Equivalente Calor-trabajo

Primera parte: Determinación de la capacidad térmica del calorímetro

Tabla 1.

Datos Experimentales

Tiempo (min) θ inicial (°C) Tiempo (min) θ inicial (°C)

0.5 23.7 5.15 46.7

1 23.7 5.30 46.7

1.5 23.7 5.45 47.1

2 23.7 6 47.1

2.5 23.7 6.15 47.0

3 23.7 6.30 47.0

3.5 23.7 6.45 46.3

4 23.7 7 46.7

4.5 23.7 7.15 46.5

5 23.7 7.30 46.5

Resultados:

Hoja de calculo

θ eq K dewar

46°C 52.46 cal/°C

Obtencion de K (constante del calorímetro):

Datos:

Masa del agua fría 100g

Masa del agua caliente 100g

Capacidad térmica especifica del agua 1 cal/g°C

Temperatura del agua fría 23.7°C

Temperatura del agua caliente 80°C

Q_ganado=〖-Q〗_cedido

Q_(H2O fría)+Q_K=Q_(H2O caliente)

m_(H2O fría)*C_(esp H2O)*ΔT+KΔT=-m_(H2O caliente)*C_(esp H2O)*ΔT

Se despeja K:

K=(-m_(H2O caliente)*C_(esp H2O)*ΔT-m_(H2O fría)*C_(esp H2O)*ΔT)/ΔT

ΔTagua caliente = 46°C – 80°C = -34°C

ΔTagua fría = 46°C – 23.7°C = 22.3°C

K=(-(100g*1 cal/(g°C)*-34°C)-(100g*1 cal/(g°C)*-22.3°C))/(22.3°C)=52.45 cal/(°C)

Segunda parte: Determinación del equivalente calor-trabajo.

Tabla 2.

Datos Experimentales

Tiempo (s) T inicial (°C) T final (°C)

10 24.4 24.4

15 24.4 24.5

20 24.4 27.2

25 24.4 31.1

30 24.4 32.5

35 24.4 33.3

40 24.4 36.1

45 24.4 37.3

50 24.4 39.3

55 24.4 41.3

60 24.4 43.5

65 24.4 44.5

70 24.4 48.5

75 24.4 49.7

80 24.4 51.5

85 24.4 53.0

90 24.4 60.0

95 24.4 65.2

Voltaje: 128.3 volts

Resistencia: 23.3 ohms

P=W_eléctrico/tiempo [1]

W_eléctrico=P*t [2]

P=V*I [3]

Ley de ohm:

V=R*I [4]

Despejamos intensidad de corriente de la ley de ohm:

I=V/R [5]

Ahora sustituimos la ecuación 5 en la 3

P=V(V/R)→P=V^2/R [6]

P=〖128.3V〗^2/23.3Ω=706.476 V^2/(V/A)=706.476V*A=706.476 W

El trabajo eléctrico es calculado a partir de la ecuación 2:

Para el tiempo 15:

W=706.47 J/s*15s=10597.14 J

Tabla 3.

Tiempo (s) Weléctrico (J)

10 7064.76

15 10597.14

20 14129.52

25 17661.9

30 21194.28

35 24726.66

40 28259.04

45 31791.42

50 35323.8

55 38856.18

60 42388.56

65 45920.94

70 49453.32

75 52985.7

80 56518.08

85 60050.46

90 63582.84

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