Temperatura

ANALISIS GRAFICO: CANTIDAD DE CALOR

INTRODUCCION:

Para este primer laboratorio se necesita un software llamado Data Estudio v 1.9.Analizaremos experimentalmente y teóricamente la primera ley de termodinámica. Observaremos como una fuente de calor (Ron de quemar ) transmite energía haciendo que varíe la temperatura del agua. También veremos las medidas exactas de la temperatura con el software Data Estudio v1.9 y otro material mas llamado USB link que va conectado a un sensor de temperatura.

Objetivos:

El mas Importante Familiarizarse con el Software Data Estudio v1.9

Comprender y aplicar los procesos de configuración, creación y edición de experiencias en Física utilizando la PC y los sensores.

Verificar los resultados de análisis proporcionados por el software, con los modelos matemáticos dados en clase y establecer las diferencias.

Determinar relaciones matemáticas entre las variables físicas que interviene en un experimento.

Estudiar la cantidad de calor que absorbe un líquido dependiendo de las variaciones de la temperatura, durante un intervalo de tiempo.

Hacer un estudio comparativo de la cantidad de calor absorbido por un líquido en función de su masa.

2. Fundamentos Teoricos

CANTIDAD DE CALOR

La energía térmica:

es aquella que está asociada al azar con el movimiento molecular, por lo que no es posible medir la posición y velocidad de cada molécula en una sustancia a fin de determinar su energía térmica. Sin embargo, es posible medir cambios de energía térmica al relacionarlos con un cambio de temperatura.

Por ejemplo, cuando dos sistemas a diferentes temperaturas se ponen en contacto, alcanzarán finalmente una temperatura intermedia común. A partir de esta observación, es correcto decir que el sistema con temperatura mayor ha cedido energía térmica al sistema a temperatura menor.

La energía térmica perdida o ganada por los objetos se llama calor.

¿Qué es Calor?

El calor es la energía que tiene un objeto debida al movimiento de sus átomos y moléculas que están constantemente vibrando, moviéndose y chocando unas con otras. Cuando añadimos energía a un objeto, sus átomos y moléculas se mueven más deprisa, incrementando su energía de movimiento o calor. Incluso los objetos más fríos poseen algo de calor porque sus átomos se están moviendo.

El calor puede transferirse de un lugar a otro por tres métodos diferentes: conducción en sólidos, convección en fluidos (líquidos o gases) y radiación a través de cualquier medio transparente a ella.

UNIDADES DEL CALOR

La caloría (cal) se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de 1 g de agua de 14,5ºC a 15,5ºC.

La unidad de calor en el sistema ingles es la Unidad térmica Británica (BTU), definida como la cantidad e calor necesaria para elevar la temperatura de 1 lb de agua de 63ºF a 64ºF.

Dado que actualmente se reconoce al calor como una forma de energía, los científicos están adoptando la unidad de energía para el calor del SI, el joule. Algunas conversiones útiles entre las unidades de calorías utilizados comúnmente son las siguientes:

1 cal = 4,186J = 3,968x10-3 BTU

1 J = 0,2389 cal = 9,478x10-4 BTU

1 BTU = 1055 J = 252,0 cal

¿Qué es Temperatura?

La temperatura no es energía sino una medida de ella, sin embargo el calor sí es energía.

La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia. La temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño. Por ejemplo, la temperatura de una cazuela de agua hirviendo es la misma que la temperatura de una olla de agua hirviendo, a pesar de que la olla sea mucho más grande y tenga millones y millones de moléculas de agua más que en la cazuela.

Diferencia entre Temperatura (T°) y Calor (Q)

El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es una medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. Por ejemplo, la temperatura de un vaso pequeño de agua puede ser la misma que la temperatura de un tubo de agua, pero el tubo tiene más calor porque tiene más agua y por lo tanto más energía térmica total.

¿Qué es Calor Especifico?

El calor específico o capacidad calorífica específica de una sustancia es una magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor,o sea, es la energía necesaria para incrementar en una unidad de temperatura una cantidad de sustancia, eleva en un 1 K la temperatura de 1 kg de masa

Y tanto calor por kilogramo de materia se necesita para aumentar su temperatura, y el calor específico se representa con la letra (c)

Ce=C/m

De la definición de capacidad calorífica dada por la ecuación, se puede expresar la energía calorífica Q transferida entre una sustancia de masa m y los alrededores para un cambio de temperatura T = Tf -Ti como

Q= m.ce. T

El calor específico se calcula con esta formula:

Q=m•c• (Tf-Ti)

. m: masa

. c: calor específico

. Ti : temperatura inicial

. Tf : la temperatura final

Y la unidad del calor especifico (Ce) es: cal/g•C

Q=∆Q/∆T=mc ∆T/∆t-mc (∆T_0)/∆t

Donde el ultimo termino en la ecuación es igual a 0, puesto que la temperatura inicial T_0tiene un valor fijo

Estableciendo

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