Ley cero de la termodinamica

PRACTICA NO. 3
“LEY CERO DE LA TERMODINAMICA”
OBJETIVO
Demostrar la Ley Cero de la Termodinámica
Cuantificar la cantidad de energía que un cuerpo cede o recibe de una sustancia de trabajo
Determinar la temperatura de equilibrio de las sustancias de trabajo
Analizar el grado de error al determinar la temperatura de equilibrio
ACTIVIDADES
1. Demostrar la Ley Cero de la Termodinámica,poniendo en contacto dos cuerpos a diferentes temperaturas
2. Determinar la cantidad de energía ganada y cedida de los cuerpos
3. Determinar la temperatura de equilibrio:
a) Teóricamente
b) Experimentalmente
4. Determinar la validez del modelo matemático
MATERIAL
1 Vaso de precipitado de 2000m
1 Probeta de 500m
1 Matraz de 250ml
1 Tapón bihoradado para el matraz, (con dosperforaciones)
2 Termómetros de 100o C
1 Parrilla eléctrica
1 Calorímetro
1 Cronometro
1 Balanza Granataria
1 Guantes de asbesto
1 Pesa de 1000gr
1 Pinzas de sujeción
SUSTANCIAS
Agua
ASPECTOS TEORICOS
Equilibrio Termodinámico
Cuando en un sistema de baja temperatura se pone en contacto por medio de una pared diatérmica con otro sistema de de mayor temperatura, la temperatura del sistemafrio aumenta mientras la temperatura del sistema caliente disminuye. Si se mantiene este contacto mediante un periodo largo, se establecerá el equilibrio termodinámico, es decir ambos sistemas tendrán la misma temperatura.
Si los sistemas están formados por diferentes sustancias o diferentes porciones de ellas, no contendrán la misma cantidad de energía aunque estas alcancen el equilibriotérmico.

Ley Cero de la Termodinámica
Esta ley nos explica que cuando un sistema se pone en contacto con otro al transcurrir el tiempo, la temperatura será la misma, porque se encontraran en equilibrio térmico. Otra forma de expresar esta ley es la siguiente:
“La temperatura es una propiedad que posee cualquier sistema termodinámico y existirá equilibrio térmico entre dos sistemas cualesquiera, sisu temperatura es la misma.”

DESARROLLO
DEMOSTRACION DE LA LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA
1. Calibrar la balanza
2. Medir la masa del matraz. Anotar su valor en la tabla 3.1A
3. Con la probeta medir 250ml de agua y verterlo en el matraz, medir su masa. Anotar su valor en la tabla 3.1A
4. Colocar el tapón bihoradado con el termómetro en la boca del matraz
5. Medir la masa del calorímetro.Anotar su valor en la tabla 3.1A
6. Coloca el matraz en la parrilla. (Tener cuidado de que el termómetro no toque las paredes del matraz)
7. Conectar la parrilla al suministro de energía eléctrica
8. Esperar hasta que el agua alcance una temperatura de 60oC, esta se considera como la temperatura inicial del agua caliente (T1ac)
9. Verter con la probeta, 250 ml de agua caliente en el calorímetro10. Medir la masa del agua contenida en el calorímetro. Anotarla en la tabla 3.1A
11. Medida la masa, colocar el calorímetro dentro del vaso de precipitados de 2000ml
12. Colocar uno de los termómetros dentro del calorímetro para medir su temperatura, esta se considera como la temperatura inicial del agua fría (T1af). Anotar su valor en la tabla 3.1.1A
13. Desconectar la parrilla delsuministro eléctrico
14. Con ayuda de las pinzas y con el guante de asbesto puesto, introducir el matraz dentro del calorímetro, en ese momento, registrar la primera lectura en los termómetros. Anotar su valor en la tabla 3.1.1A
15. Con el cronometro, tomar las lecturas cada minuto de las temperaturas registradas en los termómetros. Anotar las lecturas en la tabla 3.1.2A
16. Efectuar las lecturasde los termómetros, hasta que estos registren la misma temperatura.

Mientras el agua se calienta procede de la siguiente manera:

ACTIVIDAD 2: CANTIDAD DE ENERGIA GANADA Y CEDIDA
Si:
Q = mCe (t2-t1)
Donde:
Q =Calor (cal)
m= masa (gr)
Ce=calor especifico (cal/groC)
t2= temperatura final (oC)
t1=temperatura inicial (oC)

Entonces:

Qaf= maf Ce af (t2 af – t1 af)
Qac= mac...