Laboratorio de Termodinámica Practica No. 5 Ley de Joule
Enviado por Morales San Juan Marco Antonio • 6 de Noviembre de 2022 • Ensayos • 1.337 Palabras (6 Páginas) • 50 Visitas
[pic 1][pic 2]
Laboratorio de Termodinámica Practica No. 5[pic 3]
Ley de Joule
Prof. Felipe Díaz del Castillo Rodríguez
Contreras Vargas Erick Ricardo Grupo: 2205-D
Fecha de realización: 30/03/2022
Fecha de entrega: 31/03/2022
Objetivo
- Revisar los conceptos de trabajo, calor, energía y Primera Ley de la Termodinámica.
Introducción
Joule demostró que no solo la energía térmica permite elevar la temperatura, sino cualquier otra forma de energía suministrada a un sistema puede realizar el mismo efecto. La ley de Joule muestra la relación que existe entre el calor generado por una corriente eléctrica que fluye a través de un conductor, la corriente misma, la resistencia del conductor y el tiempo que la corriente existe. Esta ley lleva el nombre del físico británico James Prescott Joule. La ley de Joule establece lo siguiente:
“El calor que desarrolla una corriente eléctrica al pasar por un conductor es directamente proporcional a la resistencia, al cuadrado de la intensidad de la corriente y el tiempo que dura la corriente”.
Por lo tanto podemos definir la siguiente formula:
𝑄 = 𝐼2(𝑅)(𝑡)
Dónde:
Q = es la cantidad de calor expresado en Julios (J)
I = es la corriente eléctrica que fluye a través de un conductor expresado en amperios (A) R = es el valor de la resistencia eléctrica presente en el conductor expresada en ohmios (R) t = es la cantidad de tiempo durante el cual esto ocurre expresado en segundos (s).
Cuando una corriente fluye a través de un conductor, la energía térmica se genera en él. Los efectos de calentamiento de la corriente eléctrica dependen de tres factores:
- La resistencia del conductor. Una mayor resistencia produce más calor.
- El tiempo que fluye la corriente. Cuanto mayor es el tiempo, mayor es el calor producido.
- A mayor corriente, más generación de calor.
Materiales y equipo
- Calorímetro
- Termómetro de termopar
- Vasos de precipitado
- Multímetro
- Cronometro
Desarrollo
- Con ayuda del multímetro mida el voltaje de línea y el valor de la resistencia del calorímetro. (La resistencia inicial = 40.1 Ω.).
- Agregue 1600 ml de agua al calorímetro (recuerde que para los cálculos debe considerarse la masa equivalente del mismo). (Masa total = 1700𝑔)
- Mida la temperatura inicial del líquido. (La temperatura inicial = 23 ).
- Conecte el calorímetro y deje calentar el líquido durante 7 minutos.
- Apague el calorímetro.
- Mida la temperatura final del líquido. (Temperatura final = 63.2 ).
- Calcule el trabajo realizado W y el calor suministrado Q.
1)
𝑉2
W = 𝑇[pic 4]
𝑅[pic 5]
125.8 𝑉2
W =[pic 6]
40.1 Ω
480 𝑠 =
𝑄 = 𝑚. 𝑐 (𝑇ƒ − 𝑇i)
𝑄 = (1700 𝑔)(1)(63.2 − 23) = 68340 𝑐𝑎𝑙
2)
𝑉
𝑅 =[pic 7]
𝐼
124 𝑉
=[pic 8]
5.7 𝐴
= 21.75 Ω
𝑉2
W = 𝑇[pic 9]
𝑅[pic 10]
124 𝑉2
W =[pic 11]
21.75 Ω
600𝑠 =
𝑄 = 𝑚. 𝑐 (𝑇ƒ − 𝑇i)
𝑄 = (1150 𝑔)(1)(90 − 19) = 81650 𝑐𝑎𝑙
- Calcule el equivalente eléctrico del calor JE.
1)
W
𝐽𝐸 =[pic 12]
𝑄
189434.1 𝐽
= =[pic 13][pic 14]
68340 𝑐𝑎𝑙
2)
W
𝐽𝐸 =[pic 15]
𝑄
424165.52 𝐽
= =[pic 16][pic 17]
81650 𝑐𝑎𝑙
Cuestionario Practica 5
1.- Defina los conceptos de calor y trabajo.
Calor: Energía en tránsito de un sistema a otro. En forma espontánea fluye (corre) de un sistema con temperatura elevada 𝑇𝐻 a otro sistema con temperatura más baja 𝑇𝐿. Es un fenómeno, no se le puede almacenar. Solo podemos medir su variación entre un estado de equilibrio y otro. Se representa con Q.
Trabajo: Es la cantidad de energía transferida de un sistema a otro mediante una fuerza cuando se produce un desplazamiento. Es un fenómeno, no se le puede almacenar. Solo podemos medir su variación entre un estado de equilibrio y otro. Se necesita energía para realizarlo. Se representa con W.
...