Fisica Lab. Radiacion

Laboratorio N°-6 radiación térmica

RESUMEN

En esta práctica de laboratorio, conectamos el ohmímetro, el voltímetro y el sensor de radiación al cubo de radiación térmica y observamos la ley de Stefan-Boltzmann que establece que un cuerpo negro emite radiación térmica que en este caso sería el cubo.

Encendimos el cubo de radiación térmica y lo llevamos a diferentes potencias , después usamos el sensor de radiación para medir rápidamente la radiancia emitida por cada una de las cuatro caras del cubo al estar en contacto con cada una de ellas, que eran de diferentes materiales; aluminio pulido, aluminio opaco, blanca y negra; tomando así los respectivos datos. En la segunda parte del laboratorio tomamos la radiancia emitida por diferentes objetos de laboratorio entre estos bombillo, batería de un celular, y a 5cm de la superficie negra del cubo tomamos el valor de esta lectura de la radiancia con una lámina de vidrio entre el sensor y la superficie.

Recopilación de datos

El cubo de radiación térmica utilizado en el experimento provee cuatro superficies diferentes de radiación, la temperatura se obtuvo midiendo con un óhmetro los cambios de resistencia. Los datos de resistencia se convierten a temperatura utilizando la tabla de conversión suministrada.

TABLA 1.1

Radiación emitida por diferentes objetos del laboratorio

TABLA 1.2

Para experimentar la ley de Stefan-Boltzman a temperaturas bastante altas se realizan medidas de la radiancia térmica emitida por un objeto caliente, este llamado lámpara de Stefan-Boltzmann, de los datos obtenidos se verifico si la potencia radiada era realmente proporcional a la cuarta potencia de la temperatura.

TABLA 2

Rad (m v) V (v) I (A) R (Ω) T (K) T4 (k4)

0,4 1,15 0,58 1,98 951,7 8.20^11

0,8 1,4 0,71 1,97 947,3 8,05^11

0,83 1,6 0,75 2,13 1018,4 1,075^12

2,2 1,96 0,79 2,48 1174 1,89^12

2,37 2,48 0,84 2,95 182,8 3,65^12

2,4 3,72 0,95 3,87 1791,7 1,030^12

2,6 3,82 0,96 3,97 1836,2 1,13^13

3,4 4,14 1 4,14 1911,7 1,33^13

3,5 4,55 1,05 4,33 1996,2 1,58^13

4,5 5,21 1,13 4,61 2120,6 2,02^13

5,3 5,65 1,17 4,82 2214 2,40^13

6,4 6,29 1,24 5,07 2325,1 2,92^13

7,5 6,88 1,3 5,29 2422,8 3,44^13

8,2 7,22 1,33 5,42 2480,6 3,78^13

9 7,59 1,37 5,54 2534 4,12^13

10,2 8,19 1,42 5,76 2631,7 4,79^13

11,1 8,57 1,45 5,91 2698,4 5,30^13

14 9,85 1,57 6,27 2858,4 6,67^13

15,4 10,39 1,61 6,45 2938,4 7,45^13

17,3 11,12 1,67 6,65 3027,3 8,39^13

Tref= 21+273= 294 k α = 4,5 x10 ^-3 (k^-1)

R= V =

I

R= 1,15 = 1,98

0,58

R= 1,4 = 1,97

0,71

R= 1,6 = 2,13

0,75

R= 1,96 = 2,48

0,79

R= 2,48 = 2,95

0,84

R= 3,72 = 3,87

0,95

R= 3,82 = 3,97

0,96

R= 4,14 = 4,14

1

R= 4,55 = 4,33

1,05

R= 5,21= 4,61

1,13

R= 5,65 = 4,82

1,17

R= 6,29 = 5,07

1,24

R= 6,88 = 5,29

1,3

R= 7,22 = 5,42

1,33

R= 7,59 = 5,54

1,37

R= 8,19 = 5,76

1,42

R= 8,57 = 5,91

1,45

R= 9,85 = 6,27

1,57

R= 10,39 = 6,45

1,61

R= 11,12 = 6,65

1,6

T = R – Rref + T ref = (K) T^4 (k^4)

α Rref

T = 1,98– 0,5 + 294 = 951,7 T^4= 8.20^11

(4,5x10^-3)(0,5)

T = 1,97 – 0,5 + 294 = 947,3 T^4=8,05^11

(4,5x10^-3)(0,5)

T = 2,13– 0,5 + 294 = 1018,4 T^4=1,075^12

(4,5x10^-3)(0,5)

T = 2,48 – 0,5 + 294 = 1174

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