Fisica Practica Onda

1. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

1. Obtener la gráfica de la energía en forma de calor suministrado (Qsum) en función del aumento de temperatura (𝚫T), y de la energía en forma de calor suministrado (Qsum) en función de la temperatura (T) del agua.

1. Determinar el modelo matemático, de la energía en forma de calor suministrado (Qsum) a la sustancia en función de la temperatura (T) de esta y esa misma energía, pero en función del cambio o incremento de temperatura (𝚫T) que la sustancia (en este caso agua) experimentó.

1. Estimar la capacidad térmica y la capacidad térmica específica de la masa de agua que se utilizó, con base en los datos obtenidos.

1. Indicar la temperatura del punto de ebullición del agua en Ciudad Universitaria y confirmar que la temperatura de esta sustancia se mantiene constante durante el cambio de fase (a presión constante).

1. MARCO TEÓRICO

Las partículas de los cuerpos no están en reposo sino que se encuentran en constante agitación. Como consecuencia de esta agitación, los cuerpos poseen una determinada energía térmica. La temperatura es un indicador de la energía interna que tienen los cuerpos. De modo general podemos decir que, a mayor temperatura, mayor energía  de este tipo.

El calor se puede definir como la energía de tránsito desde un objeto con alta temperatura a un objeto con menor temperatura; es decir, intercambian energía interna. Esta energía interna puede aumentarse, transfiriendo energía desde uno con más alta temperatura (más caliente) -es lo que propiamente llamamos calentamiento-.

La capacidad calorífica de un cuerpo es la relación que hay entre el calor suministrado al cuerpo y su incremento de temperatura. Se puede calcular a través de la expresión:

C=Q / ΔT

Donde C es Capacidad calorífica; la cantidad de calor que el cuerpo tiene que intercambiar con su entorno para que su temperatura varíe un kelvin. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es joules por kelvín [J/K].

Q significa Calor intercambiado que es la cantidad de energía intercambiada con el entorno. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el joules o julio [J].

∆T se refiere a la Variación de temperatura, viene determinada por la diferencia entre la temperatura inicial y la final (∆T = Tf -Ti). Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Kelvín [K] aunque también se suele usar el grado centígrado o celsius [ºC]

1. MATERIALES Y EQUIPO[pic 1]

Los materiales que el equipo utilizó en esta práctica fueron:

[pic 2]

• parrilla eléctrica
• calorímetro con tapa, agitador y resistencia de inmersión
• vaso de precipitados de 600 [ml]
• fuente de poder digital de 0 a 30 [V] DC y de 0 a 5 [A]
• dos cables de conexión de 1 [m][pic 3]
• termómetro de inmersión [pic 4]
• tapón de hule
• cronómetro digital [pic 5]
• balanza de brazo triple
• jeringa de 10 [ml]
• 150 [g] de agua

1. DESCRIPCIÓN

Actividad 1

Registramos las características estáticas de los instrumentos indicados:

Actividad 2

Medimos 150 [g] de agua y ajustamos la balanza a cero, colocamos el agua dentro del dispositivo experimental sin tener conexión a la fuente de poder:

Masa de agua líquida: 0.150 [kg].

Actividad 3

En esta actividad lo que hicimos fue armar el calorímetro tal y como lo muestra el diagrama, esto sin encender la fuente de poder y verificamos que los resistores estuvieran conectados en serie:

[pic 6]

Actividad 4

En la actividad 4 primero verificamos que las perillas de la fuente de poer estuvieran giradas completamente en sentido contrario a las manecillas del reloj, después encendimos la fuente e hicimos circular una corriente de 2.5 [A]

Intensidad de corriente eléctrica, I = 2.5 [A].

Diferencia de potencial eléctrica, Vab= 5.1 [V].

Potencia eléctrica, P= Vab * I= 12.75 [W].

Actividad 5

Agitamos con el agitador del calorímetro el agua para que su temperatura sea homogénea y registramos la T. Inicial:

Temperatura Inicial del líquido, Tinicial=   21 [°C]     = 294.15 [K].

Actividad 6

En esta actividad comenzamos ya lo que es el experimento, con el cronometro listo en 0 segundos, conectamos la fuente de poder al mismo tiempo que el cronometro y marcamos el tiempo en que la temperatura se elevó 2 [°C], durante todo el proceso se estuvo agitando el liquido.

Actividad 7

En la actividad 7 continuamos con el experimento registrando el tiempo cada que aumentaba 2 [°C] la temperatura, esto hasta llegar a los 31 [°C] y posteriormente acabamos de llenar la tabla.

Actividad 8

En esta actividad llenamos la tabla, con los datos obtenidos de la tabla anterior y las fórmulas que están en el anexo de la practica.

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