Consideraciones generales.

Recursos para la TG

La idea de esta semana es que sean capaces de medir la energía gastada en calentar un litro de agua desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de ebullición, es decir cuando hierve. Todos sabemos cuándo hierve el agua. Si no lo sabe es cuando se forman burbujas en toda esta.  

Consideraciones generales

Lo primero que deben notar es el hecho que la energía necesaria depende primero de la temperatura que tenía el agua antes empezar a calentarla. Por lo cual no siempre les va resultar el mismo valor.  

La energía necesaria también va a depender de la altura a la cual se van a realizar el experimento. Es decir mientras más alto se haga la experiencia, menos energía se va a requerir. Pero eso es otra historia.

Como dato anecdótico este experimento es tan usual en física que incluso existe una unidad de energía que se asocia a este, distinta del Joule, llamada caloría. Esta corresponde a la energía necesaria para subir en un grado Celsius la temperatura de un litro de agua. Estas calorías no son las calorías que se usan para medir la energía contenida en un alimento, pero se parecen. Vea como están relacionadas si le asalta la curiosidad.

Experimento

Los materiales que van a usar son muy simples:

• Un litro de agua
• Un hervidor eléctrico
• Medidor de energía eléctrica.

Para los dos primeros elementos no deberían tener problemas. Solo falta ahora encontrar un medidor de energía para cuantificar cuanta energía se necesita. La respuesta en muy directa, vamos a usar ese medidor de energía que ya tienen instalado en su casa o departamento. Ese aparato que está unido al muro exterior de su casa, o que está en un muro en su edificio, mediante el cual le cobran la energía eléctrica que ustedes utilizan mide exactamente eso, energía. Sí, efectivamente, todo este tiempo su compañía eléctrica no ha hecho otra cosa que cobrarle por los Joule’s de energía que ustedes usan en sus casas o departamentos, pero en una unidad llamada Kilo watt hora o KWh. Esta está relacionado con el Joule por

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Es decir 1KWh es equivalente a 3,600,000 J.

Instrucciones

Ahora, ¿cómo realizar el experimento usando este medidor? Por esto este es un trabajo en grupo. Van a necesitar de al menos dos personas. Una persona en el interior que conecte el hervidor, y otra mirando el medidor. Ambas comunicadas entre sí.

Trate de desconectar la mayor cantidad de electrodomésticos. Si no puede desconectarlos todos va a tener que trabajar con un gasto continuo. Por ejemplo, salvo que quiera apagar el refrigerador su medidor siempre va a estar midiendo el consumo de energía por este. Tiene que resolver como eliminar este ruido en sus datos.

Pasos a seguir

1. Mida un litro de agua. Muchos hervidores traen un medidor propio, pero son poco precisos. Si quiere ser más preciso busque un embace medidor y mida un litro de agua.
2. Coloque el litro de agua en el hervidor.
3. Coordine con la persona en este exterior que este esté preparado para comenzar a medir.
4. Conecte el hervidor
5. Comuníquelo inmediatamente a la persona que está observando el medidor.
6. Observe con mucho cuidado.
7. Cuando salte el encendido, que cuando se corta el flujo de energía, comuníquelo a la persona que está observando el medidor.
8. Ahora determine cuanta energía gasto en Joules.
9. Repita esto unas cinco veces.
10. Haga el análisis de datos de modo de poder llegar a informar una cantidad de energía gastada.

Como reportar su descubrimiento.

Para reportar deberá crear un informe que contenga

1. todas sus observaciones sobre su experimento.
2. La descripción de cómo se realizó el experimento. En particular debe comentar como resolvió el problema del gasto de los otros electrodomésticos. Se desconectó todo, o dejó algunos conectados. En este caso como obtuvo sus medidas.
3. Sus resultados numéricos
4. El promedio de estos
5. La varianza de sus datos.
6. Conclusiones finales de este experimento.

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