Cuestionario Previo A La Práctica Calor-trabajo

1. Dentro de las formas de manifestación de la energía se encuentran la energía térmica y la energía mecánica, defínelas y da sus unidades.

La energía térmica es la forma de energía que interviene en los fenómenos caloríficos, cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto, el caliente comunica energía al frío; el tipo de energía que se cede de un cuerpo a otro como consecuencia de una diferencia de temperaturas es precisamente la energía térmica. Según el enfoque característico de la teoría cinético-molecular, la energía térmica de un cuerpo es la energía resultante de sumar todas las energías mecánicas asociadas a los movimientos de las diferentes partículas que lo componen, es una magnitud que no se puede medir en términos absolutos, pero es posible determinar sus variaciones. La cantidad de energía térmica que un cuerpo pierde o gana en contacto con otro a diferente temperatura recibe el nombre de calor. El calor constituye, por tanto, una medida de la energía térmica puesta en juego en los fenómenos caloríficos, y su unidad de medición es la caloría (cal).

La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial y cinética de un sistema mecánico. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo. Su unidad de medición es el Joule (J).

2. ¿Existe alguna relación entre la conservación de la energía y el equivalente mecánico del calor?

Si, fue Joule quien estableció la relación precisa entre energía mecánica y calor, usando el concepto de calor, el calor es transferencia de energía debido a diferencias de temperatura, el calor es medido en calorías. Una caloría es el calor que se necesita transferir a un gramo de agua, para cambiar su temperatura de 14.5 a 15.5 grados Celsius.

Joule usó una rueda con paletas conectada a un conjunto de poleas con pesos en sus extremos, pudo mostrar una relación precisa entre la energía mecánica de los pesos en las poleas y el aumento de temperatura del agua en el recipiente, debido a la rotación de las paletas, obteniendo así el equivalente mecánico del calor que es: 1 cal= 4.186 J.

3. ¿Qué es un calorímetro a presión constante, volumen constante y temperatura constante? ¿Para qué se usan?

Un calorímetro se usa para determinar la variación de calor comprendida en una reacción, que es un recipiente aislado lleno de agua en el cual se sumerge una cámara de reacción.

4. ¿Qué es la constante de un calorímetro? ¿Para qué se usa? ¿Cómo se determina?

La constante de un calorímetro es el calor de combustión ya determinado del calorímetro, se utiliza para determinar con precisión la variación de calor comprendida en una reacción sin tener que hacer las correcciones de radiación, velocidad de enfriamiento del calorímetro, el aumento de la temperatura de las vasijas del calorímetro, los agitadores, entre otras variaciones al sistema.

Esta constante se determina reproduciendo una calefacción eléctrica, donde la cantidad de energía eléctrica para lograr un cambio de temperatura en el calorímetro equivale al calor desprendido en el proceso.

5. ¿Qué es el equivalente mecánico del calor?

Es la relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calor caloría, donde se pretende poner de manifiesto la gran cantidad de energía que es necesario transformar en calor para elevar apreciablemente la temperatura de un volumen pequeño de agua.

...