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aDepartamento de Física

Guía de laboratorio del curso Física Experimental II

Carrera 1E No. 18A10, Edificio ip. Conmutador 3394949 3394999 Extensión 2730. Directo: 3324500. Fax: 3324516. Apartado Aéreo 4976. Bogotá, D. C.

Índice general

Presentacion
1. Repaso de cálculo de errores y regresión lineal 2. Calor latente del agua 3. Calor específico de un sólido 4. Dilatación térmica delagua 5. Dilatación térmica de los sólidos 6. Examen parcial (parte 1) 7. Examen parcial (parte 2) 8. Líneas de campo 9. Líneas equipotenciales
10. Instrumentaciòn y Resistencias Equivalentes 11. Ley de Ohm

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12. Carga y des carga de un condensador 13. Ley de Biot – Savart 14. Examen Final

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Laboratorio 1

Repaso de càlculo de errores yregresión lineal (Ver notas)

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Laboratorio 2

Calor latente del agua
Objetivos
Medir experimentalmente el calor latente de fusión del agua.

Materiales
Calorímetro, termómetro, hielo y agua.

Metodología
Al poner en contacto térmico varios sistemas, en diferentes estados y temperaturas distintas hay intercambio de calor entre ellos, y si se relaciona el flujo de calor entre losdiferentes sistemas mediante la medición de temperaturas, se puede calcular el calor invertido en inducir un cambio de estado y en calentar el sistema. Este es el principio básico de la experiencia de calorimetría que se propone llevar a cabo.

Marco teórico
Para es te laboratorio s e deben t ener c laros los c onceptos de t ransferencia de c alor y cómo, conociendo las temperaturas iniciales de lossistemas, en diferentes estados puestos en contacto y la temperatura final de equilibrio, se puede deducir el calor latente y la capacidad calorífica de cada uno de los sistemas. También se debe tener claro los conceptos de capacidad calorífica, calor latente y conocer el valor teórico del calor latente de fusión del agua.

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Experimento
Procedimiento experimental
Un calorímetro es unsistema aislado térmicamente del medio ambiente, es decir, no permite el intercambio de calor desde ni hacia su interior. Sin embargo el calorímetro está hecho de algún material, lo que hace que absorba cierta cantidad de calor. Para tener buenos datos experimentales s e debe conocer la capacidad calorífica del calorímetro para saber cuánto calor absorbió o cedió. - La primera parte del experimentoconsiste en determinar la capacidad calorífica del calorímetro, para esto se realiza una experiencia en l a que haya transferencia de calor entre el calorímetro y agua caliente. El procedimiento es el siguiente: se llena el calorímetro con agua de la llave, se espera de 2 a 3 minutos y se toma la temperatura del agua, esta será la temperatura inicial del calorímetro. Se retira el agua fría delcalorímetro y se vierte inmediatamente agua caliente con temperatura conocida; se aísla el sistema, se espera a que llegue a su estado de equilibrio y se mide la temperatura final y la masa de agua dentro del calorímetro. La segunda par te del experimento per mite c alcular el calor latente de fusión del agua. El procedimiento es el siguiente: para determinar la temperatura inicial del calorímetro, sellena el calorímetro con agua caliente, se espera 1 a 2 minutos, y se mide la temperatura, ésta será la temperatura inicial del calorímetro. Luego se mide la masa del agua ut ilizada, se añade hielo con masa y temperatura conocidas (el hielo deb e dej arse a t emperatura a mbiente un r ato par a po der s uponer q ue s u temperatura es de c ero gr ados c entígrados y no m enor), s e aí sla el sistema y cuando llegue al equilibrio térmico se mide la temperatura final.

Análisis
Estudio cualitativo
Realizar un diagrama cualitativo del flujo de calor que hay en el sistema cuando se realiza la segunda manipulación. El agua caliente invierte calor en dos procesos: primero en el cambio de estado y segundo en c alentar el agua. ¿En el primer proceso, la temperatura del hielo cambia? ¿Cuál...
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