EFECTO JOULE 101

EFECTO JOULE…………

Cuesta, Daniel S. (1424664); Giraldo, Karol Y. (1425643); Taba, David A. (1428616).
Diciembre, 17, 2015

METODOLOGÌA:
Con el objetivo de estudiar la relación entre la energía potencial eléctrica perdida en una resistencia y el calor adquirido por el entorno (en el caso de la práctica el entorno es el calorímetro y el agua) se realizó el siguientemontaje experimental:

Figura 1. Montaje experimental.
El procedimiento consistió en tomar diferentes cantidades de agua (50 g, 150 g y 250 g) en el calorímetro a un voltaje y una corriente lo más similar posibles y así el sensor de temperatura toma los datos de cómo va creciendo la temperatura en el tiempo a medida que la energía del circuito es disipada desde la resistencia hacia el agua y elcalorímetro en forma de calor.





ANALISIS DE RESULTADOS
1. Calcule la cantidad para cada caso.
En esta práctica se tomara como sistema de estudio a aquel que está compuesto por un calorímetro y agua, por ende para determinar se tendrá en cuenta únicamente la masa y la capacidad calorífica del calorímetro y el agua, la fórmula que resume lo dicho anteriormente es:(Ecuación 1)
Donde:





Reemplazando cada uno de los valores anteriores en la ecuación 1 se obtienen los valores consignado en la tabla 1.
Tabla 1. Capacidades caloríficas totales.
Masa del agua (gr)
50
150
250
MC (cal/°C)
59,83
159,83
259,83

2. Calcule para cada caso el producto VI o su promedio y la desviación estándar
Tabla 2. Datos de I y V
Masa del agua
50(gr)
150(gr)
250(gr)
V(V)
4,63±0,01
4,61±0,01
4,59±0,01
I(A)
3,05±0,01
3,01±0,01
3,03±0,01
VI (W)
14,12
13,88
13,91


Desviación estándar


Al realizar un análisis del valor de la desviación estándar (tabla 2) se puede afirmar que dicho valor es pequeño, lo cual indica que los valores de VI siguen una tendencia que no se aleja mucho de la promedio, es decir, los datos no están muy dispersos entresí, de ello se puede inferir que hay una relación proporcional entre el producto VI y la cantidad de agua, aunque con el valor de la desviación estándar no se puede concluir de forma clara que la práctica tuvo éxito ya que los valores que se tienen a consideración por la desviación estándar son solo 3.

3. Grafique temperatura (T) como función del tiempo (t).Las tres curvas en una sola gráfica. Pormínimos cuadrados encuentre la pendiente mexp, el intercepto A y el coeficiente de correlación r.
Los datos que se obtuvieron en la práctica son:
Tabla 3. Datos de Temperatura y Tiempo. a) Con 50 gr, b) Con 150 gr, c) Con 250 gr.

Para determinar la relación existente entre las variables medidas en la práctica (tiempo y temperatura) es necesario construir una gráfica que permite establecer elcomportamiento de la variable dependiente (temperatura) con respecto a la variable independiente (tiempo)


Figura 2.Grafica de T vs t
Al realizar un ajuste lineal a la figura 2 se obtienen los datos consignados en la tabla 4.
Tabla 4. Valores arrojados por el ajuste lineal de la figura 2
Masa del agua
50 (gr)
150(gr)
250(gr)
Ecuación



mexp (°C/s)
0,0388
0,0231
0,0155
A(°C)
26,442
26,723
26,564
RR² = 0,9871
R² = 0,9878
R² = 0,9947


4. Determine el inverso de la constante J en Joule/caloría.
Para determinar el valor experimental de la constante J se aplicará la siguiente fórmula:
(Ecuación 2)





Al aplicar esta fórmula se tendrá:
Tabla 5. Inverso de la constante de Joule
Masa(gr)
50
150
250
Mc(cal/°C)
59,83
159,83
259,83
mexp (s)
0,0388
0,0231
0,0155
(W)
13,97
1/J
0,166
0,264
0,288

5. Analice la linealidad de las gráficas.
Mediante el análisis de la ecuación 3

(Ecuación 3)

Se puede observar que la T en cualquier instante de tiempo “t” tiene la forma de una línea recta y=mx+b (figura 2) donde las variables dependientes e independientes son T y t respectivamente.

Como...