La ciencia en la edad antigua

Calor especifico

Contextualización: La cantidad de calor ∆Q o cedida por un cuerpo al calentarse o enfriarse es proporcional a la variación de temperatura ∆T y la masa del cuerpo según la formula:
∆Q = Cm∆T

Donde C es el calor especifico del cuerpo y ``m´´ es una magnitud que depende del material.
Para determinar el calor especifico del cuerpo pesamos bloques de diferentes materiales:aluminio,cobre y acero. Posteriormente los calentamos a la temperatura Tb en agua caliente (a unos 90 º), después introducimos el bloque en el calorímetro que contiene agua a una temperatura Tag . Despues de introducir el intercambio de calor, tanto el agua del calorímetro como la del bloque alcanzan una temperatura final Tf. La cantidad de calor entregada por el bloque es:
∆Q =CbmbTf(Tb-Tf)Donde mb es la masa del bloque y Cb el calor especifico del bloque.
Esta cantidad de calor coincide con la absorbida del agua:
∆Qag=Cagmag (Tb- Tag)
Donde mag es la masa del agua y donde Cag es el calor especifico del agua que es conocido.
Igualando ∆Qb=∆Qag podemos despejar Cb ya que el resto de parámetros son conocidos.

Unos bloques de hierro, cobre y aluminio se calientan a unos 90º yposteriormente se introducen en agua a temperatura ambiente. Se mide el incremento de temperatura del agua contenida en el calorímetro de poliestireno expandido que tiene una capacidad calorífica despreciable. Conociendo la masa de cada bloque, la masa de agua, las temperaturas iniciales y la final se calcula el calor específico de cada material.
COMPONENTES:
* Calorímetrospoliestirenoexpandido de alto aislamiento térmico (2X)
* Bloque de hierro 200g
* Bloque de cobre de 200g
* Termómetro 110 ºC
* Balanza electrónica 500g , 0,1g
* Placa calefactora
* Recipiente de vidrio para calentamiento.
EXPERIENCIAS:
Determinación del calor especifico de solidos: hierro,cobre y aluminio

Conversión de energía mecánica en calor

Contextualización: Se estudia el aumentode energía interna de unos bloques cilíndricos de aluminio y cobre cuando son sometidos a una fricción mecánica .
El dispositivo consiste en una manivela con cuenta vueltas que aremos rotar manualmente y en un eje de donde fijaremos los bloques. Mediante el uso de una cuerda de Nylon atada a un peso conocido produciremos una fricción de magnitud controlada en el bloque. Para ``n´´ revolucionesdel cilindro el trabajo mecánico generado es:
Wn= Fnπl
En donde d es el diámetro del cilindro y F la fuerza generadapor el peso que cuelga de la cuerda .

El calor generado en el bloque de masa ``m´´ debido a la friccion es:
Qn=mc(Tn-T0)

en donde ``c´´ es el calor especifico del material del cilindro , T0 la temperatura inicial del cilindro y Tn la temperatura alcanzada después de ``n´´revoluciones. Se verificara que Wn= Qn . En una grafica representaremos a Tn . De la pendiente de la recta podremos calcular el valor de ``c´´.

Se estudia el aumento de energía interna de unos bloques cilíndricos de aluminio y cobre cuando son sometidos a una fricción mecánica. El dispositivo consiste en una manivela con cuenta vueltas que haremos rotar manualmente y en un eje en dondefijaremos los bloques. Mediante el uso de una cuerda de nylon atada a un peso conocido produciremos una fricción de magnitud controlada en el bloque. Para un número de revoluciones dado del cilindro se calculará el trabajo mecánico generado en función del diámetro del cilindro y de la fuerza generada por el peso que cuelga de la cuerda. Igualando este trabajo con el calor absorbido por el cilindropodremos calcular el calor específico del mismo.

EXPERIENCIAS:
* Transformación de energía mecánica en calor
* Calculo del calor especifico del aluminio y del cobre

Conversión de energía eléctrica en calor

Contextualización: En este experimento, además de poder realizar el experimento
10390 de conversión de energía mecánica en calor, también analizaremos el aumento de energía...