Equivalente Mecanico De Calor

Equivalente mecánico del calor



I. OBJETIVO.-

- Determinar experimentalmente el valor que corresponde al “Equivalente mecánico del calor”.


II. FUNDAMENTO TEORICO.-

Como el calor es una forma de energía, cualquier unidad de energía puede ser una unidad de calor. Fue Joule el rimero en cuantificar el equivalente de energía mecánica en energía calorífica, es decir, el número de“Juoles” equivalente a una “caloría”.
La cantidad relativa de unidades caloríficas y de las unidades mecanicas se la puede encontrar realizando experimentos en los cuales una cierta medida de energía mecánica se convierte completamente en una cantidad medida de calor.

Después de varias pruebas, Joule obtuvo la siguiente relación:


1 caloría = 4.186 Joules

Esta relación nos indica, que esnecesario invertir 4.186 joules para obtener una caloría.


III. PROCEDIMIENTO


Se sujeto el aparato en el extremo de una mesa.

Se giro el tornillo negro y se desmonto el cilindro de aluminio. Se introdujo el cilindro en un recipiente con hielo, con el objetivo de bajar la temperatura del cilindro unos 10ºc por debajo de la temperatura ambiente.

Durante el enfriamiento del cilindro, sefijo la variación de temperatura estimada en el experimento, idealmente la temperatura debería variar de 7 9ºc por debajo y por encima de la temperatura ambiente.
Al empezar se midió la temperatura del ambiente del laboratorio y se fijo las temperaturas inicial y final del cilindro que se deseaba conseguir en el experimento

Utilizando la tabla resistencia-Temperatura del termistor, se determinoel valor d la resistencia que corresponde a cada una de las anteriores temperaturas.
Se determino también el valor de resistencia que corresponde a un grado centígrado por debajo de la temperatura final.

Cuando el cilindro ya estaba lo suficientemente frio, se coloco de nuevo en su lugar inicial, asegurándose que la placa de cobre se encuentre acoplada a la manivela.

Se conecto losterminales del termistor a los terminales de Óhmetro.
Se coloco en el Ohmetro la escala apropiada para medir los valores de resistencias del termistor que corresponden al rango de temperaturas escogidas.

Se enrolló la cuerda de nylon fuertemente alrededor del cilindro de aluminio.
Se ato el principio de la cuerda al soporte y al final de la acuerda a la masa.

Se coloco el contador derevoluciones en cero.

Cuando la resistencia alcanzo el valor que corresponde a la temperatura inicial, se comenzó a enrollar la cuerda en sentido de las manecillas del reloj sujetando la manivela al aparato. Se giro rápidamente la manivela hasta que la temperatura indicada termistor este a 1ºc por debajo de la temperatura final escogida. Cuando se alcanzo el valor se giro lentamente observandocuidadosamente el Ohmetro. Cuando la temperatura alcanzo el valor tope, se dejo de girar la manivela y se observo el Ohmetro hasta que la temperatura del termistor alcance un valor máximo y el cilindro comience a gotear por los efectos de condensación. Se registro el valor máximo logrado como la temperatura final.

Se registro el número de vueltas “N” en el contador.

Se midió la masa “m” del cilindrode aluminio

Se midió el radio del cilindro.



IV. DATOS

M = masa colgante = 595,4 g
R = radio del cilindro = 4, 763 cm
g = aceleración de la gravedad = 9,78 m/s²
N = # de vueltas= 500 vueltas
m = masa del cilindro = 200g
C = calor especifico de aluminio = 0,22 cal/g ºc
Ri = resistencia inicial = 287 KΩ
Rf = resistencia final = 198 KΩ



V. ANALISIS DE DATOS

Se tuvo quehacer una interpolación para obtener las temperaturas inicial y final.

Interpolación para la temperatura inicial:

Ri = 287 KΩ
RI = 281,062 KΩ
RII = 269,086 KΩ
TI = 4 ºC
TII = 5 ºC
Ti = ?




Ti = 3.5ºc


Interpolación para la temperatura final:

Rf = 198 KΩ
RI = 207.850 KΩ
RII = 197.560 KΩ
TI = 10 ºC
TII = 11 ºC
Tf = ?






Tf = 10.93ºc


Calculo de...