La ley de enfriamiento de newton

EXPERIMENTO DE LA LEY DE ENFRIAMIENTO DE NEWTON

FATIMA CRISTINA TOVAR RAMON

FACULTAD DE ESTUDIO SUPERIOR ZARAGOZA UNAM

19 DE OCTUBRE DEL 2010

RESUMEN
En este experimento demostraremos que en tres recipientes de diferentes volúmenes pero con la misma cantidad de agua, a la mismas temperatura (empezando con el medio ambiente y luego calentar el agua hasta cierta temperatura)poniéndolo a enfriar utilizando unos termómetros para ver cómo se va enfriando, podremos observar que a mayor aislamiento del recipiente tardara mas en enfriarse hasta regresar a su temperatura ambiente decimos que es un sistema aislado teniendo una pared adiabático y si es menor su aislamiento del recipiente se enfría más rápido es un sistema abierto teniendo una pared no adiabático.

PALABRA CLAVE* Ley de enfriamiento de newton
* sistemas
* Mínimos cuadrados

HIPOTESIS: A mayor aislamiento del recipiente teniendo un sistema asilado y con pared adiabático tardara mas en enfriarse la sustancia.

INTRODUCCION

La gente siempre ha entendido que algo fluye de los objetos calientes a los fríos. A eso se le llama flujo de calor. En el siglo XVIII y comienzos del XIV, loscientíficos imaginaban que todos los cuerpos contenían un fluido invisible al cual llamaron calórico. Al calórico se le asigno una variedad de propiedades, algunas que probaron ser inconsistentes con la naturaleza. Pero su más importante propiedad era que fluía de cuerpos calientes a fríos. Era una manera útil de pensar acerca del calor.
Hoy en día, en la física, a éste flujo de calor, más propiamentetransferencia de calor, se le define como el proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se puede transferir por convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre losotros dos.
La conducción es la transferencia de calor a través de un objeto sólido: es lo que hace que el mango de una varilla se caliente aunque sólo la punta esté en el fuego. La convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y calientes: es lo que hace que el aguade una caldera se caliente uniformemente aunque sólo su parte inferior esté en contacto con la llama. Laradiación es la transferencia de calor por radiación electromagnética (generalmente infrarroja): es el principal mecanismo por el que un fuego calienta una habitación. Una de las formas de transferencia de calor es la ley de enfriamiento de newton
Newton estudió el fenómeno de la transferencia de calor y demostró que en el enfriamiento de cuerpos que no están demasiado calientes se cumple una leysencilla. Según ésta ley empírica la razón con que cambia la temperatura de un objeto es proporcional a la diferencia entre su temperatura y la del medio que le rodea, que es la temperatura ambiente.

Si la temperatura de un cuerpo es y la temperatura del ambiente que lo rodea , encontró experimentalmente que el calor perdido, Q, por el cuerpo en un tiempo t es
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Esta es denominada ley deenfriamiento de Newton. Ahora sabemos que es solo aproximadamente cierta, y en el supuesto de que no sea demasiado grande.
Al ser aplicada solo para diferencias de temperatura no muy grandes y contener un sustento experimental y no teórico, Newton demuestra inconsistencias en la formulación de dicha ley. Es importante ver que esta ley contempla los efectos combinados de la conducción, convección yradiación.

Se denomina enfriamiento newtoniano a aquel proceso de enfriamiento que sigue una ley determinada experimentalmente por Isaac Newton, según la cual la velocidad de enfriamiento de un cuerpo cálido en un ambiente más frío cuya temperatura es Tm, es proporcional a la diferencia entre la temperatura instantánea del cuerpo y del ambiente.

donde r es una constante de proporcionalidad....