Constante de calor

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

SEMESTRE 2º- 2010/2011

Fecha de entrega jueves 10 marzo 2011

TORRES GARCÍA OLIVER GRUPO 2cm11

i. introducción
del principio de conservación de la energía, la cantidad de trabajo mecánico realizado para llevar a cabo una actividad puede transformarse en calor, o sea, la energíatérmica es equivalente al trabajo realizado. en esta experiencia encontraremos la relación cuantitativa de la equivalencia entre el trabajo mecánico (joules) y energía térmica (calorias)

l objetivo de la práctica es utilizar la equivalencia entre calorq y trabajow (en ausencia de variación de energía interna) para la determinación del calor específico de un cuerpo sólido.
la energía mecánica setransforma totalmente, debido a la fricción, en calor. en el experimento, se hace girar un cilindro metálico, calentándolo con una cinta de fricción tensa de material.

iii. fundamento teorico
para elevar la temperatura de un cuerpo o sistema es necesario ponerlo en contacto con otro cuerpo de temperatura mayor o bien realizando trabajo mecanico sobre este, esta energía mecánica si se transformaen energía térmica se mide en calorías; se encontró la relación entre las caloríficas y las unidades de joule mediante una experiencia en la cual la energía mecánica es transformada íntegramente en energía térmica.
joule determino la equivalencia de 4.186 julios = 1 cal, a través de un aprato en el cual unos pesos que caen pierden energía mecánica, haciendo girar un conjunto de paletas dentrode un recipiente que contiene agua, originando calentamiento del agua. actualmente sigue siendo aceptado este resultado.
como regla general, y salvo algunas excepciones puntuales, la temperatura de un cuerpo aumenta cuando se le aportaenergía en forma decalor. el cociente entre la energía calorífica q de un cuerpo y el incremento de temperatura t obtenido recibe el nombre de capacidad caloríficadel cuerpo, que se expresa como:

La capacidad calorífica es un valor característico de los cuerpos, y está
Relacionado con otra magnitud fundamental de la calorimetría, el calor específico

Calor específico
el valor de la capacidad calorífica por unidad de masa se conoce como calor específico. En términos matemáticos, esta relación se expresa como

para el experimento realizado,¿sería necesario
tener en cuenta la energía interna del cilindro?
no es necesario tenerla en cuenta ya que la energía interna de un cuerpo depende de los procesos que transcurren en su interior, no depende ni del movimiento de este ni de su posición con relación a otros cuerpos tomados como referencia.
c= cm
Donde c: capacidad calorífica.
m: masa del sistema

Joule y el calor:
La capacidadde realizar trabajo se llama «energía». los objetos en movimiento poseen energía de movimiento o «energía cinética». una flecha en reposo es casi inofensiva, pero lanzada en rápido movimiento puede perforar la gruesa piel de un animal. y muchos habrán visto esas demoledoras que pulverizan muros de ladrillo con un enorme péndulo de acero.
cuando newton enunció sus leyes del movimiento en los años80 del siglo xvii, dijo que cualquier objeto en movimiento continuaría moviéndose a la misma velocidad a menos que una fuerza exterior actuara sobre él. dicho de otro modo, la energía cinética de un objeto tenía que permanecer constante.
y aquí entra a actuar la idea de joule, que pensó que el calor debía ser otra forma más de energía, igual que cinética, eléctrica, química, magnética. porconsiguiente, una cantidad dada de energía debería producir siempre la misma cantidad de calor. en 1840, cuando sólo tenía 22 años, comenzó a hacer mediciones muy precisas con el fin de comprobar esa posibilidad.
luego de tediosos e ingeniosos experimentos, 1847 joule estaba ya convencido de que una cantidad dada de energía de cualquier tipo producía siempre la misma cantidad de calor. (la...