termodinamica

OBJETIVOS:
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 diferentestemperaturas.
2. Determinar la cantidad de energía ganada y cedida de los cuerpos.
3. Determinar la temperatura de equilibrio:
a) Teóricamente
b) Experimentalmente
ASPECTOS TEORICOS
Cuando dos sistemas se encuentran en contacto mecánico directo, o en su defecto, separados mediante una superficie que facilita la transferencia de calor, superficie diatérmica, se dirá que ambos están en contactotérmico. Mientras tanto, al cabo de un tiempo, aunque los dos sistemas que se hallan en contacto térmico se encuentren dispuestos de tal manera que no puedan mezclarse o aunque estén colocados en el interior de un espacio en el cual es imposible que intercambien calor con el exterior, indefectiblemente, alcanzarán el estado de equilibrio térmico.
A un nivel macroscópico, la situación de dossistemas en contacto térmico podrá interpretarse porque las partículas de la superficie de interface de los dos sistemas son capaces de interactuar entre sí; lo que se verá es que las partículas del sistema que ostenta una mayor temperatura le transferirán parte de su energía a las partículas del otro sistema que observa una menor temperatura. La mencionada interacción hará que las partículas de ambossistemas logren la misma energía y por tanto la misma temperatura.
Para poder conocer la temperatura que presenta un cuerpo o sustancia se emplea el dispositivo del termómetro. Cuando el termómetro entra en contacto térmico con el cuerpo en cuestión ambos alcanzarán el equilibrio térmico y entonces al encontrase en la misma temperatura, sabremos que la temperatura que nos indicará el termómetroen su índice será la temperatura del cuerpo que nos ocupa.


LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
La ley cero de la termodinámica establece que si un cuerpo A se encuentra a la misma temperatura que un cuerpo B y este tiene la misma temperatura que un tercer cuerpo C, entonces, el cuerpo A tendrá la misma temperatura que el cuerpo C. Por lo cual estaremos seguros de que tanto el cuerpo A, como el B yC, estarán los tres, en equilibrio térmico. Es decir: los cuerpos A, B y C, tendrán igual temperatura.

DESARROLLO
ACTIVIDAD I: DEMOSTRACIÓN DE LA LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA.
1. Calibrar la balanza.
2. Medir la masa del matraz. Anotar su valor en la tabla 3.1 A.
3. Con la probeta medir 250 ml de agua y verterlo en el matraz, medir su masa. Anotar su valor en la tabla 3.1A.
4. Colocar eltapón bihoradado con el termómetro en la boca del matraz.
5. medir la masa del calorímetro. Anotarla 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 a que el agua alcance una temperatura de 60°C, esta se considera como la temperatura inicial de aguacaliente (T1ac).
9. Verter con la probeta, 250ml de agua en el calorímetro.
10. 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 200ml.
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 del suministro 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 cronómetro, tomar las lecturas cada minuto de las temperaturas registradas en los...