Informe Equlibrio Termico.docx

EQUILIBRIO TERMICO LABORATORIO DE FISICA CALOR Y ONDAS

INTEGRANTES NOMBRE Isaac Ávila Pedro Navarro

GRUPO: D1

DOCENTE: Eduardo Martínez

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LABORATORIO DE FISICA BARRANQUILLA 12 de marzo del 2019

CODIGO 91910017 91910012

Resumen

La mecánica de esta práctica consistió analizar en forma detallada, la transferencia de energía mediante calor entre dos sistemas que se encuentran en contacto térmico y a diferentes temperaturas. Para ello utilizaremos un recipiente (Beaker de 250 ml) con agua a una temperatura de ebullición y un Erlenmeyer de 100 ml ubicado dentro de un Beaker de 400 ml. Se verter el agua caliente en el beaker de 400 ml que dentro de él se encuentra el Erlenmeyer de con agua de temperatura ambiente. Y con ayuda de los sensores de temperatura y el programa del laboratorio esta experiencia donde mi compañero y yo vimos como el agua en distintas temperaturas logra un equilibrio térmico.

Abstract The mechanics of this practice consisted in analyzing in detail, the transfer of energy through heat between two systems that are in thermal contact and at different temperatures. For this we will use a container (Beaker of 250 ml) with water at a boiling temperature and a 100 ml Erlenmeyer located inside a Beaker of 400 ml. The hot water is poured into the 400 ml beaker inside which is the Erlenmeyer flask with room temperature water. And with the help of temperature sensors and the laboratory program this experience where my partner and I saw how water at different temperatures achieved a thermal equilibrium.

INTRODUCCION

La energía térmica es la forma de energía que interviene en los fenómenos caloríficos; mientras que calor es la cantidad de energía térmica que pierde o gana un cuerpo, en contacto con otro a diferente temperatura. Por lo tanto podemos decir que calor es una forma de medición de la energía térmica cuando dos cuerpos a diferentes temperaturas se ponen en contacto, el de mayor temperatura le cede energía al de menor temperatura, y si estos llegan a igualar sus temperaturas se dice que se ha alcanzado el equilibrio térmico. En ese momento deja de haber flujo de calor entre los cuerpos.

OBJETIVOS

1. Observar el comportamiento de dos sistemas a diferentes temperaturas cuando se colocan en contacto. 2. Observar el fenómeno de equilibrio térmico entre dos sistemas. 3. Observar gráficamente la relación entre temperatura y tiempo. 4. Deducir el comportamiento de las curvas de temperaturas.

MARCO TEÓRICO

En el siguiente informe se estará presentando la realización de las experiencias hechas en el laboratorio de física, la cual fue titulada equilibrio térmico, en la cual los estudiantes de la universidad autónoma del caribe, con la supervisión del docente Eduardo Martínez. Para poder comprender los diferentes fenómenos que se presentan en los fluidos: El equilibrio térmico es aquel estado en el cual se igualan las temperaturas de dos cuerpos, las cuales, en sus condiciones iniciales presentaban diferentes temperaturas. Una vez que las temperaturas se equiparan se suspende el flujo de calor, llegando ambos cuerpos al mencionado equilibrio término Estado en el que se igualan las temperaturas de dos cuerpos El de equilibrio térmico es un concepto que forma parte de la termodinámica, la rama de la física que se ocupa de describir los estados de equilibrio a un nivel macroscópico. Descripción del proceso y la relevancia de la termodinámica en su estudio Los cuerpos no disponen calor de modo natural e innato en ellos sino energía, siendo que el calor es la energía que se traslada de un cuerpo a otro, del de mayor al de menor temperatura. Dicha energía pasará entre dos materias que están unidas por una superficie diatérmica hasta que el otro cuerpo equilibre la temperatura. Esta cuestión es la nos asegura el cambio en el desarrollo vital. Cuando dos sistemas se encuentran en contacto mecánico directo, o en su defecto, separados mediante una superficie que facilita la transferencia de calor, superficie diatérmica, se dirá que ambos están en contacto térmico. Mientras tanto, al cabo de un tiempo, aunque los dos sistemas que se hallan en contacto térmico se encuentren dispuestos de tal manera que no puedan mezclarse o aunque estén colocados en el interior de un espacio en el cual es imposible que intercambien calor con el exterior, indefectiblemente, alcanzarán el estado de equilibrio térmico. A un nivel macroscópico, la situación de dos sistemas en contacto térmico podrá interpretarse porque las partículas de la superficie de interface de los dos sistemas son capaces de interactuar entre sí; lo que se verá es que las partículas del sistema que ostenta una mayor temperatura le transferirán parte de su energía a las partículas del otro sistema que observa una menor temperatura. La mencionada interacción hará que las partículas de ambos sistemas logren la misma energía y por tanto la misma temperatura. Cuando un cuerpo se presenta caliente es fácil de detectar a través de nuestros sentidos, especialmente el del tacto, que lo tocamos y por supuesto al momento sentimos su calor en nuestras manos. De igual manera en algunas ocasiones resulta complejo explicar la razón de ello, o sea, determinar el tipo de proceso que se mantiene en el interior de ese cuerpo para que se presente de tal modo.

La razón la hallamos en el movimiento, siendo que el calor es la manifestación de la energía cinética. Cuando un cuerpo toma calor, las partículas que lo conforman comenzarán a movilizarse con una velocidad mayor y así mientras más caliente este el cuerpo sus partículas se moverán más rápidamente. Claro que este proceso no se puede observar a simple vista, es decir, con nuestros ojos, sino que es posible hacerlo a través de la utilización de un elemento como el microscopio, que justamente nos permite visualizar las pequeñas partículas. - Definición termodinámica del equilibrio térmico. Para poder dar una definición más precisa del concepto de equilibrio térmico desde un punto de vista termodinámico es necesario definir algunos conceptos. Dos sistemas que están en contacto mecánico directo o separados mediante una superficie que permite la transferencia de calor lo que se conoce como superficie diatérmica, se dice que están en contacto térmico. Consideremos entonces dos sistemas en contacto térmico, dispuestos de tal forma que no puedan mezclarse o reaccionar químicamente. Consideremos además que estos sistemas están colocados en el interior de un recinto donde no es posible que intercambien calor con el exterior ni existan acciones desde el exterior capaces de ejercer trabajo sobre ellos. La experiencia indica que al cabo de un tiempo estos sistemas alcanzan un estado de equilibrio termodinámico que se denominará estado de equilibrio térmico recíproco o simplemente de equilibrio térmico. A partir de ese momento cesaran los cambios que pueden detectarse macroscópicamente y no obstante que la actividad continúa, de algún modo el estado macroscópico ha llegado al equilibrio y se caracteriza porque ambos sistemas tienen la misma temperatura.

MATERIALES

1. Varillas soportes. 2. Nueces. 3. Beaker de 250 ml. 4. Erlenmeyer de 100 ml. 5. Beaker de 400 ml. 6. Aro con nuez o Tripode. 7. Malla de asbesto. 8. Termocupla. 9. Sensor de temperatura. 10. Interface casy lab. 11. P.C Windows. 12. Mechero de gas natural. 13. Probeta.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

En la universidad autónoma del caribe, ubicada en la ciudad de barranquilla – Colombia, nos reunimos en la sala de física calor y Ondas para realizar la práctica titulada Equilibrio térmico, a las 07:00 am hora del día 26 de febrero del 2019. La mecánica de esta práctica consistió medir la transferencia de calor entre cuerpos con diferentes temperaturas. En donde se calentó una cantidad de agua a una temperatura hasta llegar a su punto de ebullición y se verter en otro recipiente (beaker) que contenía otro recipiente (Erlenmeyer) en su interior con agua a temperatura ambiente. Donde pudimos observar al pasar el tiempo, se estableció un flujo de energía calorífica. La temperatura en ambos recipientes se igualo, por obra de la transferencia de calor, (en este caso del agua caliente a la más fría). Con la ayuda del sensor y el programa de casy lab se observó cuando sucedió el equilibrio térmico que se alcanzó cuando ambas masas de agua estuvieron a la misma temperatura. Luego de esto, nos retiramos del Laboratorio de Calor y Ondas a las 9:00 am del mismo día.

TABLA DE RESULTADOS

ANÁLISIS DE LA TABLA DE RESULTADOS

MODELOS MATEMÁTICOS Estos son los modelos matemáticos que se utilizaron para comprobar el equilibrio térmico.

GRÁFICA

ANALISIS FÍSICO DE LA GRÁFICA La grafica nos muestra los calores de las temperaturas del agua (caliente y fría) y como a medida del tiempo estas van alcanzando su equilibrio térmico.

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFÍA

http://cs-fs-segundo.blogspot.com/2015/05/experimento-3.html

https://prezi.com/indvldzb5a2i/equilibrio-termico/

https://www.definicionabc.com/ciencia/equilibrio-termico.php

ANEXOS