Equivalente Mecánico de Calor





EQUIVALENTE MECÁNICO DE CALOR



Resumen:
Mediante este laboratorio de determino el equivalente mecánico de calor midiendo el voltaje de la resistencia, el valor de la corriente y luego por medio de cálculos se halla la energía suministrada por la fuente luego se calcula la cantidad de calor en calorías necesarias para aumentar la temperatura del agua y el calorímetro.Palabras Claves: Calorímetro, resistencia, voltaje, equivalente mecánico


Abstract:
By this laboratory the mechanical equivalent of heat is determined by measuring the voltage of the resistance, the current value and then by calculations the energy supplied by the source is then heat quantity is calculated in calories needed to increase the temperature water and the calorimeter.
Keywords:Calorimeter, resistance, voltage, mechanical equivalent


















INTRODUCCION

A comienzos del siglo XIX la gente estaba interesada en mejorar la eficiencia de las máquinas de vapor y de los cañones. Un hecho evidente era que después de algunos disparos los cañones se recalentaban hasta tal punto que se volvían inservibles. Esto llevó a la observación que debía existir unaconexión entre las fuerzas mecánicas y químicas involucradas en el disparo y el "calórico" como se llamaba el calor en esa época.

Fue Joule quien estableció la relación precisa entre energía mecánica y calor (imagen 1).



Imagen1. Experimento de joule para para determinar el equivalente mecánico de calor.

El calor es una forma de energía, cuyas unidades se expresan particularmente encaloría. Sin embargo todas las demás forma de energía (eléctrica, magnética, etc.) se expresan en joules. Se puede transformar cualquier forma de energía en calor y viceversa, por lo cual existe una relación entre las unidades de calor medidas en calorías y las unidades de energía medidas en joules. Esta relación se llama equivalente mecánico de calor, la cual es:

1 Cal = 4,187 J


METODOLOGIAPesar el vaso del calorímetro, luego agregar en el 200de agua.

Colocar dentro del agua, la resistencia de inmersión instalada en la tapa del calorímetro e inserte un termómetro para medir la temperatura del agua.

Conectar la resistencia a una fuente de voltaje, en serie a un amperímetro para medir la corriente que pasa por ella y en paralelo a un voltímetro para medir su voltaje.Prender y ajustar el voltaje hasta obtener aproximadamente una corriente de 3 A en la resistencia.

Apagar la fuente y esperar 5 minutos. Medir la temperatura del agua (To).

Prender la fuente y simultáneamente prender el cronometro para medir el tiempo. Medir los valores de la corriente y el voltaje en la resistencia cada dos minutos durante veinte minutos, moviendo suavemente el agitador paradistribuir homogéneamente el calor en el agua. Cuando terminen los veinte minutos medir la temperatura final del agua (Tf)

Calcular la cantidad de calor en calorías necesarias para aumentar la temperatura del agua y del calorímetro en ∆T= Tf - To.

Calcular la energía suministrada por la fuente en joules, durante los veinte minutos, utilizando la estimación para el trabajo eléctrico realizadopor un circuito óhmico durante un determinado tiempo.

Encontrar el equivalente mecánico de calor.

RESULTADOS

Se pesa el calorímetro el cual tiene una masa de 53.7 g y se le agregan 200 ml de agua al calorímetro y su temperatura inicial es de 18°C.

Se mide los valores del voltaje de la resistencia cada dos minutos durante 20 minutos (tabla 1).

Tabla 1
Tiempo (m)
Voltaje(Ω)
24.34
4
4.40
6
4.50
8
4.57
10
4.51
12
4.44
14
4.33
16
4.59
18
4.61
20
4.69
Tabla 1. Voltaje en la resistencia

Se halla el valor promedio del voltaje para lograr encontrar el valor de la energía suministrada por la fuente en joules.
Valor promedio de voltaje= 4.498Ω
Se mide los valores de la corriente de la resistencia cada dos minutos durante 20 minutos (tabla 2)....