tp de fisica calorimetría

ufeffIntroducción
En este trabajo práctico nos interesa estudiar cómo es la transmisión de calor entre dos sustancias que se hallan a distinta temperatura y en contacto térmico y la evolución de la temperatura de dichas sustancias hasta alcanzar el equilibrio térmico (es decir, cuando ambas sustancias se encuentren a una misma temperatura). Para llevar a cabo este estudio, sabiendo que Q=m.c.T,calcularemos la cantidad de calor intercambiada durante todo el proceso entre el agua y el alcohol estimando su incerteza y comparándola. A partir de esta comparación, analizaremos la validez de las siguientes hipótesis:
1) Consideramos que el recipiente es adiabático (es decir, que el intercambio de calor con el medio exterior resulta despreciable frente a los demás), la expresión de todos loscalores intercambiados ,0 = Qagua + Qalcohol + Qrecipiente +Q medio, se reduce a la siguiente:
0 = Qagua +Q alcohol +Q recipiente
2) Si también consideramos que el Qrecipiente (es decir todos los calores intercambiados por el termómetro, el revolvedor, la lámina de aluminio y todo lo que se encuentre dentro del calorímetro) también resulta despreciable, la expresión quedará reducida a :
0 = Qagua +Q alcohol

Procedimiento experimental
Para realizar este experimento proponemos un dispositivo experimental como el que se observa en la figura 1:


Figura del dispositivo experimental.
Para comenzar con la experiencia, utilizaremos un recipiente cerrado de telgopor (gracias a que resulta un buen aislante) que servirá para minimizar el intercambio de calor entre el interior y elexterior del recipiente. El mismo se encuentra dividido en dos cavidades, separadas mediante una lámina de aluminio delgada; siendo éste un buen conductor térmico. Intentaremos introducir en cada cavidad iguales volúmenes de agua y alcohol (entre 100cm3 y 110 cm3), utilizando una probeta graduada para medirlos. Luego, con las densidades de ambas sustancias calcularemos su masa mediante la ecuación=m/v, para poder realizar la ecuación antes planteada (Q=m.c.T). A partir de allí, observaremos y registraremos a través de dos termómetros (colocados cautelosamente para que el bulbo se encuentre totalmente sumergido pero sin chocar contra el fondo) cómo se modifica la temperatura a medida que pasa el tiempo hasta alcanzar el equilibrio (es decir cuando ambos líquidos se encuentren a una diferenciade máximo 0.2°C) Cabe aclarar que tomamos como temperatura inicial a partir del momento en el que el termómetro registra que la temperatura deja de descender, a través del tiempo, y comienza a aumentar. . Éste último paso lo registramos con un cronometro midiendo intervalos regulares de tiempo (cada medio minuto). Regularmente mezclaremos con el agitador suavemente (sin provocar ningunaalteración en la evolución del sistema hacia el equilibrio) los líquidos con el fin de que el cual que se encuentra inicialmente a mayor temperatura no se enfríe más rápido en las cercanías de la lámina de aluminio o viceversa. De este modo homogeneizaremos la temperatura de cada fluido. Finalizaremos el procedimiento al obtener 5 mediciones iguales en ambos líquidos. Por último, estimamos como incertezadel termómetro y de la probeta su mínima división de medición siendo 0.1°C y 1 los valores respectivamente. Como incerteza del cronómetro establecimos el tiempo de reacción humano en fijarse la marca del tiempo más lo que se tarda en comunicarle ese resultado a sus compañeros, estimando el valor en 3 segundos. Para calcular la incerteza de la masa del agua y del alcohol realizamos lo siguiente:
Laincerteza absoluta de una magnitud (en este caso masa) es igual al producto entre la incerteza relativa y el valor de la magnitud misma. Dado que la masa equivale al producto entre la densidad (1g/cm3) y el volumen (106 ml), para calcular su incerteza relativa sumamos la incerteza relativa de la densidad y del volumen respectivamente. A partir de ese cálculo obtenemos que la incerteza...