practica 4

Temperatura y calor
Objetivos:
Calcular la capacidad térmica especifica del agua
Obtener el modelo grafico del calor simulado suministrado (Q) en función de la temperatura (T) de una sustancia.
Obtener el modelo matemático de la gráfica del inciso anterior.
Calcular el error de exactitud en la obtención de la capacidad térmica especifica del agua, en su fase liquida
Material
1calorímetro con tapa, agitador, y resistencia de inmersión
1 vaso de precipitados de 600 ml
150[g] de agua liquida
1 balanza de 0 a 610[g]
1 fuente de poder con amperímetro y voltímetro
2 cables de conexión largos
1 termómetro de inmersión de -20 a 150 °C
1 cronometro digital
Y jeringa de 10[ml]
DesarrolloActividad 1
1. Calibrar la balanza, después medir la masa del vaso de precipitados. Volver a medir el vaso, pero ahora introduciéndole 150[g] de agua, tomar su temperatura.
La temperatura medida del agua es de: 20°C.




2. Armar el dispositivo tal como se muestra en la imagen y verificar si ellíquido cubre la resistencia de inmersión, después conectar los cables conectados al dispositivo, a la fuente de poder con amperímetro y voltímetro y conectarlo a la corriente eléctrica.
3. Encender la fuente de poder y elevar su intensidad de corriente a 2.5 amperes.
4. Considerando que la temperatura tomada 20°C sea la temperatura inicial, comience a agitar el dispositivo continuamente y tome eltiempo transcurrido en los intervalos dados hasta elevar su temperatura a 30 °C. Llene la tabla siguiente con los datos correspondientes:
Actividad 2
Con base a los datos anteriores, dibuje el modelo grafico del calor suministrado (Q) en [J], en función de la temperatura (T), en [°C] del agua.
Grafica 1:

Actividad 3
Con el método de mínimos cuadrados, determine también el modelo matemáticode dicha función:

Datos obtenidos:
T[°C]
(x)
Q[J]
(y)
20
0
22
870.25
24
2189.5
26
3451
28
5147.75
30
6626.5
Sustituyendo los valores:
, ,
m= = 674.664286 b=-13819.1071
y=mx+b
Sustituyendo:
Y= (674.664286) X-13819.1071
Actividad 4
Apoyándose en el modelo matemático anterior, determine la capacidad térmica y la capacidad térmicaespecífica a presión constante del agua. En unidades del SI.
CAPACIDAD TERMICA (C): 674.664286 J/K
CAPACIDAD TERMICA ESPECIFICA (Cp.): 4317.761907 [J/kgK]
Actividad 5
Calcular el porcentaje de exactitud en el valor de la capacidad térmica específica a presión constante del agua en su fase liquida. Considere que el valor patrón de esta propiedad es Cp.=4186[J/kg·Δ°C]
Expresiones matemáticas{Q}=PΔt P=VₐbI {Qsensible}=mCpΔt %EE= %E=100-%EE
Sustituyendo los valores:
%EE= = -3.14768053 %E= 96.85%
Análisis de resultados
Para poder transferir calor a un líquido, que en este caso fue el agua, se podría pensar que basta solo con aumentar la temperatura dentro del recipiente en el que está contenido el líquido,pero se debe notar que también puede aumentar ligeramente al mover el líquido. Sin embargo, no es el único motivo por el cual hay que agitar el líquido, también se debe considerar que para tener una lectura óptima es necesario que el líquido tenga una temperatura uniforme, ya que puede que el termómetro registre solo la temperatura que esté lejana al calentador eléctrico, lo cual provocará que elaumento de temperatura sea muy lento, mientras que si el aumento de temperatura se da de manera uniforme, ésta será la misma en todas partes, lo cual se traducirá en una mejor lectura de datos. Esta consideración es importante ya que es un error meramente humano, los instrumentos de medición no tienen que ver en este aspecto. Es por eso que al realizar el modelo matemático puedan surgir...