Informe De Laboratorio

República de panamá

Ministerio de educación

Bachiller ciencias y letras

Colegio bilingüe de panamá

Ronald Jaen

Cristobal Samudio

Ramsés Mong

Dídimo navarro

Josman Miranda

Jesus Lopez

Profesores:

Raquel Ruíz

Jairo Mojica

Física

Informe #3

“Termodinámica”

11º A

27 de noviembre del 2013

Título: Termodinámica

Objetivo:

Hoja de evaluación

Presentación

Título

Objetivo

Introducción

Materiales y reactivos

Procedimiento

Resultados: Observaciones, cálculos, dibujos, cuadros, tablas, graficas, fotos, dibujos.

Análisis de los resultados

Conclusión individual

Infografía

Hoja de evaluación

Marco Teórico

Termodinámica

La termodinámica (del griego θερμo, termo, que significa «calor» y δύναμις, dínamis, que significa «fuerza») es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico. Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental. Los estados de equilibrio son estudiados y definidos por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema, o por medio de magnitudes no-extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial químico; otras magnitudes tales como la imanación, la fuerza electromotriz y las asociadas con la mecánica de los medios continuos en general también pueden ser tratadas por medio de la termodinámica.

La termodinámica ofrece un aparato formal aplicable únicamente a estados de equilibrio, definidos como aquel estado hacia «el que todo sistema tiende a evolucionar y caracterizado porque en el mismo todas las propiedades del sistema quedan determinadas por factores intrínsecos y no por influencias externas previamente aplicadas». Tales estados terminales de equilibrio son, por definición, independientes del tiempo, y todo el aparato formal de la termodinámica -todas las leyes y variables termodinámicas-, se definen de tal modo que podría decirse que un sistema está en equilibrio si sus propiedades pueden ser descritas consistentemente empleando la teoría termodinámica. Los estados de equilibrio son necesariamente coherentes con los contornos del sistema y las restricciones a las que esté sometido. Por medio de los cambios producidos en estas restricciones (esto es, al retirar limitaciones tales como impedir la expansión del volumen del sistema, impedir el flujo de calor, etc), el sistema tenderá a evolucionar de un estado de equilibrio a otro; comparando ambos estados de equilibrio, la termodinámica permite estudiar los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes.

Como ciencia fenomenológica, la termodinámica no se ocupa de ofrecer una interpretación física de sus magnitudes. La primera de ellas, la energía interna, se acepta como una manifestación macroscópica de las leyes de conservación de la energía a nivel microscópico, que permite caracterizar el estado energético del sistema macroscópico.

Introducción

El Primer Principio de la Termodinámica implica que en todo proceso termodinámico la energía se conserva. Sin embargo, este principio no es suficiente para determinar si un proceso concreto puede ocurrir o no. Por ejemplo, en un proceso cíclico, se puede convertir todo el trabajo en calor pero no se puede producir el proceso inverso, es decir, transformar todo el calor absorbido en trabajo aunque en este caso tampoco se viole el Primer Principio. Mediante ese ejemplo se deduce también que no todas las formas de energía son igualmente aprovechables.

Materiales y reactivos:

Procedimiento:

Parte A.

1. Mida con una regla, la longitud de la barra de cobre.

Anota la longitud Inicial.

2. Caliente uniformemente la barra, con ayuda del mechero y una pinza durante unos 5 minutos.

3. Mide nuevamente la longitud de la barra y anota la longitud. ¿Cambio o se mantuvo igual? A que se debió esto.

R. Cambio, esto debido a la dilatación que sufrió al calentarse con el mechero.

4. Utilizando una temperatura de 20°C, determina cual fue la temperatura final a la que se sometió la barra.

Parte B.

1. Enreda el alambre en la moneda de manera que se forme una abertura rectangular, por la que la moneda pueda pasar muy ajustada.

2. Calienta la moneda sosteniéndola con las pinzas. Luego trata de hacerla pasar a través de la abertura que formaste con el alambre. Anota lo que sucede.

3. Enfría la moneda en agua e inténtalo de nuevo. Anota lo que sucede. Explica lo ocurrido.

Parte C

1. .Tome el frasco de vidrio, llénelo con agua previamente colorado.

2. En la tapa realiza una perforación y pasa atreves del orificio el carrizo, con un poco de cera de la vela sella alrededor del carrizo. Coloca la tapa y anota lo que sucede.

3. Calienta agua en un vaso químico y coloca y el recipiente dentro del vaso químico. anota lo que sucede.

4. Retira el recipiente y colócalo en otro vaso químico con agua de la pluma. Anota lo que sucede.

5. Repite el procedimiento con alcohol y anota lo que sucede.

6. Con los resultados obtenidos, ¿Cuál de los líquidos se dilato más rápido? Sustenta tu respuesta matemática.

Parte D

1. Pesar el calorímetro vacío, incluyendo el termómetro. Agregar 200 ml de agua a temperatura ambiente.

2. Pesar el calorímetro y determinar el peso del agua. Moviendo con mucho cuidado el agitador, se lee la temperatura inicial To1.

3. En un vaso de precipitados colocar 100 ml de agua (m=100 ml) y calentarla durante 6 minutos, retira el fuego y mide la temperatura To2 del agua caliente (dejar el termómetro por lo menos un minuto) e inmediatamente colocar el agua caliente dentro del calorímetro. Agitar la mezcla con el agitador de vidrio y después de 3 minutos medir la temperatura del equilibrio Temperatura final.

4. Con los resultados obtenidos, determinar la capacidad calorífica del calorímetro.

Parte E

1. Colocar 200 ml de agua (M= 200 ml), a temperatura ambiente, en el frasco termo o calorímetro. Agitar y después de 3 minutos medir la temperatura inicial con el termómetro. (Anote la medida)

2. Determina la masa del trozo de metal que vas a utilizar, con ayuda de la balanza.

3. En un vaso químico calienta agua hasta 100°C, con ayuda de un hilo coloca el trozo de metal dentro del vaso químico, durante un minuto, luego inmediatamente colócalo dentro del calorímetro.

4. Agita el agua contenida en el vaso y observa la medida de la temperatura hasta que haya equilibrio térmico entre el trozo de metal y el agua. Anota la medida de la temperatura de equilibrio.

5. Con los resultados obtenidos determina la capacidad calorífica del metal.

Resultados

A. Dilatación del alambre de cobre al incrementar la temperatura:

a) La longitud inicial de la barra de cobre fue 9.5 cm

b) La longitud de la barra de cobre después de calentarse durante 5 min fue de 9.9 cm

B. Dilatación de la moneda al exponerla a una fuente de calor a alta temperatura:

a) Encontramos que al principio la moneda pasaba por el alambre donde estaba una abertura rectangular más amplia que su medida y la moneda pasaba fácil mente antes de calentarla.

b) Luego cuando se calentó se noto la diferencia al intentar pasarla por la medida del alambre hecha anterior mente se tuvo que forzar para que pasara.

c) Después la enfriamos la llevamos a una temperatura de equilibrio con agua del grifo, se pudo observar que al “enfriarse” se contrajo nuevamente y paso con facilidad en la medida del alambre.

C. Dilatación volumétrica en el recipiente con agua y en el de alcohol

a) Se coloco el frasco con agua en vaso químico con agua calentada, se pudo observar un cambio lento en el volumen.

b) Se coloco el otro recipiente con alcohol en el vaso químico con agua caliente y a diferencia del agua el cambio de volumen que se observo fue más rápido relativamente.

D. Capacidad calorífica:

a) El peso del calorímetro fue de 204,3g

b) La temperatura inicial del calorímetro con 100ml de agua del grifo fue de 30ºc

c) Luego se coloco 100 ml de agua calentada por 6minutos y se mesclo con el agitador.

d) La temperatura de equilibrio después de 3min fue de 46ºC

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