EQUIVALENCIA CALOR – TRABAJO

EQUIVALENCIA CALOR – TRABAJO





AMANDA VICTORIA DORIA MEZA
ELVER DAVID VERGARA
LUIS CARLOS BARRIOS
NATALIE HERRERA



PROFESOR: RAMON LOZADA DEVIA





UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD EDUCACION Y CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
FISICOQUIMICA
SINCELEJO- SUCRE
2013
OBJETIVOS

Estudiar la relación entre el trabajo eléctrico con el calor.

Determinarexperimentalmente la equivalencia entre trabajo y calor.

Estudio experimental de un calorímetro de mezclas (dewar).

















INTRODUCCIÓN

El principio de conservación de la energía nos dice que si una dada cantidad de energía de algún tipo se transforma completamente en calor, la variación de la energía térmica resultante debe ser equivalente a la cantidad de energíaentregada. En este experimento buscamos demostrar la equivalencia entre la energía entregada a un sistema y el calor en que se convierte. Si la energía se mide en Joules y el calor en calorías, nos propondremos también encontrar la equivalencia entre estas unidades. La relación cuantitativa entre Joules y calorías se llama, Je, equivalente eléctrico (o mecánico) del calor.
El calor y el trabajo son ambos,formas de energía en tránsito de unos cuerpos o sistemas a otros, y por tanto tienen relación entre sí. La comprobación de este tipo de relación fue uno de los objetivos experimentales perseguidos con insistencia por el físico inglés James Prescott Joule (1818-1889). Aun cuando efectuó diferentes experimentos en busca de dicha relación, el más conocido consistió en determinar el calor producidodentro de un calorímetro a consecuencia del rozamiento con el agua del calorímetro de un sistema de paletas giratorias, y compararlo posteriormente con el trabajo necesario para moverlas.
La energía mecánica puesta en juego era controlada en el experimento de Joule haciendo caer unas pesas cuya energía potencial inicial podía calcularse fácilmente de modo que el trabajo W, como variación de laenergía mecánica, vendría dado por:

W = Δ Ep = m.g.h (Donde m = masa de las pesas; h = la altura desde la que caen y g = aceleración de la gravedad).

Por su parte, el calor liberado por la agitación del agua que producían las aspas en movimiento daba lugar a un aumento de la temperatura del calorímetro y la aplicación de la ecuación calorimétrica:
Q = m c (Tf- Ti) (Donde Q = Calor y "Tf - Ti"es la diferencia de temperatura.


MARCO TEÓRICO

El calor y el trabajo son dos formas de la energía mecánica (cinética y potencial). El calor, principalmente, es una manifestación de la energía cinética de traslación, rotación y vibración que poseen las moléculas y átomos de un cuerpo, la medición de ésta energía se hace mediante la medición de su temperatura. Para aumentar la temperaturade un cuerpo en 1°C hay que agregar una determinada cantidad de calor (energía) la cual depende de la naturaleza de la sustancia.

El trabajo está definido como el producto de la componente de la fuerza en la dirección del desplazamiento por la distancia. Una fuerza que mueve a un cuerpo, que está en contacto con otro, produce un rozamiento y se denomina fuerza de fricción. El trabajo querealiza esta fuerza permite agitar a las capas de átomos y moléculas de ambos cuerpos que están en contacto; así, la energía que se encuentra en forma de trabajo adquiere una nueva forma, como calor.
Se define el calor específico (c) de una sustancia como la cantidad de energía que requiere la unidad de masa para elevar su temperatura en 1 °C.

Una caloría es la cantidad de calor necesaria paracalentar un gramo de agua desde 14,5 a 15,5 °C a la presión de una atmósfera física.
La cantidad de calor que gana un cuerpo, de masa m y calor específico c, al elevar su temperatura desde una temperatura inicial (Ti) hasta una temperatura final (Tf). sin experimentar cambio de estado, está dado por:

(1)
El trabajo, que realiza la fuerza de fricción, W, está dado por el producto del peso por...