Enfriamiento de Newton, mediante una disolución salina en intercambio térmico con el ambiente.

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Contenido

Introducción:        

Hipótesis:        

Objetivos:        

Marco teórico:        

Material:        

Método:        

Resultados:        

Discusión:        

Conclusiones:        

Bibliografía:        

Introducción:

En el presente informe se verá el estudio experimental de la ley de enfriamiento de newton, mediante una disolución salina en intercambio térmico con el ambiente.  

Hipótesis:

Entre más elevada sea la temperatura de nuestra disolución tardara menos en descender la temperatura y cada que esto suceda la disolución tomara más tiempo en disminuir su temperatura.

Objetivos:

• Comprobar la ley de enfriamiento de Newton.
• Poder determinar la ecuación empírica del enfriamiento de una disolución sobresaturada.

Marco teórico:

La ley del enfriamiento de Newton o enfriamiento newtoniano establece que la tasa de pérdida de calor de un cuerpo es proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y sus alrededores. Fue determinado experimentalmente por Isaac Newton analizando el proceso de enfriamiento y para él la velocidad de enfriamiento de un cuerpo cálido en un ambiente más frío Tm, cuya temperatura es T, es proporcional a la diferencia entre la temperatura instantánea del cuerpo y la del ambiente:

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Donde r es una constante de proporcionalidad.

Esta expresión no es muy precisa y se considera tan sólo una aproximación válida para pequeñas diferencias entre T y T_m. En todo caso la expresión superior es útil para mostrar como el enfriamiento de un cuerpo sigue aproximadamente una ley de decaimiento exponencial:

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Una formulación más precisa del enfriamiento de un cuerpo en un medio necesitaría un análisis del flujo de calor del cuerpo cálido en un medio heterogéneo de temperatura. La aplicabilidad de esta ley simplificada viene determinada por el valor del número de Biot.

En la actualidad el enfriamiento newtoniano es utilizado especialmente en modelos climáticos como una forma rápida y computacionalmente menos costosa de calcular la evolución de temperatura de la atmósfera. Estos cálculos son muy útiles para determinar las temperaturas así como para predecir los acontecimientos de los fenómenos naturales.

Material:

Para entregar:

• Parrilla de calentamiento y agitación.
• Agitador magnético
• Soporte universal.
• Pinzas dobles.

Para contener:

• Dos Probetas de 100 mL.
• Dos vasos de precipitados de 100ml.

Instrumentos:

• Dos Cronometro.
• Balanza granataria de un palto.
• Dos Termómetro de inmersión parcial de -20 a 110°C.

Otros materiales:

• Sal de grano.
• Hielo.

Método:

1. Se calibraran los termómetros con ayuda del hielo.
2. Se toma la temperatura del agua a temperatura ambiente.
3. Se pesan 36g de sal de grano por cada 120ml de agua.
4. Se mezclan los 36g en los 120ml en la parrilla de agitación.
5. Se fracciona en dos.
6. Se calienta a una temperatura de 43°C.
7. Cada que el termómetro baje 3 grados se tomara el tiempo.

Resultados:

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