Practica Equivalente Mecanico Del Calor

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTOMOMA DE MEXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN

PRACTICA No. 7
EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR

INTEGRANTES:

MENDOZA MARTINEZ OSVALDO
MARTINEZ TRUJILLO HECTOR ADRIAN

FECHA DE ENTREGA 5 DE OCTUBRE 2012

Índice

Introducción…………………………………………………………………3

Objetivo General……………………………………………………………4

Marco Teórico……………………………………………………………….4
*Experimento de Joule ………………………………………………4
* Energía Potencial…………..….…………………………………….5
* Energía Cinética………..…………………………………………….7
* Trabajo………………….……..………………………………………8
* Calor……..………………………………………………………….....8
* Valor del equivalente mecánico……………………………………8

Equipo y Material…………………………………………………………..9

Procedimiento………………………………………………………………9

Resultados…………………………………………………………………..9Conclusiones…………………………………………………..…………...10

Bibliografía………………………………………………………………….11

Introducción

El equivalente mecánico del calor es la forma en que un objeto puede cambiar su temperatura, al realizar algún movimiento repetitivo, y por consecuencia tiene una fricción con el medio en el que se mueve y este le causa un cambio de temperatura, a esto se le llama trabajo que es representadapor el producto del peso por la distancia.
Todo objeto tiene una energía cinética y potencial especial dependiendo de sus características físicas y químicas, de estos dos tipos de energía, proviene el trabajo y de qué manera se manifestara en cada objeto.

Objetivo
Determinar el equivalente mecánico del calor aplicando el principio de conservación de la energía y el experimento de Joule.Teoría
1. Experimento de Joule
En el experimento de Joule se determina el equivalente mecánico del calor, es decir, la relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calor caloría.
Mediante esta experiencia simulada, se pretende poner de manifiesto la gran cantidad de energía que es necesario transformar en calor para elevar apreciablemente la temperatura de un volumenpequeño de agua.
Descripción.
Un recipiente aislado térmicamente contiene una cierta cantidad de agua, con un termómetro para medir su temperatura, un eje con unas paletas que se ponen en movimiento por la acción de una pesa, tal como se muestra en la figura.

La versión original del experimento, consta de dos pesas iguales que cuelgan simétricamente del eje.
La pesa, que se mueve con velocidadprácticamente constante, pierde energía potencial. Como consecuencia, el agua agitada por las paletas se clienta debido a la fricción.
Si el bloque de masa M desciende una altura h, la energía potencial disminuye en Mgh, y ésta es la energía que se utiliza para calentar el agua (se desprecian otras pérdidas).
Joule encontró que la disminución de energía potencial es proporcional al incremento detemperatura del agua. La constante de proporcionalidad (el calor específico de agua) es igual a 4.186 J/(g ºC). Por tanto, 4.186 J de energía mecánica aumentan la temperatura de 1g de agua en 1º C. Se define la caloría como 4.186 J sin referencia a la sustancia que se está calentando.
1 cal=4.186 J |
En la simulación de la experiencia de Joule, se desprecia el equivalente en agua del calorímetro,del termómetro, del eje y de las paletas, la pérdida de energía por las paredes aislantes del recipiente del calorímetro y otras pérdidas debidas al rozamiento en las poleas, etc.
* Sea M la masa del bloque que cuelga y h su desplazamiento vertical
* m la masa de agua del calorímetro
* T0 la temperatura inicial del aguay T la temperatura final
* g=9.8 m/s2 la aceleración de lagravedad
La conversión de energía mecánica íntegramente en calor se expresa mediante la siguiente ecuación.
Mgh=mc(T-T0)
Se despeja el calor específico del agua que estará expresado en J/(kg K).

Como el calor especifico del agua es por definición c=1 cal/(g ºC), obtenemos la equivalencia entre las unidades de calor y de trabajo o energía.

2. Energía Potencial.
La energía potencial...