Practica De Laboratorio

INTRODUCCIÓN

La termodinámica puede definirse como el estudio de los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo, como se efectúa trabajo cuando la energía se transfiere de un cuerpo a otro.

El calor se define como una transferencia de energía debida a una diferencia de temperatura, mientras que el trabajo es una transferencia de energía que no se debe a una diferencia de temperatura, Cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto térmico entre sí, la temperatura del cuerpo más cálido disminuye y la del más frío aumenta, si se mantienen por más tiempo así llega un punto donde ambos forman un equilibrio térmico.

Objetivo

Entender los procesos que estudia la termodinámica, y cómo reaccionan los cuerpos a los distintos tipos de temperatura y a sus cambios. También como les afecta la presión en los mismos.

-MARCO TEÓRICO-

CALOR

El calor es la transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo o entre distintos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura. El calor es energía en tránsito y siempre fluye de cuerpos de mayor temperatura a los de menor temperatura que se encuentren en contacto térmico.

TEMPERATURA

La temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está vinculada a la noción del frío (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).

TERMODINÁMICA

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 modernizar y sigue un método experimental. Los estados de equilibrio se estudian y definen 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 tratarse por medio de la termodinámica.

Principio cero de la termodinámica:

Este principio o ley cero, establece que existe una determinada propiedad denominada temperatura empírica θ, que es común para todos los estados de equilibrio termodinámico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado.

En palabras otras palabras: «Si pones en contacto un objeto con menor temperatura con otro con mayor temperatura, ambos evolucionan hasta que sus temperaturas se igualan».

Tiene una gran importancia experimental «pues permite construir instrumentos que midan la temperatura de un sistema» pero no resulta tan importante en el marco teórico de la termodinámica.

El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, coordenadas en el plano x, y) no son dependientes del tiempo.

Primera Ley de la Termodinámica:

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.

Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna.

Segunda Ley de la Termodinámica:

Esta ley marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo a otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el primer principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.

MATERIAL Y EQUIPO

CANTIDAD DESCRIPCIÓN

2 Matraces de 750 ml

2 Tapones horadados para los matraces

2 Varillas de vidrio de 20 cm

1.5 m Manguera transparente

2 Soportes Universales

2 Pinzas de 3 dedos

2 Arillos metálicos

1 Mechero Bunsen

1 Lata de refresco sin destapar

1 Jeringa de 5 ml con aguja

1 Flexómetro o cinta métrica

2 m Hilo de seda

Actividad N°2

Desarrollo:

1. Lo primero que hicimos es agitar una lata de refresco sellado, hasta su punto máximo.

2. Con una jeringa le hicimos un pequeño agujero en un lado de la lata en el centro. y posteriormente, vaciamos todo el contenido que había en ella.

3. Una vez vacía la lata, hicimos otro agujero al lado contrario del primer agujero ya hecho antes.

4. Con la jeringa, inyectamos 3ml de agua en la lata.

5. Amarramos un hilo en el centro de la lata y en el soporte universal, a una altura no tan alejada del mechero, para que la llama alcance a calentar la lata.

6. Calentamos la lata hasta el punto en que esta deje de moverse.

7. Por último echamos la lata a un recipiente lleno de agua, y anotamos los resultados observados.

Observaciones: Cuando calentamos la lata observamos como el vapor salía de los agujeros, por ello este giro hacia un lado, y luego de unos segundos cambio su rotación hacia el lado contrario. Al echar la lata al agua esta se arrugó de una manera espontánea.

Cuestionario

1. ¿Por qué sube el agua al mechero vacío?

R=El calor del agua hace que esta vaya al segundo matraz

2. ¿Qué ocurre cuando bajas el matroz de arriba?

R=El agua del segundo matroz se evapora y regresa al primero

3. ¿Qué ocurre al aplicarle calor?

R=Los 3 mililitros de agua se evaporan y salen por los agujeros con una presión que hace la lata girar

4. ¿Qué crees que pasaría si retiramos el mechero antes de que toda el agua se evapore?

R=El agua restante solo quedaría caliente

5. ¿Es el cuerpo humano una maquina térmica?

R=Por qué cuando sudamos es para bajar nuestra temperatura y cuando temblamos es para ganar calor

6. Comenta la afirmación “Una maquina térmica convierte movimientos mecánicos organizados

R=Estos es porque el calor se trasfiere hasta alcanzar el calo especifico creado

7. Según la primera ley de la termodinámica en donde puedes observar la aplicación de los cuerpos

R=Por qué una maquina térmica absorbe calor realiza un trabajo sobre un sistema o cambia con otro la energía de sistema

8. ¿Qué impacto en el ambiente tiene el uso y aplicación de maquina térmica?

R=Aunque han sido escánciales para el desarrollo industrial estos aparataros han desgastado significadamente el ambiente natural

CONCLUSION

En esta práctica pudimos observar a la termodinámica esta estudia los procesos de transferencia de energía.

En la primera actividad observamos como la presión del agua viajaba de un matraz a otro al calentar uno, como regresaba al enfriarse poco a poco.

En la segunda observamos como un cambio de temperatura puede aplastar una lata en unos cuanto segundos.

En conclusión la práctica nos ayudó a ver como la termodinámica funciona en experimentos tan simples y como la temperatura reacciona en los cuerpos.

El calor se transfiere de un cuerpo con mayor temperatura a una temperatura menor.

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