EQUILIBRIO TERMICO
TERMODINAMICA
Teoría.
Cuando existen dos cuerpos en contacto entre sí con diferentes
temperaturas, tiene lugar un proceso de igualación de la
temperatura, que se lleva a cabo hasta que ambos cuerpos
alcancen la misma temperatura (equilibrio térmico).
Objetivo.
1. Los estudiantes deben medir la evolución temporal de las
temperaturas de los dos cuerpos y, por lo tanto, determinar que los
cambios de temperatura son más grandes para diferencias de
temperatura más grandes.
2. Relacionar el proceso de equilibrio térmico con el concepto de
energía
Materiales Referencia Cantida
d
Vaso de precipitados 250 ml 36013.00 1
Vaso de precipitados 400 ml 36014.00 1
Erlenmeyer 100 ml, 36428.00 1
Varilla soporte, 250mm 02031.00 1
Varilla soporte, 600mm
Termómetro de inmersión
02037.00 1
2
Soporte para tubos de vidrio 05961.00 1
Cronometro 1
Rejilla con porcelana 1
Mechero 1
Fosforos -
Tripode variable 02001.00 1
Aro con nuez 37704.01 1
Montaje y procedimiento.
Realiza un montaje como el mostrado en la Figura 1. En este
experimento no se agita el agua de los recipientes, pues no es
necesario para la observación cualitativa de la evolución de las
temperaturas.
.
1. Colocar el Erlenmeyer en el vaso vacío de 400 ml y llenarlo con
100 ml de agua fría.
2. Ambos termómetros se fijan en el soporte para tubos de vidrio.
Uno de los termómetros debe ser sumergido en el Erlenmeyer. El
otro debe fijarse de manera que se extienda lo más profundamente
posible en el vaso - pero no deben tocar los recipientes. Ver Figura
2.
3. Calentar una cantidad de 160 ml de agua a aproximadamente 70
°C en el vaso de precipitados de 250 ml.
4. Verter el agua caliente en el vaso de precipitados de 400 ml.
5. Comprobar la profundidad de inmersión de ambos termómetros e
iniciar el cronómetro.
6. A intervalos de 30 segundos determinar la temperatura del agua
en ambos recipientes y registrarlas en una tabla (hasta t = 10 min
máximo).
7. Un valor final para ambas temperaturas se registra después de
10 minutos. Consignar los valores en la Tabla 1.
8. Repetir el procedimiento anterior para temperaturas de 60 °C y
50 °C.
Evaluación.
1. Describir la evolución de las curvas de temperatura en la
Figura 4.
2. ¿Qué tan grande es la diferencia de temperatura después de
un largo tiempo?
3. ¿De qué depende la velocidad del cambio de temperatura?
4. Describir las medidas usando los conceptos de "temperatura"
y "energía térmica".
5. Cuáles son las causas de error en los experimentos.
6. ¿Serán las medidas de las temperaturas diferentes si el agua
en uno o en ambos vasos ha sido agitada durante la serie de
mediciones?
7. Realizar un ajuste teórico a las curvas experimentales
obtenidas para y θ(°C) y t (min). Discutir el modelo de ajuste
obtenido.
Figura 1: Montaje experimental
