newton

Estudio de la ley de enfriamiento de Newton
Guillermo Carrasco
E.E.T. Nº 3, Florencio Varela, Buenos Aires
gcarrasco6@hotmail.com
Estudiamos el enfriamiento de un cuerpo, en nuestro caso untermómetro de mercurio. Para ello calentamos el termómetro y lo
dejamos enfriar hasta la temperatura ambiente. Medimos la
temperatura en función del tiempo. Observamos que la temperatura
en función deltiempo decae exponencialmente. Analizamos este
caso usando la expresión de la ley de enfriamiento de Newton.
Introducción
El nombre de Isaac Newton (1641-1727) es ampliamente reconocido por
susnumerosas contribuciones a la ciencia. Probablemente se interesó por la
temperatura, el calor y el punto de fusión de los metales motivado por su
responsabilidad de supervisar la calidad de laacuñación 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 rápidamentre cuandoestaba muy caliente, y más lentamente
cuando su temperatura se acercaba a la temperatura del aire. Sus
observaciones dieron lugar a lo que hoy conocemos con el nombre de ley de
enfriamiento deNewton. La ley de enfriamiento de Newton se escribe como:
dT = -k (T – To) (1)
dt
donde la derivada de la temperatura respecto al tiempo dT/dt representa la
rapidez del enfriamiento, T es latemperatura instantánea del cuerpo, k una
constante que define el ritmo de enfriamiento y To es la temperatura
ambiente, que es la temperatura que alcanza el cuerpo luego de suficiente
tiempo.
Nuestratarea en este trabajo es estudiar si la mencionada ley se ajusta a
la observación en el caso del enfriamiento de un termómetro de mercurio.
Si el cuerpo se enfría a partir de una temperatura Ti hastaTo y la ley de
enfriamiento de un cuerpo es válida, la ecuación:
T – To = (Ti – To) e
-kt
(2)
deberá ser adecuada para representar la evolución de la temperatura, dado que
esta ecuación es...