equivalencia calor trabajo

Práctica # 7


Objetivo.
Encontrar la equivalencia entre el calor y el trabajo.
Reflexionar sobre los cambios y transformaciones energéticas.
Desarrollo experimental.
Primera parte: Obtención de la capacidad térmica del calorímetro.
1- Introducir 100mL de agua a temperatura fría del grifo dentro de un vaso Dewar.
2- Con el termómetro eléctrico tomar la temperatura del agua e irregistrando la temperatura cada 30 segundos durante 5 minutos hasta alcanzar el equilibrio térmico.
3- En un vaso de preciptados de 500 mL colocar 400 mL de agua fría y calentarla con la resistencia eléctrica hasta alanzar aproximadamente 90oC.
4- Vaciar 100 mL del agua caliente a la probeta y registrar la temperatura.
5- Esperar al minuto 5 y vaciar el agua al vaso Dewar.
6- Con el termometro irtomando la temperatura de la mezcla de agua fría con la caliente e ir agitando, a la vez con el cronometro ir haciendo la medición del tiempo e ir registrando la temperatura cada 30 segundos durante 5 minutos.
RESULTADOS (MANEJO DE DATOS)
PRIMERA PARTE
Tiempo(min)
Tinicial°C
Tiempo(min)
Tinicial°C
0.5
25.4
5.15
45.1
1
25.3
5.30
49.0
1.5
25.3
5.45
50.3
2
25.3
6
50.3
2.5
25.36.15
50.3
3
25.3
6.30
50.2
3.5
25.3
6.45
50.0
4
25.3
7
49.9
4.5
25.3
7.15
49.8
5
25.3
7.30
49.6

Teq
K Dewar
52.394 °C
24.03cal/°C



= -




Ejemplo.
=100 g =100g = 1cal/g°C
=52.394 °C =86°C =25.3
= 24.o3Por lo tanto nuestra constante del calorímetro, en este caso el vaso Dewar con todo y sus accesorios es de 24.03.
Procedimiento:
1- En un frasco Dewar se adicionan 300 ml de agua a temperatura ambiente.
2- Se coloca el tapón del frasco con la resistencia junto con el termómetro, se registra la temperatura antes de conectar la resistencia, una vez registrada la temperatura se conecta laresistencia y se mantiene conectada aproximadamente 10 segundos.
3- Posteriormente el intervalo de medición será de 5 en 5 segundos hasta obtener 10 temperaturas, es importante cambiar el agua entre cada tiempo.
4- Medir la resistencia y el voltaje del equipo utilizado en la práctica.
Voltaje: 128.5 volts
Resistencia: 30.5 ohm
Tiempo(seg)
T inicial °C
T final °C
10
25.4
30.4
15
30.4
34.820
34.8
39.2
25
39.2
44.1
30
44.1
47.8
35
47.8
52.1
40
52.1
56.6
45
56.6
61.1
50
61.1
68.3

LEY DE OHM
.........1
………2
INTENSIDAD DE CORRIENTE
………3
……..4
TRABAJO ELÉCTRICO
…….5
Sustituimos 4 en 5
……..6
Sustituimos 2 en 6
……. Ecuación para calcular el trabajo eléctrico con respecto al voltaje, la resistencia y el tiempo.

Ejemplo.
Para el tiempot=10seg
Ʋ=128.5 volts R=30.5 ohm


Para el calor absorbido ocupamos la siguiente relación:
………1
………2
…………3
Sustituimos 2 y 3 en la ecuación 1
….Ecuación para calcular el calor absorbido.
Ejemplo. Para t=10seg
=300g = 1cal/g°C K=24.03cal/°C

1cal/g°C)(30.4°C-25.4°C)+24.03cal/°C(30.4°C-25.4°C) = 1620.15 cal

Para calcular la constante de equivalenciacalor-trabajo se ocupa la siguiente relación en donde intervienen las variables trabajo eléctrico y calor absorbido la cual se expresa de la siguiente forma:





Ejemplo.
=5413.85 J =1620.15cal


Tiempo(s)
∆T (°C)
Wele(J)
Q abs(cal)
Equiv. Q-W
10
5
5413.85
1620.15
3.34
20
9.5
18027.70
3078.28
3.52
30
13.9
16241.56
4504.02
3.61
40
18.8
21655.41
6091.763.60
50
22.5
27069.26
7290.68
3.71
60
26.8
32483.11
8684.00
3.76
70
31.3
37896.97
10142.14
3.74
80
35.8
43310.82
11600.27
3.73
90
39.3
48724.67
12734.38
3.83
Promedio =
3.64







1. Si el trabajo realizado es de un joule y este se emplea exclusivamente en “calentar”, ¿cuál es
el valor equivalente en calorías?
R= 1 cal= 4.187 J
2. En...