ley de enfriamiento de Newton
Introducción. Newton no perdió la oportunidad de hacer uso de los materiales más simples de los que disponía para llevar a cabo mediciones de gran significado. Construyó sus propios termómetros, utilizando aceite de linaza como material termométrico, y definió su propia escala de temperatura. En su escala, 0 era la temperatura del aire en invierno a la cual secongela el agua, y definió como 12 a la temperatura más alta que un termómetro registra cuando está en contacto con el cuerpo humano. En su escala, el metal con que se hacían las monedas se fundía a 192. Anecdóticamente, Newton estableció que la temperatura más alta de un baño que uno puede soportar era igual a 17.
Utilizando un horno a carbón de una pequeña cocina, realizó el siguienteexperimento. Calentó al rojo un bloque de hierro. Al retirarlo del fuego lo colocó en un lugar frío y observó cómo se enfriaba el bloque de metal. Sus resultados dieron lugar a lo que hoy conocemos con el nombre de Ley de enfriamiento de Newton.
Dicha ley se escribe como: dT/dt = k (T- Tamb)
Donde la derivada de la temperatura respecto al tiempo (dT/dt) representa la rapidez del enfriamiento, T es latemperatura instantánea del cuerpo cuando está caliente, k una constante que define el ritmo de enfriamiento yTamb es la temperatura ambiente, que es la temperatura que alcanza el cuerpo luego de determinado tiempo.
Los comentarios previos acentúan la genialidad de Newton, interesado por estos problemas de termodinámica mucho tiempo antes de que el concepto de calor fuera entendido.
Resumen. Eneste informe se presentara como obtener experimentalmente las ecuaciones empíricas de dos líquidos en relación a la temperatura, con lo cual se comparara con la ley de enfriamiento de Newton para así poder determinar si en verdad se cumple dicha ley.
Objetivo. Determinar experimentalmente las ecuaciones empíricas que relacione la temperatura de enfriamiento de un volumen fijo de los líquidos(café y té) respecto al tempo.
Hipótesis. La velocidad de enfriamiento de los líquidos (café y té) ya calientes disminuirá proporcionalmente por la temperatura ambiente, esto se demostrara con la ley de enfriamiento de Newton que dice que “la velocidad de enfriamiento de un cuerpo cálido en un ambiente más frio, cuya temperatura es proporcional a la diferencia entre la temperatura instantánea delcuerpo y la del ambiente” dQ/dt=S(T-Tm), calculando la diferencia de temperatura de ambos líquidos con la ecuación dT/dt = k (T- Tamb).
Variables.
Variable independiente: cafe, të, volumenfijo.
Variable dependiente: diferencia de temperatura de los liquidos, constante de proporcionalidad.
Variable constante: cafe, të.
Material. Reactivos.Termometro. Cafe.
Vaso de presipitados de 250ml. Të.
Parrilla de calentaniento.
Probeta.
Cronometro.
Pinzas mariposa.
Soporte universal.
Procedimiento.
1. Armar el dispositivo con la parrilla de calentamiento, el soporte universal y las pinzas mariposa.
2. Medir la cantidad de liquido que se va a utilizar en el calentamiento (en este caso 125ml).
3. Colocar el liquido en el vaso deprecipitados.
4. Colocar el termometro en el vaso de presipitados.
5. Iniciar e calentaniento de cada uno de los liquidos.
6. Medir la temperatura inicial del liquido y registrarla.
7. Medir la temperatura cada tres minutos.
8. Graficar los datos, tiempo contra temperatura.
9. Obtener las ecuaciones empiricas con los datos obtenidos.
Resultados.Analisis de resultados.
Se pudieron obtener las ecuaciones empiricas de los dos liquidos mediante los resultados obtenidos y registrados, con los datos que se registraron cada tres minutos y se observo que el cafe bajo de temperatura mas rapido que el të, y la temperatura de ambos dejo de ser constante a los 40º en el të y a los 38º en el cafe....
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