Práctica No. 4

Capacidad calorífica del agua.

(Parte II)

 

Objetivo: Determinar cuantitativamente la capacidad calorífica de una sustancia optimizando la conversión de energía del trabajo eléctrico a calor absorbido por la sustancia.

Aprendizajes esperados: Que la/el alumna/o:

1. Determine la cantidad de calor cedido a una sustancia, optimizando el aprovechamiento de energía.

2. Aplique los conceptos de trabajo eléctrico y conservación de la energía.

3. Calcule el coeficiente de capacidad calorífica del agua.

Introducción

Esta práctica es como la anterior en la cual se halló la capacidad calorífica del agua. En este caso el alumno observará la diferencia de transmisión de energía calorífica al medio circundante (agua) al cual se le variará su color (teñida de negro). Después el alumno tratará de establecer las mismas condiciones iniciales de experimente anterior, con la única diferencia de forrar por dentro la tortillera con papel aluminio.

Al igual que en la práctica anterior usamos el Principio de Conservación de la Energía, suponiendo que no hay pérdidas de calor, lo que equivale a que toda la energía entregada por el foco es absorbida por el agua.

La energía disipada en la resistencia es:

E = P∙t

(1)

donde t es el tiempo que circula la corriente y es la potencia promedio, dada por,

P = V∙I

(2)

con la corriente promedio y el voltaje promedio.

La energía absorbida por el agua está dada por,

Q = m∙c∙ΔT

(3)

donde m es la masa de agua, ΔT es el cambio en la temperatura del agua y c es el calor específico del agua, que es lo que queremos calcular.

Preparación del material

Hacer un hueco en la tapa del tortillero, 3cm de diámetro, para colocar el soquet del foco

Material

1 termómetro de mercurio

1 tortillero

1 foco

1 soquet con cable

1 multímetro

1 probeta de ½ lt.

1 cronómetro

Tinta negra
Papel aluminio (lo trae el alumno)

Desarrollo

1.       Como el fin es aprobechar mejor la energía del foco vamos a hacer lo siguiente:

    1 prepara tu recipiente térmico con papel aluminio por la parte de adentro (lo puedes hacer en tu casa o lleva tu papel aluminio al laboratorio) la parte mas brillosa dl aluminio va hacia arriba.

        

    2 Coloca un volumen medido de agua en el tortillero que cubra la parte de vidrio del foco, el cual se colocara con el soquet sujeto a la tapa del tortillero.

  . 3 Colocar tinta en el agua, 4 ml por litro.

2.  4 El termómetro se pone a modo de que el bulbo este dentro del agua pero sin tocar el fondo ni las paredes.

3.  5 Ya armado así el dispositivo, se observa la temperatura del agua y espera a que este en equilibrio térmico con el laboratorio, toma tu temperatura inicial  temperatura de equilibrio.

4.  6 Conecta el foco y toma datos de del calentamiento del agua al trascurrir el tiempo, gráfica temperatura con respecto al tiempo.

5. 7 Para medir la energía suministrada al sistema esta se podrá calcular en watts de acuerdo a las variables eléctricas que se tienen, voltaje y corriente; pregunta al profesor solo para verificar si recuerdas bien el uso del multímetro, y evitar así que lo descompongas.

6. 8 Ya con tus datos calcula el valor de C del agua junto con su incertidumbre y compáralo con los valores en los libros.

    9 Como segundo calculo utiliza la C del agua reportada en la teoría y con los datos del calentamiento del agua calcula la potencia del foco.

Imagen de la práctica anterior, ahora no se debe de ver nada de luz hacia afuera del experimento.

 Preguntas

·         Realiza un análisis de la rapidez de transferencia de calor en los tres casos siguientes: el agua normal, agua teñida y el tortillero forrado con aluminio.

·         ¿Qué inconveniente presenta realizar la experiencia de ésta manera?