Equivalente Mecanico-Electrico Del Calor
Páginas: 9 (2117 palabras)
Publicado: 7 de febrero de 2013
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE CIENCIAS
PRACTICA #8
“EQUIVALENTE MECANICO-ELECTRICO DEL CALOR”
• ALVAREZ ORTÍZ MARÍA MONSERRAT
PROF. DR. OMAR G. MORALES-SAAVEDRA
AYUDANTE: FIS. FERNANDO G. ONTIVEROS-BARRERA
CD. UNIVERSITARIA MÉXICO11/11/09
1. Objetivo
1. Calcular el calor específico del agua a partir del principio de conservación de la energía al evaluar la potencia disipada por una resistencia eléctrica al calentar agua.
Hipótesis:
1.1 Si conectamos el Variac a los multímetros y a su vez al calorímetro podremos saber cuánto voltaje le estamos dando al agua y entonces medir su temperatura y eltiempo para que alcanzara esa temperatura.
1. Material
|Dos multímetros |Resistencia eléctrica |
|Cronometro; resolución 1/100 s |Agua |
|Termómetro; resolución 1°C|Variac |
|Calorímetro |Probeta |
2. Introducción
Por definición, la caloría es la cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura deun gramo de agua, un grado Celsius apartir de 14.5 ºC. Los experimentos de Joule demostraron que no sólo la energía térmica permite elevar la temperatura, sino que también cualquier otra forma de energía suministrada a un sistema puede realizar el mismo efecto. Joule obtuvo el equivalente mecánico del calor, Je, es decir el número de Joules necesarios para aumentar en un grado la temperatura de ungramo de agua, mediante la utilización de trabajo mecánico.
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 energía entregada.
Un dispositivo útil para los experimentos de termodinámica es el calorímetro que consisteen un recipiente con una buena aislación térmica y que contiene un líquido (en nuestro caso será agua), un termómetro y otros elementos.
Se define la capacidad calorífica c de un cuerpo dado como la razón de la cantidad de energía calorífica Q transferida al cuerpo en un proceso cualquiera y de su cambio de temperatura correspondiente ΔT, esto es:
c = Q/ΔT… (1)
La capacidad calorífica porunidad de masa de un cuerpo, denominada capacidad de calor específico, o simplemente calor específico C, caracteriza al material de que está compuesto dicho cuerpo:
C = c/m = Q/m ΔT… (2)
Ambas propiedades dependen de la temperatura. Las ecuaciones anteriores dan sólo los valores promedio de ellas en el intervalo de temperaturas ΔT. En el límite, a medida que ΔT → 0, es posible hablardel calor específico en una temperatura determinada T. A pesar de esto, a temperaturas cercanas a la ambiente el calor específico puede considerarse una constante.
Así, con nuestros conocimientos previos de mecánica, podemos afirmar que la potencia P que absorbe un cuerpo está dada por:
P = Q/ΔT = C·m(ΔT/Δt) … (3)
Por otro lado, si en un conductor circula electricidad, parte de la energíacinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren los electrones con las moléculas del medio conductor por el que circulan elevando la temperatura del mismo. Este efecto es conocido como Efecto Joule. Este efecto se define de la siguiente manera:
“La cantidad de energía calorífica (Q) producida por una corriente eléctrica, depende directamente del cuadrado de la...
FACULTAD DE CIENCIAS
PRACTICA #8
“EQUIVALENTE MECANICO-ELECTRICO DEL CALOR”
• ALVAREZ ORTÍZ MARÍA MONSERRAT
PROF. DR. OMAR G. MORALES-SAAVEDRA
AYUDANTE: FIS. FERNANDO G. ONTIVEROS-BARRERA
CD. UNIVERSITARIA MÉXICO11/11/09
1. Objetivo
1. Calcular el calor específico del agua a partir del principio de conservación de la energía al evaluar la potencia disipada por una resistencia eléctrica al calentar agua.
Hipótesis:
1.1 Si conectamos el Variac a los multímetros y a su vez al calorímetro podremos saber cuánto voltaje le estamos dando al agua y entonces medir su temperatura y eltiempo para que alcanzara esa temperatura.
1. Material
|Dos multímetros |Resistencia eléctrica |
|Cronometro; resolución 1/100 s |Agua |
|Termómetro; resolución 1°C|Variac |
|Calorímetro |Probeta |
2. Introducción
Por definición, la caloría es la cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura deun gramo de agua, un grado Celsius apartir de 14.5 ºC. Los experimentos de Joule demostraron que no sólo la energía térmica permite elevar la temperatura, sino que también cualquier otra forma de energía suministrada a un sistema puede realizar el mismo efecto. Joule obtuvo el equivalente mecánico del calor, Je, es decir el número de Joules necesarios para aumentar en un grado la temperatura de ungramo de agua, mediante la utilización de trabajo mecánico.
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 energía entregada.
Un dispositivo útil para los experimentos de termodinámica es el calorímetro que consisteen un recipiente con una buena aislación térmica y que contiene un líquido (en nuestro caso será agua), un termómetro y otros elementos.
Se define la capacidad calorífica c de un cuerpo dado como la razón de la cantidad de energía calorífica Q transferida al cuerpo en un proceso cualquiera y de su cambio de temperatura correspondiente ΔT, esto es:
c = Q/ΔT… (1)
La capacidad calorífica porunidad de masa de un cuerpo, denominada capacidad de calor específico, o simplemente calor específico C, caracteriza al material de que está compuesto dicho cuerpo:
C = c/m = Q/m ΔT… (2)
Ambas propiedades dependen de la temperatura. Las ecuaciones anteriores dan sólo los valores promedio de ellas en el intervalo de temperaturas ΔT. En el límite, a medida que ΔT → 0, es posible hablardel calor específico en una temperatura determinada T. A pesar de esto, a temperaturas cercanas a la ambiente el calor específico puede considerarse una constante.
Así, con nuestros conocimientos previos de mecánica, podemos afirmar que la potencia P que absorbe un cuerpo está dada por:
P = Q/ΔT = C·m(ΔT/Δt) … (3)
Por otro lado, si en un conductor circula electricidad, parte de la energíacinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren los electrones con las moléculas del medio conductor por el que circulan elevando la temperatura del mismo. Este efecto es conocido como Efecto Joule. Este efecto se define de la siguiente manera:
“La cantidad de energía calorífica (Q) producida por una corriente eléctrica, depende directamente del cuadrado de la...
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