Equivalente Calor-trabajo

Primera parte: Determinación de la capacidad térmica del calorímetro

Tabla 1.

Datos Experimentales

Tiempo (min) θ inicial (°C) Tiempo (min) θ inicial (°C)

0.5 23.7 5.15 46.7

1 23.7 5.30 46.7

1.5 23.7 5.45 47.1

2 23.7 6 47.1

2.5 23.7 6.15 47.0

3 23.7 6.30 47.0

3.5 23.7 6.45 46.3

4 23.7 7 46.7

4.5 23.7 7.15 46.5

5 23.7 7.30 46.5

Resultados:

Hoja de calculo

θ eq K dewar

46°C 52.46 cal/°C

Obtencion de K (constante del calorímetro):

Datos:

Masa del agua fría 100g

Masa del agua caliente 100g

Capacidad térmica especifica del agua 1 cal/g°C

Temperatura del agua fría 23.7°C

Temperatura del agua caliente 80°C

Q_ganado=〖-Q〗_cedido

Q_(H2O fría)+Q_K=Q_(H2O caliente)

m_(H2O fría)*C_(esp H2O)*ΔT+KΔT=-m_(H2O caliente)*C_(esp H2O)*ΔT

Se despeja K:

K=(-m_(H2O caliente)*C_(esp H2O)*ΔT-m_(H2O fría)*C_(esp H2O)*ΔT)/ΔT

ΔTagua caliente = 46°C – 80°C = -34°C

ΔTagua fría = 46°C – 23.7°C = 22.3°C

K=(-(100g*1 cal/(g°C)*-34°C)-(100g*1 cal/(g°C)*-22.3°C))/(22.3°C)=52.45 cal/(°C)

Segunda parte: Determinación del equivalente calor-trabajo.

Tabla 2.

Datos Experimentales

Tiempo (s) T inicial (°C) T final (°C)

10 24.4 24.4

15 24.4 24.5

20 24.4 27.2

25 24.4 31.1

30 24.4 32.5

35 24.4 33.3

40 24.4 36.1

45 24.4 37.3

50 24.4 39.3

55 24.4 41.3

60 24.4 43.5

65 24.4 44.5

70 24.4 48.5

75 24.4 49.7

80 24.4 51.5

85 24.4 53.0

90 24.4 60.0

95 24.4 65.2

Voltaje: 128.3 volts

Resistencia: 23.3 ohms

P=W_eléctrico/tiempo [1]

W_eléctrico=P*t [2]

P=V*I [3]

Ley de ohm:

V=R*I [4]

Despejamos intensidad de corriente de la ley de ohm:

I=V/R [5]

Ahora sustituimos la ecuación 5 en la 3

P=V(V/R)→P=V^2/R [6]

P=〖128.3V〗^2/23.3Ω=706.476 V^2/(V/A)=706.476V*A=706.476 W

El trabajo eléctrico es calculado a partir de la ecuación 2:

Para el tiempo 15:

W=706.47 J/s*15s=10597.14 J

Tabla 3.

Tiempo (s) Weléctrico (J)

10 7064.76

15 10597.14

20 14129.52

25 17661.9

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