Equivalencia Calor-trabajo








Laboratorio de Termodinámica




Practica: Equivalencia Calor-Trabajo









Objetivo
Introducir el tema de energía y ver las interrelaciones de sus diversas formas de manifestación.
Problema
Al introducir una resistencia eléctrica a un recipiente con agua por un determinado tiempo, la temperatura del agua aumenta. Por cada caloría que absorbe el agua¿Cuántos joules cede el dispositivo eléctrico?
Introducción
Le concepto central de todas las aplicaciones en química física, al igual que en muchas otras ramas de la ciencias físicas, es el de energía, la capacidad de realizar trabajo. Se hace uso de la ley la cual estipula que la energía se conserva, es decir no puede crearse ni destruirse. Aunque la energía puede transferirse de una ubicación a otra,la energía total es constante. La unidad del SI d ela energía es el joule (J), que se define como:

El trabajo y el calor son manifestaciones de la energía. La energía total de un sistema se define como la energía interna (U). Esta se compone de diferentes tipos de energía , como la química, electrónica, nuclear y cinética.
Un sistema aislado no permite la entrada o salida de materia oenergía. Si la energía no puede entrar o salir, entonces la energía total U del sistema no cambia. El enunciado explicito de este fenómeno se considera en la primera ley de la termodinámica: “en un sistema aislado, la energía total del sistema permanece constante”.
Desde un punto de vista físico, se lleva acabo trabajo sobre un objeto cuando este se desplaza cierta distancia s como consecuencia de laaplicación de una fuerza. Las unidades para medir el trabajo son los joules, como en el caso de la energía. Esto no carece de fundamento: el trabajo es una forma de trasferir energía. La energía se define como la capacidad de realizar trabajo, así que tiene sentido el hecho de que la energía y el trabajo se miden con las mismas unidades.
El concepto de calor (Q) es mas difícil de definir que eltrabajo. El calor es una medida de transferencia de energía que puede determinarse por medio del cambio en la temperatura de un objeto; es decir, es una forma de seguir la pista de cambio de la energía en un sistema. Ya que el calor es un cabio d energía se utilizan la misma unidad para el calor que para la energía: joules.
Rumford registro el calor que generaba perforación de cañones deartillería y concluyo que la cantidad de calor se relacionaba con la cantidad de calor se realizaba con la cantidad de trabajo realizado durante el proceso. En la década de 1840, el físico ingles James Prescott Joule verifico este hecho. Joule utilizo un aparato para realizar el trabajo de mezclar una cantidad de agua mediante un peso colocado en una polea. Llevando mediciones cuidadosas de latemperatura del agua y del trabajo efectuado por el peso que caía, Joule pudo sustentar la idea de que el trabajo y el calor eran manifestaciones del mismo fenómeno (equivalencia mecánica del calor.
A un sistema puede entrar energía en formad e calor, y esto hace que la temperatura del sistema aumente, o bien la energía en forma de calor puede salir del sistema y ocasionar una disminución en latemperatura.
Cuestionario previo de la práctica equivalencia calor-trabajo

1. Dentro de las formas de manifestación de la energía se encuentran la energía térmica y la energía mecánica, defínelas y da sus unidades
La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial y cinética de un sistema mecánico.
La energía esel trabajo hecho sobre un cuerpo al acelerarlo desde una velocidad inicial hasta una velocidad final. Sus unidades en el Si son Kg/m2s2 o lo que es lo mismo N*m o Joule (J)
La energía potencial es igual al trabajo hecho sobre el cuerpo para elevarlo, es decir es la energía que puede tomar el cuerpo dependiendo su posición. Al igual que la cinética su unidad es el Joule J
La energía térmica...