Informe Laboratorio N°3 “Equivalente mecánico del Calor.”
Enviado por Franco Andres Cariqueo Gonzalez • 10 de Diciembre de 2021 • Informes • 1.111 Palabras (5 Páginas) • 361 Visitas
Informe Laboratorio N°3
“Equivalente mecánico del Calor.”
Nombre: Franco Cariqueo
Asignatura: Laboratorio de Termodinámica sec.5
Docente: Constanza Valdés Aguilar.
Fecha de entrega: 20/11/2021.
Índice
Índice 2
Introducción 3
Objetivos 4
Marco Teórico 5
La ley de la Conservación de la Energía 5
El equivalente mecánico del calor 5
Formulas 6
Desarrollo 7
Resultados 8
Memoria de calculo 9
Conclusión 10
Bibliografía 11
Introducción
La ley de la Conservación de la energía establece que, en los fenómenos de la naturaleza, la energía no puede crearse ni destruirse, sólo hay intercambios y/o transformaciones de ésta. A partir de ese concepto se pueden entender varias formas de energía, una de ellas es el equivalente mecánico del calor el cual jugó un papel importante para el desarrollo y la aceptación del principio de la conservación de la energía por lo que podríamos decir que este concepto es de mucha importancia debido a que fue uno de los términos base para el establecimiento de la ciencia de la termodinámica en el siglo XIX.
Tomando en cuenta la ley de conservación de la energía se puede inferir que el calor y el trabajo son mutuamente convertibles entre sí, esto debido a que ambos conceptos son formas de energía y la energía solo se transforma.
En específico el equivalente mecánico del calor hace referencia al movimiento y se refiere a que este presenta un intercambio con el calor, y que, en todos los casos, una determinada cantidad de trabajo podría (teóricamente) generar la misma cantidad de calor, siempre que el trabajo hecho se convirtiese totalmente en energía calorífica. (Foucault, 1854)
A continuación, en las siguientes páginas se evidenciará el cálculo Teórico y experimental del equivalente mecánico del calor en cilindros de aluminio y de cobre.
Objetivos
Objetivo General: Determinar en forma experimental el Equivalente mecánico del calor.
Objetivos Específicos: Realizar el cálculo del equivalente mecánico del calor y. Construir una tabla en la cual se puedan expresar los datos.
Marco Teórico
Con el fin de lograr los resultados planteados, resulta indispensable conocer la base teórica del procedimiento, es por esta razón que se ha considerado la definición de todos los conceptos a utilizar, en conjunto de las respectivas formulas.
La ley de la Conservación de la Energía
La ley de la conservación de la energía afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (cerrado) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En otras palabras, la ley de la conservación de la energía establece que la energía no puede crearse ni destruirse, solo puede cambiar de una forma a otra.
(Brown, 1965)
El equivalente mecánico del calor
Se refiere a que el movimiento presenta un intercambio con el calor, y que, en todos los casos, una determinada cantidad de trabajo podría (teóricamente) generar la misma cantidad de calor, siempre que el trabajo hecho se convirtiese totalmente en energía calorífica
(Foucault, 1854)
Este pude ser representado de las siguientes formas:
[pic 1][pic 2][pic 3]
Formulas[pic 4]
Desarrollo
Para el desarrollo experimental se usarán los siguientes elementos:
[pic 5]
Ilustración 1 materiales
Procedimiento
- Determinar los diferentes pesos, cubo de arena, cilindros de aluminio y /o de cobre
- Medir previamente la temperatura ambiente.
- Luego de que el cilindro de fricción se haya enfriado, se lo atornilla la placa soporte, se inserta el sensor de temperatura y se enrolla la cuerda de fricción alrededor del cilindro (dejar reposar para que la temperatura sea homogénea.)
- Control de ajuste cero del contador, se inicia el experimento, para lo cual se da vuelta a la manivela 560 veces con lo que el peso principal se eleva del suelo, luego el contrapeso se asienta al suelo, con lo que la cuerda de fricción comienza a desplazarse sobre el cilindro.
- Mantener el peso principal a altura y debe permanecer así hasta concluir la experiencia.
- Leer valor de las resistencias, anotar valor mínimo que se alcanzó unos segundos después de terminado el experimento.
Resultados
vueltas | 560 |
|
|
masa balde[KG] | 5,392 |
Tabla 1
Nombre | Masa [KG] | R. Inicial [kΩ] | R. Final [kΩ] | Cp [KJ/KgK] | Diametro [mm] |
C. Aluminio | 0,238 | 5,18 | 3,73 | 0,86 | 0,048 |
C.Cobre | 0,774 | 5,14 | 3,6 | 0,41 | 0,048 |
Tabla 2
Nombre | W r. [J] | T. Inicial [K] | T. Final [K] | T. Inicial C° | T. Final C° |
C. Aluminio | 4466,8 | 297,4 | 305,0 | 24,2 | 31,9 |
C.Cobre | 4466,8 | 297,6 | 305,9 | 24,4 | 32,7 |
Tabla 3
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