INVESTIGACIÓN DE LA RELACIÓN ENTRE LA VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA DE ALCOHOL ETÍLICO Y EL COLOR DEL RECIPIENTE QUE LO CONTIENE AL SER EXPUESTO A LA RADIACIÓN LUMINOSA

COLEGIO MAYOR SECUNDARIO PRESIDENTE DEL PERÚ[pic 1][pic 2]

BACHILLERATO INTERNACIONAL

PROGRAMA DEL DIPLOMA

MONOGRAFÍA DE FÍSICA

Convocatoria Noviembre de 2014

INVESTIGACIÓN DE LA RELACIÓN ENTRE LA VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA DE ALCOHOL ETÍLICO Y EL COLOR DEL RECIPIENTE QUE LO CONTIENE AL SER EXPUESTO  A LA RADIACIÓN LUMINOSA

Candidato: Jose Carlos Curi Yauri

Código: 006822-031

Número de palabras: 2264

Supervisor: Heisemberg Tarazona

Índice

Introducción

Marco Teórico

1. Los colores

1. La luz
2. El espectro electromagnético
3. Espectro visible

1. Reflexión selectiva
2. Transferencia de calor por radiación
3. Cuerpo negro
4. Calorimetría

1. Calor
2. Energía interna

Marco experimental

Pruebas previas

Diseño de sistema

        Materiales

Procedimientos

Resultados

Análisis de datos

Procesamiento de datos

Conclusiones

Conclusiones

Limitaciones

Sugerencias

Bibliografía

Anexos

INTRODUCCIÓN

        En esta monografía se estudiará el comportamiento de la energía interna de los cuerpos coloreados con los colores del espectro visible, a partir de la variación de la temperatura del alcohol etílico que estará contenido dentro del cuerpo-contenedor siendo sometiendo a la radiación constante de un foco de luz blanca, imitando a la radiación emitida por el sol. Se busca demostrar que para el orden ascendente de la longitud de onda, también la temperatura variará apartir de la encuacion de energía que la relaciona con la frecuencia.

En el proceso económico y social producido durante el siglo XIX y parte del siglo XX, se basó en la disponibilidad de los recursos fósiles para poder utilizar la energía; sin embargo, en la actualidad se promueve el uso de las energías renovables como la energía solar. Se considera al sol como un radiador perfecto debido a que emite el sol mediante reacciones nucleares, llegan a nuestro planeta, y es conocida como radiación solar de la cual, aproximadamente el 50 % es radiación visible.

        En todos los veranos que he atravesado en Lima, siempre me han recomendado utilizar ropa de color blanco o colores claros debido al conocimiento general que se tiene sobre la eficiencia de absorción del calor en los objetos de color negro. Debido a ello mi investigación está orientada a medir experimentalmente la variación de la energía interna en un cuerpo coloreado con un color del espectro solar debido a la radiación solar incidente.

Por otro lado, la importancia de esta monografía se encuentra en las aplicaciones cotidianas y no, en las cuales las conclusiones de esta monografía pueden ser aplicadas de manera práctica al utilizar ropa, al pintar nuestra casa o los objetos que la integran.

1. MARCO TEÓRICO

1. Los colores

La naturaleza de los colores tiene una relación directa con el fenómeno de la luz y la reflexión de la misma.

1. La luz

La luz es un fenómeno electromagnético que los seres humanos podemos percibir con el sentido de la visión. Para una frecuencia monocromática determinada nuestra retina y bastoncillos se impresionan produciendo la sensación de un color determinado.

La onda luminosa se denomina onda electromagnética y describe una trayectoria rectilínea con movimiento ondulatorio y con la velocidad de , aproximadamente, en el vacío. Sin embargo, la velocidad de propagación de la luz depende de la densidad del medio que atraviesa. [pic 3]

Asimismo, la luz es también denominada como luz blanca o luz visible que está integrada por luces monocromáticas de longitudes de onda comprendidas entre los límites de visibilidad sin solución de continuidad, es decir, por todas las longitudes de onda comprendidos entre los 380nm y 780nm. (Burbano de Ercilla, Burbano & García, 2004.) Las luces monocromáticas son los colores que integran el espectro de luz visible.

Sin embargo, el comportamiento de la luz es dual, tanto como partícula como una onda; sin embargo, para el desarrollo de la monografía el comportamiento de partícula no es trascendente.

1. Espectro electromagnético

El espectro electromagnético es la distribución energética de las ondas electromagnéticas. Los fenómenos a causa de la radiación son clasificados por su longitud de onda característica () o su frecuencia (). Dado que las ondas electromagnéticas poseen una misma velocidad, la distribución espectral obedece a la energía asociada a cada onda, a partir de la ecuación , donde  es la constante de Planck  y  es la frecuencia de la radiación en . (Holman, 1998)[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

El intervalo  en donde se encuentra la radiación térmica puede subdividirse en ultravioleta, visible e infrarrojo.

1. Espectro visible

Las longitudes de onda del espectro visible abarcan entre 400 nm. (Color violeta) a 700 nm. (Color rojo).  Existen otras formas de energía radiante que poseen longitudes de onda menores como la radiación ultravioleta y formas de energía cuyas longitudes de onda son más largas que las de la luz como la radiación infrarroja.

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En esta monografía se utilizará los colores del espectro visible para el trabajo experimental, los cuales tiene asignados una determinada frecuencia y por lo tanto se puede pronosticar el comportamiento de cada uno de los colores.

1. Reflexión selectiva

Se debe entender que el color no es una propiedad de las sustancias o los objetos mismos, sino que es efecto fisiológico del observador.

Un objeto de color rojo no emite luz roja, esta cualidad es causa de la temperatura del cuerpo como lo estableció Stefan-Boltzmann, sino que tiene la capacidad de reflejar este tipo de luz. Ante la incidencia de un tipo de luz diferente a la luz blanca, exceptuando la luz raja en este caso, el color del objeto se tornará café o negro. (Hewitt, 2008) Asimismo, un cuerpo de un color específico en el cual se incida luz blanca, absorberá todas las frecuencias de luz diferentes al color que posee, siendo reflejada la frecuencia de su color característico.

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