Practica 3 Calor Especifico y calor latente, Ejercicios de Física de la Materia

¡Descarga Practica 3 Calor Especifico y calor latente y más Ejercicios en PDF de Física de la Materia solo en Docsity! ACTIVIDAD DEL ALUMNO 1. Que entiendes por energía. Es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir movimientos y cambios en ellos mismos o en otros cuerpos, dicho de otra forma, es la capacidad de hacer funcionar las cosas. La energía se manifiesta de diferentes maneras, recibiendo así diferentes denominaciones según las acciones y los cambios que puede provocar. Defina calor específico. Es la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad; esta se mide en varias escalas. En general, el valor del calor específico depende del valor de la temperatura inicial. ¿Qué es la capacidad calorífica? La capacidad calorífica se puede expresar como la cantidad de calor requerida para elevar en 1*C, la temperatura de una determinada cantidad de sustancia. Cuanto Mayor sea la capacidad calorífica de una sustancia, mayor será la cantidad de calor entregada a ella para subir su temperatura. Cuantos tipos de energía conoces. Energía: eléctrica, mecánica, térmica, solar, eólica, potencial, hidráulica, nuclear, magnética, electromagnética, etc. ¿El calor se le podría considerar como una energía? ¿Por qué? El calor se define como la transferencia de energía térmica desde un cuerpo caliente a uno más frío. El calor es la contribución de la energía transformada como resultado de una reacción química o nuclear y transferida entre dos sistemas, o entre dos partes de un mismo sistema. Esta cantidad de energía no es atribuible a un trabajo o a una conversión entre dos diferentes tipos de energía. El calor es, por lo tanto, una forma de energía transferida y no una forma de energía contenida, como energía interna. También recibe el nombre de energía térmica. ¿Qué característica tiene el calor sensible? El calor sensible es la cantidad de energía en forma de calor que se intercambia entre dos sistemas termodinámicos por la diferencia de temperaturas, sin que exista un cambio de fase. Dicho de otra forma, es aquel que un cuerpo o sustancia es capaz de absorber o ceder sin que por ello ocurran cambios en su estructura molecular, o sea, en su estado físico. TABLA DE LECTURAS: TABLA 3.1A Concepto Símbolo Masa de metal My Masa del calorímetro Masa del calorímetro con agua Masa de agua Meat+1,0 Moa] Temperatura inicial del metal Temperatura final del metal Temperatura final del agua Temperatura inicial del agua TABLA 3.2A Concepto Símbolo Unidad Lectura Resistencia de la cafetera Q 380 Voltaje de línea v 120 Masa de vapor gr 30 Masa inicial de agua gr Masa final de agua gr Tiempo de vaporización s MEMORIA DE CALCULO: TagLa 3.18 Calor especifico del medal a as Cena Tano El Viso) de Tara - Ta) (2129) (Us - 13) = 2573 sal -16214. 91% 0.1884 can /gL 0.1589 cal ( 1000 2). 0.1589 Kcal A 0.1589 kcal ( um mtar) > 0.6652 kJ/kg"k i AS Kg "O Kcal f kg 00 Kg"0 | OS 0.1589 Kcal ( 1 BTOJAL F )- 0.1589 BTO/Lb*F A Kal go Taza 9.20 us Ys R = MzoJ (300) - 24M0Y (3005) - 380 380 Ov: 1368. 421 Ty E ) - 2717,1208 cal y 4184 T AE 11368.421 7 [ A 3): 10.2752 819 y 1055,083 J CUESTIONARIO 1. Explicar que es el calor sensible y en que parte dentro de la práctica se demostró. Cuando el calor agregado o eliminado de una sustancia provoca un cambio de temperatura en el mismo, a este calor se le llama calor sensible, por ejemplo: Si tenemos un vaso de agua líquida a 0%C y queremos subir su temperatura hasta los 2%C tendremos que añadirle una cierta cantidad de calor, este calor que provocará esta subida de temperatura será calor sensible. Explicar que es el calor latente y en que parte dentro de la práctica se demostró. El calor latente es aquel calor que, agregado o eliminado de una sustancia, provoca un cambio de estado en el mismo, de sólido a líquido, de líquido a gaseoso, de sólido a gaseoso, etc. Este calor al contrario que el calor sensible, no provoca un cambio de temperatura. Investigar en tablas de acuerdo al calor específico obtenido del metal, de que material esta hecho, determinar su valor teórico del metal. El Calor Especifico del Hierro es de 0.107 cal/gr*C. Investigar en tablas de acuerdo al calor latente del agua, cuál es su valor teórico. Calor Latente de fusión es 3.33 x10* J/Kg, y de ebullición es de 2.26 x 10% J/Kg En un sistema de refrigeración por compresión mecánica, tenemos cuatro componentes básicos, en cuál de ellos se presenta el calor latente y en cual el calor sensible, justifique su respuesta. En el evaporador se presenta el calor latente. “Para evaporarse éste requiere absorber Calor latente de vaporización. Al evaporarse el líquido refrigerante cambia su estado a vapor. Durante el cambio de estado el refrigerante en estado de vapor absorbe energía térmica del medio en contacto con el evaporador, bien sea este medio gaseoso o líquido.” En el refrigerante que se encuentra en el evaporador se presenta el calor sensible. “En los sistemas frigoríficos el evaporador opera como intercambiador de calor, por cuyo interior fluye el refrigerante el cual cambia su estado de líquido a vapor. Este cambio de estado permite absorber el calor sensible contenido alrededor del evaporador y de esta manera el gas.” En un ciclo Rankine también consta de cuatro componentes básicos, investigue donde se presenta el calor sensible y el calor latente, justifique su respuesta. En el condensador se presentan ambos “calores”. El interior de la carcasa tiene un gran haz de tubos por el interior de los cuales circula agua de refrigeración. El vapor entra por el exterior de la carcasa y rodea el haz de tubos. Como los tubos están más fríos que el vapor, este condensa. Las gotas de condensado que se forman en los tubos van cayendo al fondo de la carcasa. ¿Por qué causa más daño una quemadura con vapor de agua que una quemadura con agua hirviendo a la misma temperatura? Por qué el traspaso energético para equilibrar la temperatura de agua caliente requiere de muchas menos calorías que el traspaso energético necesario para condensar vapor de agua, es decir, como nos dice la primera ley de la termodinámica todo sistema tiende al equilibrio termodinámico, en el caso del agua caliente necesita de máx. 100 kcal para alcanzar el equilibrio térmico (si se pasa de 100 “C a 0%C un litro de agua), en cambio el vapor de agua necesita de 540 kcal/kg para llegar al equilibrio térmico (calor latente de vaporización), por eso duele tanto una quemadura de vapor. ¿Qué significa afirmar que un material tiene una capacidad calorífica grande o pequeña? La capacidad calorífica o el calor especifico de una sustancia es la cantidad de calor (energía) que hay que comunicarle a la unidad de masa (un kilogramo, por ejemplo), para que su temperatura aumente en un grado centígrado, por lo que significa que si es grande necesitará mucho calor para elevar un grado su temperatura, si es pequeño lo contrario. ¿Por qué es incorrecto decir, la materia “contiene” calor? Porque la materia contiene energía en diversas formas, pero no tiene calor. El calor es energía que pasa de un cuerpo de cierta temperatura a otro de temperatura menor. .¿A qué temperatura alcanza el agua su máxima densidad y cual es valor de dicha densidad? La densidad del agua a 4* C es 1g / ml. Durante el proceso de enfriamiento del agua desde los 100 “C, se produce una contracción de volumen (aumenta la densidad) hasta llegar a la temperatura de 3,98 oC (casi 4 %C) en que alcanza su máxima contracción (máxima densidad), ya que, al continuar enfriando, vuelve a dilatar su volumen (disminuye su densidad) hasta que se solidifica. 11.¿Por qué los lagos y estanques se congelan de arriba hacia abajo y no de abajo hacia arriba? Cuando baja de temperatura también disminuye la densidad del agua y los bloques de hielo empiezan a flotar hasta el punto de ocupar toda la superficie de los lagos. La creación de esta capa de hielo sobre la superficie de los lagos actúa además de aislante, provocando que el resto del agua tarde mucho más tiempo en congelarse. De este modo además permite que la vida en el lago continúe y las especies marinas no mueran cada año. Además de la temperatura exterior, para la congelación de un lago o río hace falta tener en cuenta la velocidad del agua. Si el agua se mueve a poca velocidad (menos de 0,5m/s) será más susceptible de congelarse mientras que si el agua corre a gran velocidad será muy difícil para las partículas congelarse. 12. Investigar las tres formas de transmi. ón de calor. Conducción. La energía calorífica se transmite durante el contacto directo entre cuerpos (o partes de los mismos) a distintas temperaturas y tiene lugar mediante choques o acoplamientos entre las moléculas del sistema (unas en zonas más calientes, con mayor energía térmica y otras en las zonas más frías, con menor energía térmica), aunque no haya un movimiento macroscópico de las moléculas, o el material sea transparente a la radiación. Este proceso es de gran importancia en sólidos, pero de menor importancia en líquidos y gases, donde normalmente aparece combinado con la convección y es prácticamente enmascarado por ésta. Convección. La energía calorífica se transmite por el movimiento físico de moléculas “calientes” de las zonas de alta temperatura a las zonas de baja temperatura y viceversa, equilibrando las temperaturas. Este proceso tiene gran importancia en fluidos y también es denominado conducción superficial, ya que el flujo de calor entre la superficie de un material y un fluido está relacionado con la conducción a través de una fina capa del fluido que se encuentra junto a la superficie. La transferencia de calor por convección puede ser forzada cuando está ayudada por el movimiento de las superficies en contacto con el fluido o libre (llamada también natural) cuando se produce únicamente en virtud de una diferencia de densidades causada por una diferencia de temperaturas. Radiación. La energía calorífica se transmite en forma de energía de la radiación electromagnética, emitida por todos los cuerpos por el hecho de encontrarse a una temperatura T, y que se propaga a la velocidad de la luz