Laboratorio de termofluidos

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Experiencia N°1: “Descenso crioscópico”

Objetivo: Analizar mezclas frigoríficas utilizando el método indagatorio.

❖ En la etapa de contextualización se dio respuesta a la siguiente interrogante ¿Se puede bajar la temperatura de agua y hielo sin colocarlos en el refrigerador? .Esta pregunta quedó planteada antes de hacer cualquier tipo de experiencia práctica.

❖ Después de poneren práctica el procedimiento experimental pudimos darnos cuenta que si es posible bajar la temperatura del hielo y del agua líquida sin colocarlos en el refrigerador. La mezcla hielo sal provoca que la temperatura del agua baje independientemente del estado en el que esté. El Descenso Crioscópico (nombre del fenómeno) provoca que el punto de fusión del agua (en este caso, podría ser cualquierdisolvente puro), se produce a menor temperatura en presencia de algún soluto (en este caso la sal).

❖ Pasados alrededor de 2 minutos de poner el hielo en la lata observamos que sólo en su parte inferior, esto se debe a que las partículas de agua en el aire (estado gaseoso) disminuyen su temperatura condensándose en la lata de bebida para lograr un equilibrio térmico.

❖ Al agregar capasde sal(a 25°C) y hielo se forma una mezcla totalmente heterogénea. Se puede notar y medir que la temperatura de la mezcla va bajando considerablemente a medida que se le va agregando más hielo y más sal; llegando incluso hasta los -13,8 [°C]. Por lo tanto podemos decir que a medida que se aumenta la concentración de soluto, la temperatura baja notoriamente. Agregado a esto, cuando se colocó unpapel húmedo en una parte de la lata, éste se solidificó debido a que las partículas de agua líquida en este se solidificaron al bajar su temperatura y por ende al cederle calor al sistema.

❖ Sin duda alguna que esta experiencia escapa a toda la física estudiada en clases de teoría, en donde suponíamos que la temperatura de equilibrio térmico estaría entre la temperatura mínima y máxima de loscuerpos en contacto térmico.

Comentarios y Mejoras de la Experiencia

Esta experiencia fue muy interesante, ya que como dije anteriormente escapa a toda la física estudiada en clases de teoría. Es un experimento ideal para ponerlo en práctica dentro de una sala de clases, el método indagatorio es un método ideal para poner en práctica esta actividad; las preguntas previas y la comprobaciónexperimental del fenómeno llaman la atención y provocan una cierta “sorpresa” al ver que sus hipótesis son correctas o no.

A modo de mejora, quizás faltó hacer lo que dice la guía “Con una parte de sal y 5 partes de agua se consigue una disminución hasta -20[°C]”. Si se hubiese hecho esto se hubiese tenido una visión más clara y más cuantitativa del descenso. Pero me quedo con lo fácil y sencilloque sería hacerlo en una sala de clases.

Experiencia N°2: Calibración de un termistor

Objetivo: Calibrar y encontrar la relación entre la resistencia y la temperatura que está sometida un termistor.

Sabemos que la relación entre la resistencia eléctrica del termistor y la temperatura viene dada por la expresión [pic]. En donde “R” es la resistencia eléctrica del termistor, T latemperatura y “A” y “B” son la constantes del semiconductor. Para tener un menor manejo de la información y poder calibrar mucho mejor el termistor, haremos una rectificación en los datos para llevar la ecuación anterior a una ecuación más sencilla como lo es la ecuación de la recta. Por lo que la ecuación nos quedaría:

[pic]

Por lo tanto los términos de nuestra ecuación de la recta (recordando laforma propia de la ecuación de la recta [pic]); por lo tanto nuestros términos serían:

[pic]

[pic]

[pic]

Datos Experimentales

Los datos obtenidos gracias al software Data Studio y al tester (medidor de resistencia eléctrica, entre otras funciones) son presentados en la siguiente tabla:

Tabla N°1: Datos de temperatura en grados Celsius y resistencia eléctrica del termistor

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