Equilibrio térmico

Introducción

El principal objetivo de este trabajo es el estudio de la transmisión de calor entre dos sustancias en contacto térmico y la evolución de la temperatura en cada una de ellas hasta que se alcanza el equilibrio térmico. Utilizamos en este caso dos líquidos diferentes: agua y alcohol.
El equilibrio térmico es el estado en el que no se registran variaciones en las propiedades dedos sustancias en contacto térmico, a través del tiempo. Es decir, que el sistema se encuentra estable.
Las principales magnitudes que nos van a interesar para este trabajo práctico son:

Masa: es la cantidad de materia de un cuerpo (se expresa en gramos). Aquí la obtenemos mediante la ecuación siguiente: δ (densidad) x V (volumen)

Volumen: Es el espacio ocupado por un cuerpo (se expresa encentímetros cúbicos en este trabajo).

Temperatura: es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico (se expresa en grados centígrados).

Tiempo: es la magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos (se expresa en minutos en este trabajo).

Densidad: Es la cantidad de masa que hay por unidad de volumen (se expreso en g/cm³).Calor: Es la cantidad de calor que cede o absorbe un cuerpo (se expresa en calorías).

Para el estudio del estado de equilibrio térmico utilizamos aproximadamente la misma cantidad de volumen de ambos líquidos, los vertimos en un recipiente (siempre en contacto térmico entre sí) y estudiamos la evolución a través del tiempo del sistema a través de mediciones y comparación de las variablesmencionadas anteriormente.
Sabemos que para cada medición es necesario conocer su incerteza. La incerteza define un intervalo alrededor del valor representativo dentro de la cual se encuentra el valor de la magnitud medida. Dentro de este intervalo cualquiera puede ser el valor, por eso la incerteza es parte de la medida.
Las incertezas se pueden clasificar en dos grandes grupos. Por un ladolas que afectan las medidas en valores prácticamente iguales y del mismo signo y pueden y deben ser eliminadas, llamadas incertezas sistemáticas. Otro grupo es el de las accidentales, que son las que afectan a las medidas en más o en menos con igual probabilidad, son responsables de las dispersiones que se comprueban al medir varias veces una misma cantidad, con el mismo instrumento y en las mismascondiciones. Están presentes en todas las mediciones y no nos es posible eliminarlas (solamente es posible reducirlas tomando recaudos y utilizando elementos de medición más precisos, aunque nosotros sólo disponemos de los mencionados en el Procedimiento Experimental).

Procedimiento

Comenzamos este trabajo práctico asegurándonos la correcta disposición y colocación del dispositivoexperimental. El mismo consiste en dos pies universales que mediante agarraderas en la parte superior sostienen, con ayuda de tapones, un termómetro por cada una. Los termómetros atraviesan en su área inferior una tapa de telgopor correspondiente a un recipiente del mismo material. Del mismo modo que los termómetros atraviesan la tapa, también un agitador lo efectúa. Este agitador está compuestomeramente por dos paletas plásticas.
En cuanto al recipiente de telgopor, éste se encuentra dividido por una lámina de aluminio en dos cavidades. Este recipiente (recubierto por unos trozos de esponja) está alojado dentro de un cilindro metálico Es necesario resaltar que el telgopor es un gran aislante térmico mientras que el aluminio, un excelente conductor de calor.
Además, utilizamos un paramedir intervalos de tiempo y dos probetas graduadas para medir el volumen de cada Aquí presentamos el esquema del dispositivo experimental:
[pic]
El procedimiento a seguir fue el siguiente: En principio, vertimos aproximadamente 100 centímetros cúbicos de agua en una probeta graduada y exactamente la misma cantidad, pero de alcohol, en la otra probeta. Esto lo realizamos con una incerteza...