Laboratorio 12 Termodinámica Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad Austral Valdivia, Chile Objetivos: Aplicar los conceptos de termodinámica. www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Repaso & Complemento Repaso (aspectos de turbulencia son complementarios) Conceptos y Ecuaciones que debemos dominar para poder aprovechar el laboratorio Asista a clase teórica para comprender el significado de los conceptos y ecuaciones!!!! www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Repaso Contenido calórico: En líquidos y gases en sólidos Calor o Energía [cal, J] Masa [kg] Calor especifico [cal/g K°, J/kg K°] Temperatura [K°] Calor para el cambio de fase Calor o Energía [cal, J] Calor latente [cal/g,J/kg] Masa [kg] www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Repaso Calor especifico de mezclas: Calor especifico mezcla [cal/g K°, J/kg K°] Calor especifico material i [cal/g K°, J/kg K°] Masa material I [kg] Dilatación térmica: Dilatación [m] Coeficiente de dilatación térmica [1/C°] Largo del objeto [m] Variación térmica [K°, C°] www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Repaso Transmisión de calor: Calor o Energía [cal, J] Coeficiente de transmisión [cal/m2sC°,J/m2sC°] Sección [m2] Largo del conductor [m] Temperatura [K°, C°] Tiempo [s] Traspaso de calor Calor o Energía [cal, J] Coeficiente de traspaso [cal/g,J/kg] Sección [m2] Temperatura [K°, C°] Tiempo [s] www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Misión Misión Estudiar como las cuerpos varían su energía interna y el calor que se asocia a un cambio de fase. ¿Cómo se mide el calor especifico de un cuerpo? ¿Cómo se mide el calor latente del agua? ¿Cómo afecta la perdida de calor del calorímetro la medición? ¿Cómo afectan elementos extraños la medición del traspaso de calor? www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Guía 1. Calor especifico del aluminio Ayuda: determine el calor que el agua entregara al aluminio (analítico) determine el calor que el aluminio recibirá del agua (analítico) iguale las dos expresiones anteriores y despeje en función del calor específico del aluminio (analítico) estime la temperatura del agua antes de la mezcla (calculo) estime la temperatura del agua después de la mezcla (calculo) determine los parámetros que le faltan (analítico) calcule el calor especifico (calculo) que energía entrego el agua al aluminio (calculo)? como habrá afectado el resultado del experimento que durante el proceso se evaporara agua? (comentario) www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Guía 2. Calor latente del hielo Ayuda: determine el calor que el agua entregara al hielo (analítico) determine el calor que el hielo recibirá del agua incluyendo el calor para derretirlo (analítico) iguale las dos expresiones anteriores y despeje en función del calor latente (analítico) prepare el vaso Dewar pesándolo (medición) introduzca el agua caliente y vuélvalo a pesar (medición) mida la temperatura del agua antes de la mezcla (medición) estime la temperatura del agua después de la mezcla (medición) pese el vaso Dewar una vez terminado el experimento (medición) calcule el calor latente (calculo) repita los cálculos con los datos de la demostración www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Guía 3. Traspaso de energía y dilatación térmica Ayuda: determine la ecuación de traspaso de calor para el caso que el vaso Dewar solo pierde por las superficies del agua (analítico) iguale el flujo de calor a la perdida de calor de la mezcla (analítico) calcule los coeficientes de traspaso de calor del calorímetro para los cuatro casos usando las curvas de las mediciones demostración: + agua caliente antes de introducir el aluminio + agua caliente con elementos de aluminio + agua caliente antes de introducir el hielo + agua caliente tras derretirse el hielo considere “despreciable” el efecto de la rejilla y de la termocupla (medidor) para la realización del calculo www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Configuración Configuración www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Viscosidad del medio Experimento con mezclas www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Experimento de mezclas www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Experimento de mezclas www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Experimento de mezclas www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Experimento de mezclas A=-0.013 C°/s, B=92.8 C° y=Ax+B www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Experimento de mezclas www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Experimento de mezclas www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Experimento de mezclas Peso de las masas m =26.8 g Peso del calorímetro sin agua Mc=333.8 g Peso del calorímetro con agua Mc=517.5 g Calor especifico del agua ch= 1 cal/g = 4.1868 J/g www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Experimento de mezclas A=-0.013 C°/s, B=92.8 C° y=Ax+B A=-0.0078 C°/s, B=88.9 C° y=Ax+B t=326 s www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Conducción térmica Conducción térmica www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Conducción térmica www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

CASSY Lab CASSY Lab www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

Ejecutar Programa Ejecutar CASSY Lab. De estar enchufada la unidad de medición esta es reconocida por el sistema: Representación del sistema CASSY www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-12-Version 11.08

CASSY Lab www.gphysics.net – UACH-Bachillerato-Lab-7-Version 10.08