Equivalente Mecanico Del Calor

EQUIVALENTE MECÁNICO DEL CALOR
Objetivos
* Obtener el valor del equivalente mecánico del calor.
* Determinar el trabajo y el calor asociados a un sistema mecánico.
Introducción
Ni el calor ni el trabajo son propiedades de un cuerpo en el sentido de poder asignarle un valor a la cantidad “contenida” en el sistema. El trabajo es una medida de la energía trasferida por medios mecánicosmientras que el calor, en cambio, es una medida de la energía transferida por medio de una diferencia de temperatura.
Si calor y trabajo son ambos formas de energía en tránsito de unos cuerpos o sistemas a otros, deben estar relacionadas 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 producido dentro 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 experimentode Joule haciendo caer unas pesas cuya energía potencial inicial podía calcularse fácilmente de modo que el trabajo W, como variación de la energía mecánica, vendría dado por:
W=∆EP=mgh
siendo m la masa de las pesas, h la altura desde la que caen y g la aceleración de la gravedad. Por su parte, el calor liberado por la agitación del agua que producían las aspas en movimiento daba lugar a unaumento de la temperatura del calorímetro y la aplicación de la ecuación calorimétrica:
Q=mC(Tf-Ti)
permitía determinar el valor de Q y compararlo con el de W. Tras una serie de experiencias en las que mejoró progresivamente sus resultados, llegó a encontrar que el trabajo realizado sobre el sistema y el calor liberado en el calorímetro guardaban siempre una relación constante y aproximadamenteigual a 4,2. Es decir, por cada 4,2 joules de trabajo realizado se le comunicaba al calorímetro una cantidad de calor igual a una caloría. Ese valor denominado equivalente mecánico del calor se conoce hoy con más precisión y es considerado como 4,186 joules/calorías. La relación numérica entre calor Q y trabajo W puede, entonces, escribirse en la forma:
Wjoules=4.186Q(calorias)
La consolidación dela noción de calor como una forma más de energía, hizo del equivalente mecánico un simple factor de conversión entre unidades diferentes de una misma magnitud física, la energía; algo parecido al número que permite convertir una longitud expresada en pulgadas en la misma longitud expresada en centímetros.

Metodología

Desarrollo
Siguiendo la metodología nos encontramos con que lo primero essaber acerca del tema que estamos trabajando, una vez bien sabido los conceptos que fundamentaran el experimento como calor, calor sensible, trabajo y capacidad térmica especifica, podemos empezar con nuestra práctica.
Lo primero es obtener el material necesario. Y de antemano saber como funciona.
Materiales
* 1 Termopar
* 3 Masas de 100, 200 y 500 (g)
* 1 Calorímetro de aluminioExperimento
1.- Montar el calorímetro bien ajustado en frente de la mesa del laboratorio en un soporte ya bien colocado, y checar que casi no se mueva.
2.- Dar una vuelta a la cinta de nylon sobre el cilindro del calorímetro
3.- Ponerse de acuerdo para repartirse lo que cada miembro del equipo realizara.
4.- Medir la temperatura inicial del cilindro del calorímetro.
5.- Poner en el extremo dela cinta una masa de 300g y dar 250 vueltas al calorímetro.
6.-Quitar rápidamente la cinta y tomar la temperatura del cilindro nuevamente.
7.- Esperar a que el cilindro se encuentre en equilibrio térmico y tomar nuevamente su temperatura.
8.- Poner en el extremo de la cinta una masa de 700g y dar 250 vueltas al calorímetro.
9.- Quitar rápidamente la cinta y tomar la temperatura del cilindro...