La transferencia de calor de un cuerpo hacia otro

RESUMEN

La transferencia de calor de un cuerpo hacia otro se da siempre y cuando exista diferencia de temperatura entre éstos, éste gradiente de temperatura es la causa de la transferencia de calor. La cantidad de calor entregado o recibido por un cuerpo es proporcional al cambio de temperatura, la masa y al calor específico de dicho cuerpo.

La capacidad calorífica de un cuerpo se define como la cantidad de calor que éste requiere para aumentar su temperatura en 1°C, es una propiedad extensiva (depende de la masa).

El calor específico o capacidad específica es una propiedad intensiva propia de cada material. Se entiende como la cantidad de calor que absorbe una sustancia para elevar su temperatura por unidad de masa. El hecho de que sea por unidad de masa la hace una propiedad general, independiente de ésta.

En el laboratorio se observará la transferencia de calor entre ciertos metales y el agua para así realizar un balance de energía y poder hallar las capacidades caloríficas y específicas de estos materiales.

INTRODUCCION

Objetivos

Determinar los calores específicos y capacidades caloríficas del bronce, hierro.

Realizar la medición de temperatura de equilibrio entre las muestras y agua fría.

Calor específico

El calor específico es una propiedad intensiva de los materiales y sustancias. Es la cantidad de calor que puede absorber un material para incrementar su temperatura por unidad de masa. Sus unidades en el sistema internacional son:

c(J/(kg.K))

Capacidad calorífica

La capacidad calorífica es una propiedad extensiva y se define como la cantidad de calor que absorbe un material o sustancia para elevar su temperatura en 1°C. Sus unidades en el sistema internacional son:

C(J/K)

Relación entre capacidad calorífica y calor específico

Se relacionan mediante la siguiente ecuación:

C=c*m (1)

Ley cero de la termodinámica

Ley del equilibrio térmico. Ésta ley hace referencia a que si dos cuerpos a diferente temperatura se ponen en contacto, inmediatamente habrá transferencia de calor del cuerpo de mayor temperatura hacia el de menor temperatura hasta que los dos se encuentren en equilibrio. Se descubrió la importancia de ésta ley después de que las otras leyes estuvieron desarrolladas. De allí su nombre. (Castellan, 1874)

Calor absorbido o entregado

Para los cálculos en el laboratorio se necesitará la ecuación del calor absorbido o entregado:

ΔQ=c.m.ΔT (2)

En el laboratorio la experiencia se realizó en dos partes: la primera de calentamiento del material y la segunda del calor absorbido por el agua del material.

El balance de energía para la primera parte es:

〖∆Q〗_M=c_M.m_M.(T_M-T_A) (3)

Donde:

c_M : Calor específico de la muestra

m_M : Masa de la muestra

Que es igual al calor absorbido por el agua fría

〖∆Q〗_A=c_A.m_(A.) (T_E-T_(A)) (4)

Donde:

c_A : Calor específico del agua

m_(A.) : Masa del agua

Ya que el calor absorbido por el agua es igual al calor entregado al material es igual al calor absorbido por el agua entonces las ecuaciones 3 y 4 se igualan obteniendo:

c_M= (c_A.m_A.(T_E-T_A))/(m_M.(T_M-T_A)) (5)

MATERIALES Y METODOS

MATERIALES

1 Vaso de Tecnopor

1 Probeta de 100 ml

Muestra de metales

Agua destilada

2 Termómetros

1 Balanza digital

1 Calentador

1 Soporte universal

METODO

Pesar las muestras de metales

Calentar las muestras a 75 °C en agua

Medir la temperatura del agua del vaso

Colocar la muestra dentro de los vasos de Tecnopor y sellar

Remover

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