OBJETIVOS

1. Estudiar la conducción del calor a través de los metales, tomando en cuenta el material y las dimensiones de las varillas.

2. Comprobar el enfriamiento de agua en un calorímetro aislado y en un recipiente normal.

3. Estudiar la absorción de calor de una superficie negra y otra brillante.

PRECAUCIONES EXPERIMENTALES

REPORTE DE DATOS

Transferencia De Calor Por Conducción

Tiempo Temperatura Cobre Temperatura Aluminio

0 24 241 24 242 24 253 25 254 25 255 26 266 27 267 27 268 28 279 29 2710 29 2711 30 2712 30 28

Aislamiento Térmico

Tiempo Temperatura Copa 1 Temperatura Copa 2

0 74 811 70 802 68 793 65 784 63 765 60 766 58 757 57 748 56 739 55 7210 54 71

Absorción De La Radiación Térmica

Tiempo Temperatura Copa 1 Temperatura Copa 2

1 22 252 26 273 27 294 28 305 28 316 29 327 29 338 29 339 29 3410 29 34

CALCULOS

RESULTADOS

Transferencia De Calor Por Conductor

Pendiente de la recta de tendencia: 3.012

Pendiente de la recta de tendencia: 1.685

Aislamiento Térmico

Absorción de la Radiación Térmica

RESOLUCIÓN DE CUESTIONES

Transferencia De Calor Por Conductor

1. ¿Qué metal conduce mejor el calor? En base a las graficas, explique la influencia de las dimensiones de la varilla en la cantidad de calor que conduce.

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 del 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 falto tener en cuenta?

Cobre: 385 W/m * KAluminio: 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.

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.

Aislamiento Térmico

1. En el calorímetro, ¿Qué proceso de transferencia de calor interviene fundamentalmente para que el agua baje la temperatura?

Se pierde de las tres maneras posibles, pero la convección y conducción son despreciables, así que la perdida de calor se realiza por Radiación.

2. ¿En qué recipiente baja la temperatura más lentamente? ¿Por qué?

La temperatura baja más lentamente en el beaker tapado. La convección ya no es despreciable de esta manera.

3. De ejemplos en los que se aplique el aislamiento térmico.

a) Cuando usamos los termos para mantener líquidos en una temperatura definida utilizamos una forma de aislamiento térmico avanzada.

b) Al momento de construir casas es importante tener en cuenta el aislamiento térmico para mantenerla buena temperatura

c) Las refrigeradoras también se valen de aislamiento térmico para ahorrar energía al enfriarse.

4. Investigue tres materiales que sirvan de aislamiento térmico.

Poliestireno expandido: Están constituidas por un termoplástico celular compacto, con un 2% de material y un 98% de aire, lo que origina su alta capacidad de aislamiento térmico.

La lana de vidrio: Es uno de los aislantes térmicos más utilizados a nivel mundial y –además- un excelente absorbente acústico.

Membranas de Aluminio: En los climas secos, esto permite mantener un contenido de humedad agradable y fresco. En los climas húmedos, no deja entrar vapores indeseables.

Absorción de la Radiación Térmica

1. ¿Por qué no se coloca la llama debajo 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 graficas, ¿Qué relación hay entre las emisividades de los objetos en 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.