laboratorio de calor y temperatura

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
E.A.P INGENIERÍA INDUSTRIAL








Laboratorio 8: “CALOR ABSORBIDO/DISIPADO Y CONVECCIÓN”

Laboratorio de Física General
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS


Horario: Jueves 12-2pm


C.U Noviembre del 2013

CALOR ABSORBIDO/DISIPADO Y CONVECCIÓN
EXPERIENCIAN° 8


I. OBJETIVO

Investigar el comportamiento de la energía térmica absorbida/disipada por una sustancia líquida.
Hacer un estudio comparativo de la cantidad de calor absorbido/disipado para diferentes proporciones del líquido.
Investigar cómo se transporta el calor en los fluidos

II. EQUIPOS / MATERIALES


Calor absorbido - Disipado

1 Mecherobunsen
1 Soporte universal
1 Clamp
1 Termómetro
1 Agitador
1 Vaso de precipitado graduado de 500 cc.
1 Vaso de precipitado de 200 cc. Papel milimetrado


Convección

1 Mechero bunsen
1 Soporte Universal
1 Clamp
1 Termómetro
1 Pinza universal
1 Vaso de precipitado de 200 cc.
1 Cuchara de mango (espátula) Permanganato de potasio
Espiral de papel preparado

III. FUNDAMENTOTEÓRICO

Caso 1: CALOR ABSORBIDO – CALOR DISIPADO

El calor (representado con la letra Q) es la energía transferida de un sistema a otro (o de un sistema a sus alrededores) debido en general a una diferencia de temperatura entre ellos. El calor que absorbe o cede un sistema termodinámico depende normalmente del tipo de transformación que ha experimentado dicho sistema.
Dos o más cuerpos encontacto que se encuentran a distinta temperatura alcanzan, pasado un tiempo, el equilibrio térmico (misma temperatura). Este hecho se conoce como Principio Cero de la Termodinámica, y se ilustra en la siguiente figura.



Un aspecto del calor que conviene resaltar es que los cuerpos no almacenan calor sino energía interna. El calor es por tanto la transferencia de parte de dicha energía internade un sistema a otro, con la condición de que ambos estén a diferente temperatura. Sus unidades en el Sistema Internacional son los julios (J).
La energía térmica que gana o pierde un cuerpo de masa m es directamente proporcional a su variación de temperatura.
Esto es:


donde:
Calor específico
Temperatura inicial de referencia
Temperatura final

El suministro de energíatérmica por unidad de tiempo a un cuerpo, corresponde a que éste recibe un flujo calorífico H.
Si el flujo es constante:



De (1) y (2) se tiene:


Luego:


Integrando e iterando se tiene:




La ecuación (3) relaciona la temperatura con el tiempo. Es una función lineal, donde representa la pendiente y T0 la temperatura inicial.

Si el cuerpo se encuentra en un sistemaadiabático, el trabajo de dilatación se realiza a expensas de la energía interna.

Sin embargo, la variación de la energía en el interior del cuerpo en un proceso no coincide con el trabajo realizado; la energía adquirida de esta manera se denomina cantidad de calor, es positiva cuando absorbe calor y negativa cuando disipa calor.

La energía interna del cuerpo aumenta a costa de la cantidad decalor adquirida dq, y disminuye a costa del trabajo realizado por el cuerpo dw (principio de conservación de la energía en los procesos térmicos). Se le conoce como la primera ley de la termodinámica, y se expresa como:



Caso 2: CONVECCIÓN

La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por medio de un fluido (líquidoo gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales fluidos. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido, por ejemplo: al trasegar el fluido por medio de bombas o al calentar agua en una cacerola, la que está en contacto con la parte de abajo de la cacerola se...