EQUIVALENCIA ENTRE CALOR Y TRABAJO

UNIVERSIDAD DR. RAFAEL BELLOSO CHACIN.

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL.

ESCUELA DE INGENIERIA INDUSTRIAL.

LABORATORIO DE TERMOFLUIDOS.

PRÁCTICA Nº 12: EQUIVALENCIA ENTRE CALOR Y TRABAJO

OBJETIVOS

• Estudiar la relación existente entre las interacciones de Trabajo y Calor

• Determinar experimentalmente el Equivalente Mecánico del Calor

• Determinar experimentalmente el Equivalente Eléctrico del Calor.

EQUIPOS

• Equipo del Equivalente Mecánico del Calor, modelo TD-8551A: Compuesto por los elementos mostrados en la figura Nº 1.

• Equipo Equivalente Eléctrico del Calor, modelo TD-8552: Compuesto por los elementos indicados en la figura Nº 2.

Para efectos de cálculo, los calores específicos del agua y del aluminio son: y respectivamente.

• EQUIVALENTE MECÁNICO DEL CALOR (J)

El equivalente mecánico del Calor se define como la relación existente entre el Trabajo de corte y el calor, es decir:

• EQUIVALENTE ELÉCTRICO DEL CALOR (Je)

De manera análoga al punto anterior, el Equivalente Eléctrico del Calor se define como la relación existente entre el Trabajo Eléctrico y el calor, es decir:

• EFICIENCIA DE UN BOMBILLO INCANDESCENTE ()

La eficiencia del bombillo se define como el cociente entre la energía transformada en luz visible y la energía total que fluye hacia el mismo, es decir:

PROCEDIMIENTO

EXPERIENCIA 1: DETERMINACIÓN DEL EQUIVALENTE MECÁNICO DEL CALOR (J)

1. Retire la perilla negra y remueva cuidadosamente el cilindro de aluminio (Ver figura Nº 1).

2. Coloque el cilindro en un recipiente con hielo, a objeto de disminuir su temperatura al menos 10°C por debajo de la temperatura ambiente del Laboratorio.

3. Mientras se enfría el cilindro, establezca la variación de temperatura del experimento. Dicha variación será simétrica con respecto a la temperatura ambiente del laboratorio. Mida y registre la temperatura ambiente del laboratorio; luego defina las temperaturas inicial y final planificadas que el cilindro de aluminio deberá alcanzar durante la ejecución del experimento

4. Usando la Tabla de equivalencia de Resistencia vs. temperatura para el termistor (Ver Anexo Nº 1), determine los valores de resistencia correspondientes a las temperaturas inicial y final planificadas. También determine la resistencia correspondiente a 1°C por debajo de la temperatura final, ya que es conveniente girar lentamente la palanca a medida que la temperatura del cilindro se aproxima a su valor final.

5. Al estar el cilindro lo suficientemente frío, coloque sobre toda su superficie una capa de grasa, a fin de lograr que la cuerda de nylon deslice suavemente sobre él. Luego, instálelo nuevamente asegurándose que las pistas de cobre queden situadas frente a la base del eje. También asegúrese que los pines del eje encajen en las hendiduras del anillo plástico interior del cilindro; luego coloque la perilla negra y ajústela firmemente.

6. Conecte los terminales del ohmímetro en los conectores tipo banana ubicados a un lado del cilindro, según se ilustra en la figura Nº 3.

Nota: Seleccione la escala adecuada en el ohmímetro para medir las resistencias del termistor equivalentes al rango de temperaturas esperado en el desarrollo del experimento.

4. Usando la Tabla de equivalencia de Resistencia vs. temperatura para el termistor (Ver Anexo Nº 1), determine los valores de resistencia correspondientes a las temperaturas inicial y final planificadas. También determine la resistencia correspondiente a 1°C por debajo de la temperatura final, ya que es conveniente girar lentamente la palanca a medida que la temperatura del cilindro se aproxima a su valor final.

5. Al estar el cilindro lo suficientemente frío, coloque sobre toda su superficie una capa de grasa, a fin de lograr que la cuerda de nylon deslice suavemente sobre él. Luego, instálelo nuevamente asegurándose que las pistas de cobre queden situadas frente a la base del eje. También asegúrese que los pines del eje encajen en las hendiduras del anillo plástico interior del cilindro; luego coloque la perilla negra y ajústela firmemente.

6. Conecte los terminales del ohmímetro en los conectores tipo banana ubicados a un lado del cilindro, según se ilustra en la figura Nº 3.

Nota: Seleccione la escala adecuada en el ohmímetro para medir las resistencias del termistor equivalentes al rango de temperaturas esperado en el desarrollo del experimento.

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