Equivalente Eléctrico Del Calor

Equivalente eléctrico del calor
Universidad de Santiago de Chile Departamento de Física Física Experimental IV Profesor: Álvaro San Martín Francisco Cárdenas López Miercoles 6 de Junio del 2012

Resumen El objetivo fue encontrar expemiremtalmente el valor de la masa equivalente para un Electrical Equivalent of Heat, cuyo valor experimental fue de Meq = 39.03[gr] con un error relativoporcentiual del 70 %. y en base a este valor obtener el valor experimental del equivalente eléctrico del TD-8552. cuyo valor promedio es de Je = 2.1608 con un error relativo porcentual de = 48.23 %. 1. Introducción del calor, para ello se utiliza el efecto joule.
El cual dice que la potencia entregada por un El objetivo es estudiar la relación entre trabajo eléctrico y el calor. Y determinar de formacuantitativa la relación entre Joule y Calorías mediante un calorímetro de mezclas y comparándola con un valor tabulado. sistema eléctrico es proporcional a la diferencia de potencial a la que esta sometido y a la intensidad de corriente que pasa por el mismo, así cuantitativamente se obtiene que el efecto joule puede ser descrito como:

Un calorímetro es un artefacto que funciona como una paredadiabática, es decir, no deja pasar calor ni materia a través de sus paredes. En la realidad esto no ocurre, lo que conlleva a que ocurran perdidas de energía en el sistema. Para amortiguar esta pérdida se utiliza el método de la masa equivalente. Esta cantidad no es una masa en si, sino que representa el calor absorbido del calorímetro. Modelándolo como si fuese una masa”M ” de algún líquido(generalmente agua). Entonces recodando el primer principio de la termodinámica se puede calcular la masa equivalente del calorímetro:

P=V·I

(2)

Se sabe además que la potencia y el trabajo mecánico están relacionados mediante la siguiente relación:

t=texp

I(t) · V(t) dt ≈ I · V · texp = P · t
t=0
(3) Rescribiendo la ecuación (1) e Igualando con la ecuación (2) se obtiene que:

MeqT2 − Tf = m2 · + m1 Tf − T1

(1)

Je =

P·t ca · (ma + Meq )(T(t) − Ti )

(4)

El principio de la conservación de la energía dice que si una determinada cantidad de energía se transforma en calor. La variación de energía térmica debe ser igual a la energía entregada, esto ocurre para todo tipo de energía. En particular para la energía eléctrica se puede obtener el equivalente eléctrico(o mecánico)

La cual permite encontrar el equivalente eléctrico.

1

2. Procedimiento
Para determinar la masa equivalente del Electrical Equivalent of Heat la temperatura ambiente es de 24.7

3. Análisis
De la medición para determinar el calor especico de la TD-8552 se obtuvieron los siguientes datos: masa de agua [gr] 165.2 114.1 Temperatura [ C] 10.3 42.1

o C y se asume quedurante

todo el proceso la presión es constante. En primera instancia se debe obtener el valor de la masa equivalente del Electrical Equivalent of Heat TD-8552 PASCO. Para ello se debe tener la TD-8552 dentro de un calorímetro PASCO, para que funcione como pared adiabática. Luego se deben tener dos masas distintas de agua a distinta temperatura ( m1=93.7 gr a 10.3 C y m2=114.1 gr a 42.1 C) que sevierten dentro de la Td-8552 y se agita con movimientos circulares y periódicos hasta que alcanza una temperatura de equilibrio de 27.4 C. Para determinar el equivalente eléctrico el voltaje es de 10.3 [V] (medido desde la POWER SUPPLY) y la intensidad de corriente es de I=2.26 [A] (medido desde un multimeter PROTECK). Para determinar el equivalente eléctrico del calor, se utiliza una conexión comola mostrada en la gura 1. Luego se vierte agua dentro de la TD-8552 y se enciende el circuito. Una vez prendida la ampolleta se debe colocar por un agujero un resistor PASCO para medir la temperatura. Por las características físicas de la TD-8552, no se agitara el calorímetro debido a que esto altera en gran medida la medición, para evitar que el resistor se moviera se utilizo un soporte con...