Ley de Enfriamiento de Newton

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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

UNIDAD DE CIENCIAS BASICAS

METODOS EXPERIMENTALES

TEMA: LEY DE ENFRIAMIENTO DE NEWTON

INSTRUCTOR: EDGAR RODRIGUEZ

INTEGRANTES:

Jorge Emilio López Ardon      Carné: LA18051

Gerson Vladimir Jiménez Castro      Carné: JC18014

Saúl Antonio Ponce Santos    Carné: PS19029

GRUPO DE LABORATORIO: 91                                             ENTREGA: 27/06/19

Título

Ley de enfriamiento de Newton

Determinar la relación matemática entre la temperatura de un cuerpo y el tiempo transcurrido.

Índice

I.  Resumen…………………………………………………………………………. 4

II. Introducción……………………………………………………………………. 5

III. Materiales y métodos……………………………………………………… 6

IV.  Resultados……………………………………………………………………… 7

V.   Discusión……………………………………………………………………….. 10

VI. Referencias Bibliográficas………………………………………………...11

VII: Anexos…………………………………………………………………………… 12

I.                   Resumen

El presente trabajo experimental pretende determinar que la relación matemática que hay entre la temperatura y el tiempo es una relación exponencial mediante el enfriamiento de Newton ΔT = A(D)^t

Al haber realizado un experimento en el cual determinamos el enfriamiento de un líquido durante un periodo de 20 minutos, con intervalos de cada dos minutos y subiendo a intervalos de 4 minutos en dos tomas de datos para observar si existía variación significativa en el enfriamiento, determinamos la ecuación empírica que relaciona a la variable tiempo y temperatura, el resultado obtenido con el ajuste de mínimos cuadrados fue:

Ac = 51.62(0.9475299) ^t

Comparando el valor teórico del exponente con el valor experimental, podemos observar que el error que representa el experimento es de 0.48% menos del 1%

Este resultado indica que el experimento realizado tiene una calidad y precisión excelente y puede mostrarse a otro investigador a manera de guía.

II. Introducción.

Comenzamos hirviendo el líquido a una temperatura máxima de 85 °C.

Identificando las magnitudes físicas que intervienen, se observó que la temperatura disminuye más lenta a medida que se acerca a la temperatura ambiente.

Nuestro objetivo es encontrar las relaciones que nos permitan conocer la contante de tiempo de un termómetro.

Planteando el problema junto con la hipótesis de trabajo, se procedió a determinar la realizar la toma de datos en la región de interés, se utilizaron los instrumentos de medición proporcionados, se anotaron los procesos experimentales, y se realizó el experimento de prueba y el análisis de datos.

Al analizar los resultados del experimento, se observa la relación entre las variables tiempo y temperatura.

III. Materiales y métodos.

Se procedió con el experimento observando y tomando mediciones del fenómeno, con lo cual se verifico que el tiempo a medida va transcurriendo la temperatura, esta disminuye cada vez más lenta a medida que se acerca a la temperatura ambiente.

Tomamos como variable independiente el tiempo de enfriamiento del líquido, con intervalos de cada dos minutos y subiendo a intervalos de 4 minutos en dos tomas de datos para observar si existía variación significativa en el enfriamiento.

Procedimos a anotar la temperatura ambiente (30 °C) como primer paso. Procedimos entonces a posicionar de manera óptima el termómetro sumergido parcialmente en el recipiente con agua y calentarlo con una cocina eléctrica hasta alcanzar la temperatura de 85 °C.

Al alcanzar la mencionada temperatura, procedimos a medir el tiempo en intervalos de 2 minutos y 4 minutos, hasta llegar a la duración de 20 minutos, midiendo el descenso de la temperatura. El número de mediciones realizadas fue de 10 mediciones.

Se graficó en el plano cartesiano los valores de la temperatura respecto al tiempo y se calcularon las constantes que relacionan dichas variables.

IV. Resultados

Se registraron los valores obtenidos del tiempo y temperatura en la tabla.

T. Ambiente (Ta) 30 °C

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Para el cálculo de las constantes por método analítico

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Se obtuvieron los siguientes valores:

D= 0.9746

A= 87.20

Al aplicar el método de mínimos cuadrados se obtuvieron los siguientes resultados:

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