Gravedad_equipo 3

Práctica 5. Ley de enfriamiento de Newton.
Nombres: Grupo: 22
Alcántara Quiñones Verónica Betzabé.
Fecha de entrega del informe: 19 de octubre de 2015.
Resumen.
En la actual práctica experimental, se determinó la constate de enfriamiento de la ley de Newton. Para ello, se dejó calentar un vaso con agua y se observó cómo disminuía la temperatura en función del tiempo, dejando claro alcomienzo, la temperatura disminuye drásticamente, hasta después de cierto tiempo, donde está disminuye más lento.
Hipótesis.
Suponemos que el intervalo de tiempo será muy poco cuando baja la temperatura de una muy elevada, y conforme se vaya acercando al punto de equilibrio, va a ir aumentando este intervalo de tiempo.
Objetivo.
Obtener por métodos gráficos, la constante de enfriamiento de unlíquido a partir de datos experimentales de temperatura y tiempo.
Introducción.
Muchos de los fenómenos naturales o resultados empíricos requieren de un tratamiento matemático que en ocasiones está sustentado en el uso de ecuaciones diferenciales; para ello, es necesario un modelo y un conjunto de variables que describan el fenómeno.
En el caso particular de la transferencia de energía, ésta ocurreentre los cuerpos calientes y fríos, llamados respectivamente fuente y receptor de energía, permitiéndonos la observación de procesos físicos como condensación, evaporación, cristalización, reacciones químicas, etc., en los cuales existe un mecanismo propio del proceso que involucra diferentes particularidades fisicoquímicas. En virtud de lo anterior, es importante la determinación de una ecuaciónempírica que relacione la temperatura de enfriamiento de una sustancia con respecto al medio que lo rodea.
Es posible, bajo ciertas condiciones experimentales, obtener una buena aproximación de la temperatura de un cuerpo, usando la ley de enfriamiento de Newton, la cual establece que la rapidez con que se enfría un objeto, es proporcional a la diferencia entre su temperatura y la de medio que lerodea, que es la temperatura ambiente.
En este caso sí partimos de un caso general del cambio de calor con respecto al tiempo como una función del tiempo, en donde depende el cambio de área, de un coeficiente de intercambio y con un cambio se tiene la siguiente expresión:
Ecuación 1.
Aunada a este concepto, sabemos que el calor depende de la masa, el calor específico y de la temperatura,tenemos una segunda expresión, la cual a su vez, si se sustituye la masa por la densidad, se obtiene lo siguiente:
Ecuación 2.
Que al ser combinadas, se tiene una ecuación de cambio de la temperatura con respecto al tiempo, la cual para tener una expresión más sencilla, sustituiremos el área, la densidad, el coeficiente de intercambio del área y el volumen como una constante.Ecuación 3.
Separando los términos, se obtiene:
Ecuación 4.
Por último, integrando estos dos términos y observando para el caso particular de un enfriamiento desde una temperatura inicial (T0) a una temperatura menor (T), desde un tiempo inicial (t0) a un tiempo (t). Tenemos como resultado, la ley de enfriamiento de Newton:
Ecuación 5.
Desarrollo Experimental.Material.
Cronómetro.
Termómetro.
Parrilla de agitación.
Vasos de precipitados de 100mL.
Dos pinzas de tres dedos con nuez.
Soporte universal.
Barra para agitación magnética.

Procedimiento experimental.
1. Medir la temperatura ambiente.
2. Colocar el termómetro en el soporte universal con ayuda de una pinza de 3 dedos.
3. Colocar el vaso de precipitados en la parrilla de agitación, introduciendo eltermómetro en él.
4. Verti 40 mL de agua en el vaso de precipitados.
5. Calentar a 80°C.
6. Al llegar a la temperatura deseada, quitar la parrilla y sujetar el vaso con unas pinzas en el soporte.
7. Cuando la temperatura ya no aumente, registrar la temperatura en intervalos de:
Cada 5 segundos al primer minuto.
Después del primer minuto, cada 10 segundos durante dos minutos.
Cada 20 segundos...