Pr ctica 07

Universidad Nacional Autónoma de México.

Facultad de Química



Práctica 07. Equivalencia Calor – Trabajo.

Laboratorio de Termodinámica.

Integrantes:
Acosta Anaya Rosa Itzel.
Gómez Rodríguez Ana Luisa
López Lobato Marian Ariadna.
Mendoza Flores Eduardo Alejandro.



Profesora: Gregoria Flores Rodríguez.

Fecha de entrega: Lunes 19 Abril del 2015

Grupo: 3
Equipo. 01




Práctica 07.Equivalencia calor trabajo.
Objetivo:
Introducir el tema de energía y ver las interrelaciones de sus diversas formas de manifestación

Introducción:
La transferencia de energía que se da exclusivamente por una diferencia de temperatura se denomina flujo de calor o transferencia de calor, en tanto que la energía así transferida se llama calor. (Caloría)
La energía mecánica es la energía quepresentan los cuerpos en razón de su movimiento (energía cinética), de su situación respecto de otro cuerpo, generalmente la tierra, o de su estado de deformación, en el caso de los cuerpos elásticos. (Joule, Newton)

1 caloría = 4.186 Joules

El concepto de equivalente mecánico del calor hace referencia a que el movimiento y el calor son mutuamente intercambiables, y que en todos los casos, unadeterminada cantidad de trabajo podría generar la misma cantidad de calor siempre que el trabajo hecho se convirtiese totalmente en energía calorífica.
Se denomina constante del calorímetro a la cantidad de calor absorbida o liberada por las distintas partes del mismo (paredes internas, termómetro, tapa) cando se aumenta o se disminuye, respectivamente, su temperatura en 1 °C
Para realizar ladeterminación se coloca dentro del calorímetro una masa conocida de agua (m1) y se determina su temperatura inicial (T1). Se agrega otra masa conocida de agua (m2) a una temperatura conocida (T2). Se determina la temperatura final del sistema (Tf) y se calcula la constante del calorímetro a partir de la siguiente relación (que se obtiene considerando que el calorímetro es un recipiente adiabático):


Deacuerdo con la primera ley, la energía interna de un sistema se puede incrementar ya sea agregando calor o realizando un trabajo sobre el sistema. Pero existe una diferencia muy importante entre el trabajo y el calor que no se evidencia de la primera ley. Por ejemplo, es posible convertir completamente el trabajo en calor, pero en la práctica, es imposible convertir completamente el calor entrabajo sin modificar los alrededores

Problema.
Introducir una resistencia eléctrica a un recipiente con agua por un determinado tiempo, la temperatura del agua aumenta. Por cada caloría que absorbe el agua cuantos joules cede el dispositivo eléctrico.
Resultados:
Calculos para el experimento 1
“Determinación de la K constante del Dewar”
Balance de Energía para determinación de K:

Algoritmo paraencontrar la constante del Dewar

Tabla 1.1 datos Iniciales
Masa de H2O (FRÍA) (g)
Masa de H2O
(CALIENTE) (g)
Temperatura de H2O (fria)
(°C)
Temperatura de H2O (caliente)
(°C)
Temperatura de H2O (equlibrio) (°C)
100
100
22.1
80
45.7

Sustituyendo los valores



Cálculos para el experimento 2
“Determinación del equivalente calor-trabajo”
Datos iniciales
Voltaje (volt)
Resistencia (ohms)
121.128.4

Tabla 1.1 DATOS EXPERIMENTALES
Tiempo (s)
Temperatura inicial H20 (°C)
Temperatura final H20 (°C)
10
24.8
28.8
20
24.8
33.1
30
24.3
35.9
40
24.8
40.8
50
24.8
45.2
60
23.3
48.8

Algoritmos:

TRABAJO ELECTRICO
= Joule
CALOR ABSORBIDO

EQUIVALENTE CALOR-TRABAJO

% de error


Tabla 1.2: Resultados
Tiempo (s)
∆t h20 (°C)
Trabajo eléctrico W (J)
Calor absorbido Q (cal)
Equivalente de W/Q(J/cal)
% de error
10
4
5163.8
1181.2
4.3716
4
20
8.3
10327.6
2450.9
4.213
0.7
30
11.6
15491.4
3425.48
4.522
7
40
16
20655.2
4724.8
4.371
4.4
50
20
25819.0
5906
4.371
4.4
60
25.5
30982.8
7530.15
4.11
1.7

Ejemplo de un cálculo:












Grafica 1. Equivalencia calor- trabajo

Análisis de resultados:
* El frasco Dewar absorbe calor del agua caliente que le es introducida.
* La relación de trabajo...