S

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO

PREPARATORIO DE LABORATORIO DE FISICA

DATOS INFORMATIVOS: CALIFICACIN:

Docente: Diego Proao

Estudiante o integrantes:

Edith Donoso

Octavio Arias

Carlos Mndez

Vctor Hugo Regalado

Mdulo: Construccin de equipos de laboratorio

Fecha de realizacin de la prctica:15 de marzo de 2014

Fecha de entrega de la prctica: 15 de marzo de 2014

RIOBAMBA - ECUADOR

1. Tema: CALIENTE O FRO? Y ESCALAS TERMOMTRICAS

2. Objetivos

- Objetivo General:

Estudiar tu percepcin al tocar recipientes con agua a distintas temperaturas y revisar

su temperatura

- Objetivos Especficos:

Determinar la variacin de temperatura en relacin al tiempo, mientras se calienta el

agua.

Evaluar la variacin de temperatura en relacin al tiempo, mientras se produce el

enfriamiento del agua.

Identificar la temperatura de equilibrio.

3. Marco Terico

EL CALOR

El calor es el proceso de transferencia de energa trmica entre diferentes cuerpos o diferentes

zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo de energa

siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura,

ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio trmico

(ejemplo: una bebida fra dejada en una habitacin se entibia).

LA TEMPERATURA

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o fro que

puede ser medida con un termmetro. En fsica, se define como una magnitud escalar

relacionada con la energa interna de un sistema termodinmico, definida por el principio cero de

la termodinmica. Ms especficamente, est relacionada directamente con la parte de la

energa interna conocida como energa cintica, que es la energa asociada a los movimientos

de las partculas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de

vibraciones. A medida de que sea mayor la energa cintica de un sistema, se observa que ste

se encuentra ms caliente; es decir, que su temperatura es mayor.

4- Materiales:

Material Caractersticas Cantidad Cdigo Grfico

a.- Calormetro Calormetro de doble capa en aluminio con agitador

manual 1 S/N

b.- Termmetro Lab Quest con sensor de temperatura, apreciacin

0,10C, terpo 1 S/N

c.- Vaso de precipitacin

De Boro silicato Capacidad 250 ml, apreciacin 50 ml

1 S/N

d.- Cocineta Elctrica

Tekno de 2 hornillas 110V 1 S/N

f.- Probeta De Boro Silicato de 100 mL

de capacidad 1mL de apreciacin

1 S/N

g.- Agua De densidad 1 g/cm3 200g S/N

h.- Termmetro De Alcohol, capacidad 1100C, apreciacin 10C

1 S/N

5 Grfico o esquema:

6. Procedimiento

De montaje: 1.- Conectar la cocina a una fuente de corriente alterna 2.- Ubicar el termmetro en el Calormetro 3.- Colocar 100ml de agua en el calormetro y en el vaso de precipitacin con ayuda de la pipeta. De utilizacin: 1.- Tomar la temperatura inicial del H2O 2.-Calentar 100ml de agua en el vaso de precipitacin 3.- Comprueba sucesivamente con un dedo la temperatura del H2O la del vaso de precipitacin y la del calormetro Cmo est de caliente el agua de cada uno de ellos? Anota en "Observaciones" el orden de los vasos, de muy caliente a fro. 4.- Tomar el tiempo que se demora en calentar hasta 60C 5.- Elabora la tabla y la grafica temperatura vs tiempo en intervalos sealados. 6.- Pon un dedo de la mano derecha en el agua ms caliente y un dedo de la mano izquierda en la fra. Tenlos durante 1/2 minuto, movindolos ligeramente. Pon despus rpidamente los dos dedos en el vaso mediano, movindolos tambin. Anota en "Observaciones" lo que compruebas. 7.- Coloca el H2O del vaso de precipitacin en el calormetro y observa nota el equilibrio trmico del sistema. 8.- Toma la temperatura 1 minuto en intervalos de 10 s y anota en la tabla.

7. Tabla de datos

Ensayo 1: Calentamiento del agua a 60C

Parmetro fsico Dimensin Smbolo Valor Unidades

Temperatura inicial Ti 21,7 C Temperatura final Tf 60 C

Tiempo T t 685 s

Ensayo 2: La temperatura de equilibrio

Parmetro fsico Dimensin Smbolo Valor Unidades

Temperatura inicial Ti 40,8 C Temperatura final Tf 40,2 C

Tiempo T t 60 s

Ensayo 3: La temperatura ambiente 22 C

Parmetro fsico Dimensin Smbolo Valor Unidades

Temperatura inicial Ti 40,2 C Temperatura final Tf 22 C

Tiempo T t 3200 s

8. Clculos Ensayo 1: Calentamiento del agua a 60C Temperatura inicial

Temperatura Final

Ensayo 2: La temperatura de equilibrio Temperatura inicial

Temperatura Final

Ensayo 3: La temperatura ambiente 22 C

Temperatura inicial

Temperatura Final

9. Variables Ensayo 1

Parmetro fsico Dimensin Smbolo Valor Unidades

Temperatura inicial T 294,85 K Temperatura final T 333,15 K

Temperatura inicial T 530,73 R Temperatura final T 599,67 R

Temperatura inicial T 71,06 F Temperatura final T 140 F

Ensayo 2

Parmetro fsico Dimensin Smbolo Valor Unidades

Temperatura inicial T 313,95 K Temperatura final T 313,35 K

Temperatura inicial T 565,11 R Temperatura final T 564,03 R

Temperatura inicial T 105,44 F Temperatura final T 104,36 F

Ensayo 3

Parmetro fsico Dimensin Smbolo Valor Unidades

Temperatura inicial T 313,35 K Temperatura final T 295,15 K

Temperatura inicial T 564,03 R Temperatura final T 531,27 R

Temperatura inicial T 104,36 F Temperatura final T 71,6 F

Anlisis de resultados

Calentamiento

TIEMPO TEMPERATURA

s C

0 0 21,7

1 30 23

2 60 25,4

3 90 27,7

4 120 30,2

5 150 32,4

6 180 34,2

7 210 36,1

8 240 37,8

9 270 39,5

10 300 40,7

685 60

Se observa que la tendencia al calentamiento la temperatura es directamente proporcional al tiempo, y es

creciente cuya ecuacin es:

T = 0,0566t + 23,048

Equilibrio trmico:

TIEMPO TEMPERATURA

s C

0 0 40,8

1 30 40,5

2 60 40,2

3 90 40,1

4 120 40

5 150 39,9

6 180 39,8

7 210 39,7

8 240 39,6

9 270 39,5

10 300 39,4

3200 22

Se observa que la tendencia al equilibrio trmico es la temperatura es directamente proporcional al

tiempo, y es decreciente cuya ecuacin es:

T= -0,0042t + 40,582 Y la temperatura de equilibrio es 40,2C

y = 0,0566x + 23,048

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Te

mp

era

tura

(C

)Tiempo (s)

Temperatura vs Tiempo

y = -0,0042x + 40,582

39,2

39,4

39,6

39,8

40

40,2

40,4

40,6

40,8

41

0 50 100 150 200 250 300 350

Te

mp

er

at

ur

a (

C)

Tiempo (s)

Temperatura vs Tiempo

Observaciones:

1. Puedes distinguir fiablemente con los dedos caliente y fro?

Si se puede distinguir porque se siente un calor en la superficie de la yema de los

dedos.

2. De qu depende tu valoracin "caliente" o "fro"?

Depende de las sensaciones que se transmite por medio del sistema nervioso.

3. Puedes poner otros ejemplos de esta observacin?

Cuando se toma un caf caliente.

Cuando se toma un helado.

4. Has tocado alguna vez un objeto muy caliente? Cul es la sensacin en tu piel?

Cuando se topa un objeto muy caliente se produce una sensacin de ardor, adems se

produce quemaduras.

5. Has tocado alguna vez un objeto muy fro? Cul es la sensacin en tu piel?

Si se cuando se a tocado el hielo seco, se produce una quemadura en la piel,

produciendo una sensacin molesta.

6. Que pasa con las escalas termomtricas?

Nos permiten medir a escalas a ms grandes los grados kelvin y rankine, y a escalas

pequeas los centigrados y farenheit. Adems existen escalas relativas (C, F) y

escalas absolutas (K, R) para analizar procesos termodinmicos.

7. Traza un diagrama de las dos temperaturas calentamiento y enfriamiento del agua en

funcin del tiempo, y une los valores de termmetro 1 y termmetro 2.

Calentamiento

y = 0,0566x + 23,048

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Te

mp

era

tura

(C

)

Tiempo (s)

Temperatura vs Tiempo

Enfriamiento

8. Describe las curvas de las dos temperaturas.

Del calentamiento se observa que la tendencia al calentamiento la temperatura es

directamente proporcional al tiempo, y es creciente cuya ecuacin es:

T = 0,0566t + 23,048

Del enfriamiento se observa que la tendencia al equilibrio trmico es la temperatura es

directamente proporcional al tiempo, y es decreciente cuya ecuacin es:

T= -0,0042t + 40,582

9. Cules son las dos temperaturas del agua despus de un tiempo muy largo?

En el calentamiento se alcanza 60C en 685 segundos.

En el enfriamiento se alcanza 22C en 3200 segundos.

10. De qu depende la rapidez de la variacin de las temperaturas?

Del calor especfico de la sustancia, y de la cantidad de calor generado.

y = -0,0042x + 40,582

39,2

39,4

39,6

39,8

40

40,2

40,4

40,6

40,8

41

0 50 100 150 200 250 300 350

Te

mp

er

at

ur

a (

C)

Tiempo (s)

Temperatura vs Tiempo

10. Conclusiones:

En el anlisis de datos, en el registro de datos y la graficacin de la temperatura en relacin del

tiempo se verifico que la temperatura es directamente proporcional al cambio del tiempo, y su

ecuacin es T = 0,0566t + 23,048, donde el valor 23,048C es la Temperatura ambiente en la

prctica, existe una cierta variacin debido a la poca precisin en la toma de datos al usar el

termmetro digital, y en la sincronizacin del cronmetro y la lectura de temperatura.

En el enfriamiento se mezcla el agua caliente a 60C en el calormetro con agua a temperatura

de 21,7C alcanzando inicialmente una temperatura de 40,8C, al registrar los datos y graficar

se obtiene la ecuacin de enfriamiento T= -0,0042t + 40,582 donde la Temperatura decrece

proporcionablemente al cambio de tiempo generando una tendencia lineal,

En la mezcla de dos temperaturas diferentes del agua caliente a 60C y el agua a temperatura

ambiente a 21,7C se observa que en el inicio la temperatura disminuye rpidamente hasta

estabilizar hasta llegar a su equilibrio a 40,2C dentro del calormetro, despus la temperatura

disminuye con decremento de 0,1C por cada 30 segundos.

11. Recomendaciones Es importante sincronizar la medicin del tiempo con la temperatura, adems la punta del

termmetro debe ubicarse en el medio del agua, evitando el contacto con las paredes del vaso

de precipitacin.

Se debe tener listo el calormetro con el agua al momento de llegar a la temperatura de 60C en

el calentamiento, porque se debe realizar la mezcla inmediatamente y proceder a la toma de

datos de la temperatura en el calormetro.

En la mezcla de dos temperaturas diferentes del agua caliente a 60C y el agua a temperatura

ambiente a 21,7C se observa que en el inicio la temperatura disminuye rpidamente hasta

estabilizar hasta llegar a su equilibrio a 40,2C dentro del calormetro, despus la temperatura

disminuye con decremento de 0,1C por cada 30 segundos.

Se produce es decremento posterior porque el calormetro no es totalmente adiabtico, se

recomienda utilizar materiales con menor conductividad trmica.

12. Bibliografa Prez, H. (2007). Fsica General. Editorial Patria. Tercera Edicin. Mxico Alvarenga, B. (2006). Fsica General. Editoriales Incorporados. Cuarta Edicin. Mxico Alonso, M. Rojo, O. (s.f.). Fsica: mecnica y termodinmica. Ediciones Printed. Mxico Schaum, D. (1993). Fsica General. Ediciones Mc Graw Hill. Mxico

13. Anexos