Efecto Joule

EXPERIMENTACION FISICA II

INGENIERIA INDUSTRIAL

NOMBRES: CODIGO:

16-11 -2013

TITULO DE LA PRÁCTICA:

Efecto Joule

OBJETIVOS:

Estudiar los procesos de transferencia de energía entre un circuito y el medio ambiente.

Determinar el factor de conversión entre la unidad de energía del Sistema

Internacional (Joule) y la unidad de energía llamada caloría.

MATERIALES UTILIZADOS:

Calorímetro con resistencia calefactora

Fuente de poder PHYWE 13532.93

Reóstato 0 →44 Ω, I (máx.) = 3 A

Cables de conexión

Termómetro

Cronómetro

Amperímetro

Voltímetro

Balanza

MARCO TEÓRICO:

Cuando una corriente I pasa por una resistencia, se transfiere energía desde las cargas eléctricas que circulan por la resistencia hacia el medio ambiente. Esta transferencia se manifiesta como calentamiento de la resistencia y de su medio ambiente, fenómeno que se denomina Efecto Joule.

La rapidez con que se transfiere al ambiente la energía potencial eléctrica de las cargas que circulan por el circuito es P = VI (siendo V la caída de potencial a través de la resistencia). P se denomina "potencia disipada en la resistencia". Por tanto, la energía cedida durante un tiempo t al ambiente, supuesto que P sea constante, es Pt.

Por otro lado, el cambio de temperatura ∆T que se produce en un sistema de masa m.

cuando se le transfiere una cantidad de energía E está dado por ∆T = E/mc, siendo c una propiedad constitutiva del sistema denominada "calor específico".

En esta práctica estudiaremos el sistema compuesto por:

i) una resistencia por la que pasa una corriente (no se incluyen en el sistema en estudio los otros elementos del circuito eléctrico, diferentes a la resistencia) y que está sumergida en agua. Este elemento se denomina "resistencia calefactora".

ii) el agua en el que está sumergida la resistencia calefactora, y que será calentada por ésta;

iii) el recipiente que contiene el agua, denominado "vaso calorimétrico". Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje THRASHER" o "Cilindro de Wehnelt" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.

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