Equivalente Eléctrico De Calor

INTRODUCCION

Por definición, la caloría es la cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua un grado Celsius desde 14.5 ºC. Los experimentos de Joule demostraron que no sólo la energía térmica permite elevar la temperatura, sino que también cualquier otra forma de energía suministrada a un sistema puede realizar el mismo efecto. Con estos experimentos Joule obtuvo el equivalente mecánico del calor, Je, es decir el número de Joules necesarios para aumentar en un grado la temperatura de un gramo de agua, mediante la utilización de trabajo mecánico.

En este trabajo medimos este equivalente utilizando la transformación de energía eléctrica en térmica.

OBJETIVOS

• Determinar la capacidad calorica de un calorimetro adiabatico.

• Calcular el trabajo electrico realizado dentro del calorimetro.

• Calcular el valor del equivelente electrico del calor

ANALISIS

El agua es calentada sumergiendo en ella un resistor de calefacción por el cual circula una corriente.

La energía eléctrica entregada al resistor, hace que éste se caliente y este calor es transferido al agua, produciéndose una subida de la temperatura de la misma, la cual es registrada por el sensor de temperatura. Si no hay pérdidas de energía en los alrededores, toda la energía emitida por el resistor es absorbida por el agua (ley de la conservación de la energía). La energía, E, disipada por el resistor es:

E = P t

Donde t es el tiempo durante el cual la corriente atraviesa el resistor y P es la potencia eléctrica entregada al resistor, que está dada por:

P = I V

Donde I es la corriente en el resistor y el V es el voltaje aplicado a sus terminales

La energía ganada por el agua y el resto de los componentes del calorímetro (vidrio de la lámpara, termómetro, recipiente, etc.), está dada por:

Q= (m c + M C) T

Donde m es la masa del agua, M es la masa del resto de los componentes que absorben calor, c es el calor específico del agua (1 cal/g°C), C es el calor especifico promedio del resto de los componentes que absorben calor y T es el cambio de la temperatura del agua y del resto de los componentes que absorben calor

Definiendo el equivalente eléctrico del calor J como:

J = E/ Q

MATERIALES:

- Balanza analítica

- Cronometro

- Fuente de potencia

- Calorímetro

- Termopar

- Termómetro -10ºC a 150ºC

- Multímetro

- Vaso de precipitado de 150 ml

- Plancha de calentamiento con agitación

- Resistencia eléctrica

- Agua destilada

PROCEDIMIENTO:

En esta actividad, una fuente de poder proporciona energía eléctrica a un resistor de calefacción mediante un voltaje aplicado en los terminales del resistor La energía disipada por el resistor calienta una cantidad medida de agua. El sensor de temperatura mide el cambio en la temperatura del agua. El sensor de voltaje mide el voltaje aplicado al resistor. El amperímetro mide la corriente a través del resistor

Mediante el Programa se registra el voltaje proporcionada por la fuente al resistor de calefacción así como también la temperatura del agua. La energía térmica ganada por el agua se calcula conociendo la masa del agua calentada y su cambio de temperatura. La energía eléctrica (en joule) se iguala a la energía ganada por el agua (en calorías) para determinar el equivalente eléctrico del calor.

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