129744501 informe de calor
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Calor
“Calor”
LABORATORIO DE FISCA II
Moisés David Mejía 21141123
José Domínguez 20941179
Lenin Santos 21311035
Instructor: Clarisa Corea
San pedro sula 4 de marzo 2013
Calor
Parte A. conduccio n de calor
I. Resumen Introductorio
1. Objetivos de la experiencia
Estudiar la conducción del calor a través de los metales, tomando en cuenta
el material y las dimensiones de las varillas.
2. Precauciones experimentales
Tener cuidado en el manejo de los instrumentos debido a las altas
temperaturas que se manejan en este experimento.
Calibrar el programa utilizado para que tome las medidas
correctamente.
3. breve resumen del trabajo realizado.
En esta práctica analizamos las propiedades de conducción de los materiales,
tomando en cuenta diferentes temperaturas, utilizamos el sensor PHYWE para
ayudarnos en nuestros cálculos de las temperaturas y que estas fueran precisas.
II. Datos
1)
Material Masa (g)
Longitud (cm)
Diámetro (cm)
S1 (cm)
S2 (cm)
Masa copa con agua
T C inicial
Varilla de aluminio
17.30 19.7 0.49 8.3 6.99 25.47 26
Varilla de cobre
43.44 19.7 0.49 7 6.74 26.28 28
Calor
Time Temperature T1
t/s T1/°C
0 28.64
50 28.48
100 28.64
150 28.64
200 28.79
250 28.94
300 29.54
350 29.54
400 29.85
450 29.85
500 30.15
550 30.15
600 30.45
Time Temperature T1
t/s T1/°C
50 10.1
100 10.25
150 10.25
200 10.4
250 10.55
300 10.55
350 10.86
400 11.01
450 11.01
500 11.16
550 11.16
600 11.46
650 11.46
Temperaturas barra de cobre Temperaturas barra de aluminio
III cálculos.
1) cálculos varilla de aluminio
(H/K)= A (Tc-Tf)/L
(H/K) 1= (0.000019) (100-28.48)/0.197=
0.006897 m*K
(H/K) 2= (0.000019) (100-28.64)/0.197=
0.006882 m*K
(H/K) 3= (0.000019) (100-28.64)/0.197=
0.006882 m*K
1= (0.318)(6010)(-0.16)/50= -6.1157
2= (0.318)(6010)(0.16)/50=6.1157
3= (0.318)(6010)(0)/50= 0
Calor
(H/K) 4= (0.000019) (100-28.79)/0.197=
0.006868
(H/K) 5= (0.000019) (100-28.94)/0.197=
0.006853
(H/K) 6= (0.000019) (100-29.54)/0.197=
0.006795
(H/K) 7= (0.000019) (100-29.54)/0.197=
0.006795
(H/K) 8= (0.000019) (100-29.85)/0.197=
0.006765
(H/K) 9= (0.000019) (100-29.85)/0.197=
0.006765
4= (0.318)(6010)(0.15)/50= 5.7335
5= (0.318)(6010)(0.15)/50=5.7335
6= (0.318)(6010)(0.6)/50= 22.9341
7= (0.318)(6010)(0)/50= 0
8= (0.318)(6010)(0.31)/50=11.8493
9= (0.318)(6010)(0)/50= 0
(H/K) 10= (0.000019) (100-30.15)/0.197=
0.006736
(H/K) 11= (0.000019) (100-30.15)/0.197=
0.006736
(H/K) 12= (0.000019) (100-30.45)/0.197=
0.006770
10= (0.318) (6010) (0.3)/50= 11.4670
11= (0.318) (6010) (0)/50=0
12= (0.318) (6010) (0.3)/50= 11.4670
2) Calculos varilla de cobre
(H/K)= A (Tc-Tf)/L
(H/K) 1= (0.00002) (100-10.25)/0.174=
0.01031
(H/K) 2= (0.00002) (100-10.25)/0.174=
0.01031
(H/K) 3= (0.00002) (100-10.4)/0.174=
1= (0.08109)(5490)(0.15)/50= 0.9465
2= (0.318)(6010)(0)/50=0
3= (0.318)(6010)(0.15)/50= 0.94655
Calor
H/K Q/t
0.01031609 0.94655172
0.01031609 0
0.01029885 0.94655172
0.01028161 0.94655172
0.01028161 0
0.01024598 1.9562069
0.01022874 0.94655172
0.01022874 0
0.01021149 0.94655172
0.01021149 0
0.01017701 1.89310345
0.01017701 0
(H/K) 4= (0.00002) (100-10.55)/0.174=
0.01029
(H/K) 5= (0.00002) (100-10.55)/0.174=
0.01028
(H/K) 6= (0.00002) (100-10.86)/0.174=
0.01028
4= (0.08109)(5490)(0.15)/50= 0.9465
5= (0.318)(6010)(0)/50=0
6= (0.318)(6010)(0.31)/50= 1.9562
(H/K) 7= (0.00002) (100-11.01)/0.174=
0.01024
(H/K) 8= (0.00002) (100-11.01)/0.174=
0.01022
(H/K) 9= (0.00002) (100-11.16)/0.174=
0.01022
7= (0.08109)(5490)(0.15)/50= 0.9465
8= (0.318)(6010)(0)/50=0
9= (0.318)(6010)(0.15)/50= 0.9465
(H/K) 10= (0.00002) (100-11.16)/0.174=
0.01021
(H/K) 11= (0.00002) (100-11.46)/0.174=
0.01021
(H/K) 12= (0.00002) (100-
11.46)/0.174=0.01017
10= (0.08109)(5490)(0)/50= 0
11= (0.318)(6010)(0.3)/50=1.8931
12= (0.318)(6010)(0)/50= 0
Tabla varilla de cobre Tabla varilla de aluminio
Calor
IV resultados
1. Muestre la variación de la temperatura en relación con el tiempo. Grafícalas
conjuntamente del siguiente modo:
Varilla de Aluminio
Calor
Varilla de cobre
Calor
2) grafica
Conductividad varilla de aluminio
De la ecuación de la recta obtenemos que la pendiente m= -44922 watts
Introduciendo este valor en la ecuación:
Sabemos que para el primer punto H/K=0.006897si despeamos para K tenemos
que K=-44922/0.006897= 6.51x106 J/Kg*k
2) grafica de variación de flujo calorífico a través del tiempo para el aluminio
Calor
Conductividad varilla de cobre
De la ecuación de la gráfica obtenemos el valor de m=-1659.5
Si introducimos ese dato en la ecuación obtenemos que K= -1659.5/0.01031
K=-160960 J/Kg*K
2) grafica de variación de flujo calorífico a través del tiempo
Calor
V. CUESTIONARIO
1) ¿Qué metal conduce mejor el calor? En base a las gráficas, explique la
influencia de las dimensiones de la varilla en la cantidad de calor que
conduce.
R=/ El cobre tiene un mayor coeficiente de conductividad, por lo tanto el cobre conduce con mayor facilidad el calor. La influencia de las longitudes de las varillas es muy importante ya que hay un retardo en la transferencia del calor, esto según la conductividad del mismo.
2) ¿Por qué aumenta muy poco la temperatura en los dos primeros minutos?
La razón de esto es el problema de la longitud y el coeficiente de
conductividad de los metales. Hay un retardo debido a que primero se debe
estabilizar las temperaturas entre el área caliente y la varilla, solo después de
esto comienza a ganar mayor calor el área fría.
3) Obtenga las conductividades reales de cobre y aluminio. Al realizar el
experimento no hemos tenido en cuenta algo importante en el flujo
calorífico, de ahí que los valores medidos no se acerquen a los reales. ¿Qué
faltó tener en cuenta?
Cobre: 385 W/m * K Aluminio: 205 W/m * K
El problema es la corriente de convección que le roba calor a la varilla a
medida que lo transmite
4) ¿Qué puede llegar a ocurrir en el agua en el ‘beaker’ que debería llevarnos
a finalizar nuestra medición, pues ya los datos comenzarían a presentar
valores erróneos?
La evaporización del agua puede ser un factor crucial para la toma correcta
de mediciones. La medida alternativa que se puede tomar es ir compensando
la perdida por evaporación.
Calor
5. Para varillas iguales, ¿Cuál enfriaría más rápidamente el agua caliente del
beaker? ¿Por qué?
Se enfriaría más rápidamente la que tiene la varilla de cobre, ya que la
conducción es mayor, el calor se transmitiría más rápidamente del área
caliente hacia la helada.
Calor
t (min) T °C
1 89
2 88
3 87
4 86
5 86
6 85
7 84
8 83
9 83
10 81
Tiempo s Temperatura °C
1 90
2 83
3 78
4 73
5 69
Parte B. Aislamiento te rmico
Resumen introductorio
1. Objetivos de la experiencia
Comparar el proceso de enfriamiento del agua en un recipiente normal con el mismo proceso en
un calorímetro aislado.
2. Precauciones experimentales
Utilizar guantes para manejar los beakers a altas temperaturas
Presionar el tapón del calorímetro construido para evitar pérdidas de calor.
3. Breve resumen del trabajo realizado
El objetivo de esta práctica era comparar los cambios de calor utilizando un recipiente abierto y un
calorímetro improvisado, construir el calorímetro con dos beakers de diferentes capacidades,
utilizar fieltro entre ambos para evitar la pérdida de calor, y taparlo con un tapón especia que solo
permitiera la entrada del termómetro, luego hicimos el mismo procedimiento para ambos casos y
vimos que los resultados diferían bastante, en cuanto a la perdida de calor.
4. Datos
Beaker con tapadera beaker sin tapadera
Calor
5. Resultados
Beaker con tapadera
Beaker sin tapadera
Calor
CUESTIONARIO
En el calorímetro, ¿qué proceso de transferencia de calor interviene
fundamentalmente para que el agua baje la temperatura? R/ Interviene la transferencia por conducción.
¿En qué recipiente baja la temperatura más lentamente? ¿Por qué? R/ En el proceso del calorímetro debido a que este aísla el agua del contacto con el aire, y esto hace que se enfrié más lentamente.
Dé ejemplos en los que se aplique el aislamiento térmico. R/ En las casas, en los automóviles, etc.
Investigue tres materiales que sirvan de aislamiento térmico. R/ espuma de polietileno, algodón, lino, etc.
¿Cómo debería haberse revestido el calorímetro para disminuir transferencia de calor por radiación? Explique. R/ De plomo, por su elevada densidad el plomo es un buen aislante de radiaciones.
Investigue para explicar por qué los ‘iglues’ de los esquimales son de paredes de hielo. R/ Porque el hielo tiene una densidad bastante alta y eso convierte en un buen aislante, además el hielo produce calor y mientras más congelado este más calor produce; tanto que puede llegar a quemar.
Calor
copa negra copa bri l lante
1 31 26
2 34 26
3 36 26.5
4 38.5 28
5 42 29
6 44 29
7 44 29
8 44 30
9 48 36
10 49 38
tiempo min
temperatra °C
Parte C Absorcio n de radiacio n te rmica
I. Resumen Introductorio
1. Objetivos de la experiencia
Estudiar la absorción de calor de una superficie negra y otra brillante.
2. Precauciones experimentales
Con mucha precaución encendimos el mechero que generaría la radiación térmica.
Ubicamos el mechero a 5cm de las dos copitas para poder tomar las medidas más
precisas.
3. Breve resumen del trabajo realizado
Medimos la distancia entre el mechero y las dos copitas, encendimos el mechero y empezamos a
tomar las medidas cada minuto para ver como cambiaba la temperatura. Notamos que la copita
de color negro absorbía más calor que la brillante.
II. Reporte de Datos
Calor
IV. Resultados
1)
2) el cuerpo que absorbe más radiación térmica es la copita negra.
Calor
VI. CUESTIONARIO
1) ¿Por qué no se coloca la llama abajo de las copas, sino al lado?
Porque la convección lleva hacia arriba el aire caliente y otros gases que se
vuelven menos densos. De esta manera no se le permite a la convección
entrar en contacto con las copas.
2) ¿Qué tipo de radiación (ultravioleta, gamma, microondas...) reciben las
copas?
Son rayos Ultravioleta
3) En base a las gráficas, ¿qué relación hay entre las emisividades de las
copas?
Ambas crecen en su rango de manera exponencial. La que sube con mayor
rapidez indica que el proceso de calentamiento se vuelve cada vez más
constante a través del tiempo.