Fisica experimental tp curvas de enfriamiento

Física Experimental






T.P.Nº 11

Curvas de enfriamiento

Resumen:

En esta experiencia se utilizarán dos sensores de temperatura conectados a una computadora y se registrará lavariación de temperatura en función del tiempo en dos recipientes con agua aislados térmicamente del exterior. Luego se encontrarán los parámetros experimentales de su curva y se verificará si secumple la ley de enfriamiento de Newton.

Introducción:
Newton observó que al calentar al rojo un bloque de hierro y tras retirarlo del fuego, el bloque se enfriaba más rápidamente cuando estaba muycaliente, y más lentamente cuando su temperatura se acercaba a la temperatura del aire. Sus observaciones dieron lugar a lo que hoy conocemos con el nombre de ley de enfriamiento de Newton. La ley deenfriamiento de Newton se escribe como:
dT/dt = -k (T – To) (1)
donde la derivada de la temperatura respecto al tiempo dT/dt representa la rapidez del enfriamiento, T es la temperatura instantáneadel cuerpo, k una constante que define el ritmo de enfriamiento y To es la temperatura ambiente, que es la temperatura que alcanza el cuerpo luego de suficiente tiempo.
Nuestra tarea en estetrabajo es estudiar si la mencionada ley se ajusta a
la observación en el caso del enfriamiento de un volumen de agua dentro de un calorímetro también lleno de agua.
Si el cuerpo se enfría a partir deuna temperatura Ti hasta To y la ley de enfriamiento de un cuerpo es válida, la ecuación:
T – To = (Ti – To) e -kt (2)
deberá ser adecuada para representar la evolución de la temperatura, dado queesta ecuación es solución de (1).

Procedimiento:

1. Se toma un volumen de agua y se lo mide con su error.
2. Se coloca ese volumen de agua en un recipiente contenedor el cual seintroduce en el calorímetro.
3. Se coloca agua en el calorímetro procurando que los niveles de agua dentro y fuera del recipiente contenedor sean los mismos.
4. Se miden el diámetro del recipiente...