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Conducción del calor en solidos.


Enviado por   •  10 de Abril de 2016  •  Apuntes  •  1.026 Palabras (5 Páginas)  •  318 Visitas

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Conducción del calor en solidos

Práctica #2

DATOS OBTENIDOS

Tiempo  (seg)

0

30

60

120

180

240

Temperatura  ºC

Material

Cobre

25

26

27

28

30

32

Hierro

24

24.5

25

25

26

26

Aluminio

26

27

27.5

28

29

30

Vidrio

24

24

24.5

25

25

25

Tabla No. 1 temperaturas obtenidas en la práctica de laboratorio

Material

Calor específico cp kJ/kg · K

Densidad ρ (Kg/m3)

Masa  Kg

Diámetro  m

Largo  m

Cobre

0.386

8900

0.037

0.004

0.250

Hierro

0.450

7840

0.032

0.003

0.280

Aluminio

0.902

2700

0.011

0.005

0.240

Vidrio

0.840

2230

0.009

0.004

0.280

Tabla No. 2 Datos obtenidos y propiedades de los metales

CÁLCULOS

Para calcular el calor absorbido por las barras de los distintos materiales fue necesario investigar a cerca de los calores específicos, a temperatura ambiente los cuales fueron obtenidos del apéndice del libro de termodinámica. El calor absorbido se calculó utilizando la siguiente formula:

[pic 1]

Donde m es la masa de cada una de las barras,  es el calor específico para cada uno de los materiales y T es la temperatura expresada en Kelvin.[pic 2]

A manera de ejemplo se calculara el calor absorbido para el cobre con los datos presentados en la tabla No. 2

[pic 3]

Para calcular la densidad de cada uno de las barras de aluminio, primero que nada fue necesario calcular el volumen de cada uno en base a las medidas tomadas en el laboratorio así como su masa. El volumen fue calculado asumiendo que las barras eran un cilindro, sin importar que estuviesen doblados de la siguiente manera:

[pic 4]

Donde r es el radio de la varilla y h es la altura o largo todas las unidades expresadas en metros.

A manera de ejemplo se calculara el volumen para la barra de cobre con los datos presentados en la tabla No. 2 de la siguiente manera:

[pic 5]

Teniendo los datos del volumen y la masa del cilindro se podrá calcular la densidad para cada uno de los materiales utilizando la siguiente formula

[pic 6]

A manera de ejemplo se calculara la densidad de la barra de cobre utilizando los datos encontrados anteriormente de la siguiente manera:

[pic 7]

Para calcular el cambio de energía interna para cada uno de los materiales se llegó a la conclusión a través de información dada en el libro de termodinámica de Cengel que Para pequeños intervalos de temperatura, un valor de c a la temperatura promedio se puede usar y tratar como una constante, de lo que se obtiene la siguiente formula:

[pic 8]

Observando que el cambio de energía interna es aproximadamente al del calor absorbido por el cuerpo debido a la variación insignificante de la temperatura debido a que es una propiedad extensiva

RESULTADOS

Material

Calor absorbido Q KJ ( entre 0 y 30 s)

Calor absorbido Q KJ ( entre 0 y 60 s)

Calor absorbido Q KJ ( entre 0 0 y 120 s)

Calor absorbido Q KJ ( entre 0 y 180 s)

Calor absorbido Q KJ ( entre 0 y 240 s)

cobre

3.913

3.928

3.942

4.012

4.303

hierro

3.988

3.995

3.995

4.010

4.010

aluminio

2.719

2.724

2.729

2.738

2.748

vidrio

2.156

2.160

2.164

2.164

2.164

Tabla no. 3 Calor absorbido por los distintos metales

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