Ley De Enfriamiento

Introducción
El presente trabajo pretende dar a conocer a grandes rasgos la Ley de Enfriamiento de Newton, además de mostrar un experimento que puede utilizarse como demostración de esta Ley.
El nombre de Isaac Newton (1641-1727) es ampliamente reconocido por sus numerosas contribuciones a la ciencia. Probablemente se interesó por la temperatura, el calor y elpunto de fusión de los metales motivado por su responsabilidad de supervisar la calidad de la acuñación mientras fue funcionario de la casa de la moneda de Inglaterra, Newton observó que al calentar al rojo un bloque de hierro y tras retirarlo del fuego, el bloque se enfriaba más rápidamente cuando estaba muy caliente y más lentamente cuando su temperatura se acercaba a la temperatura delaire. Sus observaciones dieron lugar a lo que hoy conocemos con el nombre de ley de enfriamiento de Newton.
El calor tiene tres formas de trasladarse ya sea mediante la conducción, convección o radiación, en el caso de la prueba realizada podemos ejemplicarlo cuando calentamos agua en una estufa, el volumen de agua en el fondo de la olla adquirirá el calor por conducción desde el metal de laolla y se hará menos denso. Entonces, al ser menos denso, se moverá hacia la superficie del agua y desplazará a la masa superior menos caliente y más densa hacia el fondo de la olla.

Objetivo General
Comprobar mediante la realización de un experimento sencillo a base de calentar agua hasta casi llegar a su punto de ebullicion, como se cumple la ley de enfriamiento de Newton para asicomprenderla y entenderla partiendo de los datos obtenidos de la prueba para tener un parámetro real de conocimiento.
Ley de Enfriamiento de Newton.
 La temperatura de un cuerpo cambia a una velocidad que es proporcional a la diferencia de las temperaturas entre el medio externo y el cuerpo. Suponiendo que la constante de proporcionalidad es la misma ya sea que la temperatura aumente o disminuya, entoncesla ecuación diferencial de la ley de enfriamiento es:
| |
 
Donde:

    T = Temperatura de un cuerpo
    t = tiempo
    Tm = Temperatura del medio ambiente

Transferencia de Calor

En general existen tres formas de trasferencia de calor y se describen a continuación

CONDUCCIÓN: Flujo de calor a través de medios sólidos por la vibración interna de las moléculas y de loselectrones libres y por choques entre ellas. Las moléculas y los electrones libres de la fracción de un sistema con temperatura alta vibran con más intensidad que las moléculas de otras regiones del mismo sitema o de otros sistemas en contacto con temperaturas más bajas. Las moléculas con una velocidad más alta chocan con las moléculas menos excitadas y transfieren parte de su energía a las moléculas conmenos energía en las regiones más frías del sistema. Las moléculas que absorben el excedente de energía también adquirirán una mayor velocidad vibratoria y generarán más calor (energía potencial -absorbe calor- <--> energía cinética -emite calor).

Por ejemplo, la conducción de calor a través de la carrocería de un coche.
Los metales son los mejores conductores térmicos; mientras que losmateriales no metálicos son conductores térmicos imperfectos.

CONVECCIÓN: Es el flujo de calor mediante corrientes dentro de un fluido (líquido o gaseoso). La convección es el desplazamiento de masas de algún líquido o gas. Cuando una masa de un fluido se calienta al estar en contacto con una superficie caliente, sus moléculas se separan y se dispersan, causando que la masa del fluido llegue aser menos densa. Cuando llega a ser menos denso se desplazará hacia arriba u horizontalmente hacia una región fría, mientras que las masas menos calientes, pero más densas, del fluido descenderán o se moverán en un sentido opuesto al del movimiento de la masa más caliente (el volumen de fluido menos caliente es desplazado por el volumen más caliente). Mediante este mecanismo los volúmenes más...