Producto Académico N° 2

Semipresencial – Programa a Distancia

Asignatura

Física 2 ASUC 01297

1. Consideraciones:

Criterio Detalle
Tiempo 90 min
aproximado:
Resultado de El estudiante será capaz de aplicar los principios y teorías de la
Aprendizaje de física en la resolución de problemas que involucran los diferentes
la Asignatura fenómenos físicos y en el desarrollo de experimentos; además, de
desarrollar su pensamiento crítico para analizar los resultados
obtenidos e interpretarlos en un contexto de aplicación a
problemas reales.
Instrucciones ● El producto se realizará en forma colaborativa con los grupos
para la formados por el docente.
resolución de la ● Elabora las soluciones en Word y grabado como PDF.
evaluación ● Guarda el archivo y envíalo a través del ícono Enviar
Producto Académico No.2, que encontrarás en tu aula
virtual.

Revisa la rúbrica de evaluación en la que podrás conocer los

aspectos que se evaluarán en el producto que estás entregando

Producto Académico Colaborativo

Laboratorio virtual de Calorimetría

Integrantes:

1. Renso Abel Rivas Miranda

2. Melani del Pilar Pumacajia Gutierrez

3. Jorge Reinaldo Quispe Ayerbe

1 | Página
 4. Maria Jesus Rojas Bacalla

I. OBJETIVOS

● Describir los fenómenos causados por el calentamiento de una muestra o sustancia.

● Ilustrar cómo se produce el equilibrio térmico entre sustancias sólidas y líquidas.
● Determinar la capacidad térmica de un cuerpo.
● Determinar el calor específico de una sustancia.
●

II. INSTRUMENTOS y/o EQUIPOS

Usar el simulador de laboratorio virtual ALGETEC, al cual tendrá acceso desde su aula virtual,
el estudiante debe tener acceso a una conexión a internet y contar con la herramienta de
navegación “Google Chrome” de preferencia.

​Los materiales virtuales a usar son:

● Vaso precipitado;
● Termómetro;
● Calorímetro;
● Piseta;
● Agua;
● Aceite;
● Botella térmica;
● Mechero Bunsen;
● Aparato para calentar

III. MARCO TEÓRICO

Capacidad calorífica
Partimos del hecho que los cuerpos no “recepcionan” el calor de la misma manera, por
ejemplo, si a un pedazo de metal le entregamos calor, éste lo “acepta” fácilmente, es decir,
aumenta ampliamente su temperatura, lo cual, lo traducimos como baja capacidad
calorífica; pero si lo entregamos a un pedazo de madera de las mismas dimensiones, este
material no “acepta” fácilmente el calor, es decir, no aumenta su temperatura
ampliamente, por lo que decimos que tiene mayor capacidad calorífica, estas
observaciones se pueden sintetizar en la siguiente fórmula:
𝑄
𝐶= ∆𝑇

Donde Q es la energía calorífica en Joules o calorías y ∆𝑇 es el cambio de temperatura del

cuerpo, por lo que las unidades SI serían J/K, pero también es ampliamente usado: cal/°C

2 | Página
Calor específico
Podríamos definirlo como la capacidad calorífica de una sustancia, pero por unidad de
masa, esto puede sintetizarse con:
𝐶
𝑐= 𝑚

De donde las unidades SI son J/kg K, pero también es muy usado cal/g °C
Ecuación fundamental de la calorimetría:
𝑄 = 𝑚𝑐(𝑇𝑓 − 𝑇𝑖)

Donde m es la masa de la sustancia, c es su calor específico, Tf es la temperatura final y Ti es

la temperatura inicial

Ley cero de la termodinámica

Los cuerpos calientes “calientan” a los fríos, este es el flujo natural del calor, por lo que,
cuando se juntan o mezclan varias sustancias o cuerpo entran en “contacto”, los cuerpos
calientes ceden calor y los fríos lo reciben, de modo que este proceso se detiene cuando
todos los cuerpos alcanzan la misma temperatura final de equilibrio, estado que es llamado
de equilibrio térmico.
Debido a la conservación de la energía podemos establecer:

La suma algebraica de calores debe ser cero, lo cual se sintetiza por: ∑ 𝑄𝑖 = 0

Otra forma de decir esto es del modo siguiente: 𝑄𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 = 𝑄𝑟𝑒𝑐𝑖𝑏𝑖𝑑𝑜

Calorímetro
Recipiente que hace el papel de recipiente o termo, en la cual vamos a mezclar sustancias
a diferentes temperaturas para que intercambien calor, lleguen luego al equilibrio térmico y
con el uso de un termómetro y una balanza para pesar las sustancias, podemos determinar
calores específicos desconocidos.

IV. PROCEDIMIENTOS

PARTE I – DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD TÉRMICA DE UN CALORÍMETRO

Siga las instrucciones paso a paso en esta Guía de laboratorio de calorimetría – ALGETEC
para seguir los procedimientos o también puede observar el siguiente enlace de video

3 | Página
Figura 1: Aplicación de la ley cero de la termodinámica para la interacción entre el agua
caliente y el calorímetro, con esto puede calcularse la capacidad C del calorímetro. Esta
imagen ha sido extraída de la guía de laboratorio de calorimetría, parte I.

4 | Página
5 | Página
Con las manipulaciones correspondientes indicados en la guía de laboratorio u observados
en el video, y adjuntando la evidencia de sus mediciones mediante capturas de pantalla,
completa la tabla 1:

Agua caliente Calorímetro

m1=96.65g
T1=25.3°C TC=25.3°C
Tf=86.3°C Tf=78.8°C
c= 1 cal/g °C C=96.73 cal/°C
Tabla 1: Para completar con los datos del experimento, parte I

PARTE II – DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS

Del mismo modo, siga las instrucciones paso a paso en esta Guía de laboratorio de
calorimetría – ALGETEC para seguir los procedimientos o también puede observar el siguiente
enlace de video

Figura 2: Aplicación de la ley cero de la termodinámica para la interacción entre el aceite y

el calorímetro. Habiendo calculado en la primera parte la capacidad C del calorímetro, con
esto se puede calcular el calor específico c del aceite vegetal. Esta imagen ha sido extraída
de la guía de laboratorio de calorimetría, parte II.

Con las manipulaciones correspondientes indicados en la guía de laboratorio u observados

en el video, y adjuntando la evidencia de sus mediciones mediante capturas de pantalla,
completa la tabla 2, habiendo calculado previamente C:

6 | Página
7 | Página
 Aceite caliente Calorímetro
m1=90.82g
T1=25.4°C TC=25.4°C
Tf=81.4°C Tf=66.2°C
c= -0.289 cal/°C C= 96.73 cal/°C
Tabla 2: Para completar con los datos del experimento, parte II.

CONCLUSIONES

En conclusión, el experimento de calorimetría comparando el agua y el aceite revela

diferencias significativas en sus capacidades caloríficas y sus respuestas al calor. Durante el
experimento, se observó que el agua tiene una capacidad calorífica mucho mayor que el
aceite, lo que significa que necesita absorber o liberar una mayor cantidad de calor para
experimentar un cambio de temperatura dado.

Además, durante el experimento, se pudo observar que el agua alcanza y se enfría más
lentamente que el aceite cuando se les aplica calor. Esto se debe a la capacidad calorífica
del agua para retener el calor, lo que la convierte en una sustancia con una inercia térmica
significativa. En contraste, el aceite se calienta y se enfría más rápidamente debido a su
menor capacidad calorífica.

En última instancia, este experimento demuestra la importancia de comprender las

propiedades térmicas de diferentes sustancias, ya que pueden tener un impacto
significativo en su capacidad para almacenar y transferir energía térmica. El agua, con su
alta capacidad calorífica y su capacidad para mantener una temperatura relativamente
constante, desempeña un papel crucial en la regulación térmica de nuestro entorno,
mientras que el aceite, con su menor capacidad calorífica, puede ser útil en aplicaciones
donde se requiera un cambio rápido de temperatura.

8 | Página
V. CUESTIONARIO COMPLEMENTARIO

2. Se tiene dos varillas de un material desconocido con 𝛼 =1,5×10-5, una mide 2m a 0°C y la
otra 2m a 35°C. Cuál será la diferencia de sus longitudes, en cm, cuando ambos estén a
30°C.

9 | Página
3. Un sistema termodinámico recibe un calor de 80 cal, simultáneamente es comprimido
donde su presión varia respecto al volumen mediante la gráfica mostrada.
a) ¿Cuál es el trabajo realizado del sistema?
b) ¿Cuál es la variación de la energía interna?

10 | Página
4. Se tiene el siguiente ciclo con los siguientes procesos termodinámicos, si cb es un proceso
isotérmico a 273 °C
a) Calcule el trabajo efectuado en la trayectoria termodinámica cb en Joules
b) Calcule el trabajo en cba en Joules
c) Calcule el trabajo cbac en Joules

11 | Página
5. El siguiente diagrama P-V está configurado por dos adiabatas y dos isotermas para un
sistema termodinámico, si la temperatura de caldera es el triple que la temperatura de
condensador y se conoce que el sistema recibe 100 kW.

a) Determine la potencia de salida que entrega la máquina.

b) ¿con qué rapidez desecha calor el sistema?

12 | Página
 Enlace de video
Youtube:https://www.youtube.com/watch?v=PkMtvDvTwWw&ab_channel=RENSOABELRIVA
SMIRANDA
VI. EVIDENCIAS DEL TRABAJO COLABORATIVO

1. Captura de pantalla de la planificación mediante el calendario de Google

13 | Página
14 | Página
2. Captura de pantalla de las reuniones organizadas en el Meet.

15 | Página
16 | Página
1. Rúbrica de evaluación:

A continuación, se presenta la escala de valoración para cada item, en base a la

cual se evaluará el trabajo individual.

Pregunta
1. Laboratorio Logrado En proceso En proceso En proceso No logrado
Calorimetría (12 puntos) (10 puntos) (5 puntos) (3 puntos) (0 puntos)
Desarrolla Desarrolla el Desarrolla el Desarrolla el No desarrolla el
correctamente laboratorio laboratorio laboratorio laboratorio.
el laboratorio completand completando completando
completando o las tablas, parcialmente erróneamente
las tablas, gráficas las tablas, las tablas,
gráficas preguntas y gráficas gráficas
preguntas y conclusiones, preguntas y preguntas y
conclusiones, errando conclusiones, conclusiones,
cumpliendo pequeños
satisfactoriamen detalles en
te el propósito las
del laboratorio. conclusiones,
tablas o
gráficas
2 Logrado En proceso En proceso En proceso No logrado
(2 puntos) (1.5 puntos) (1 puntos) (0.5 puntos) (0 puntos)
Desarrolla Resuelve Resuelve Resuelve No desarrolla
correctamente analíticame analíticamen analíticamen correctamente
la situación nte te pero te pero la situación
problemática, problemática, ni
aplicando parcialmente parcialmente
aplicando las analíticamente
leyes y en el uso de , no realiza
Leyes y en leyes y
propiedades
principios, leyes y/o cálculos o principios ni
físicas pero yerra principios y yerra matemáticame
correspondiente en el yerra en el completame nte o no
s llegando cálculo final cálculo final nte o sólo presenta
satisfactoriamen y/ o uso de y/ o uso de presenta solución alguna.
te a la unidades unidades. respuesta.
respuesta.

17 | Página
3 Logrado En proceso En proceso En proceso No logrado
(2 puntos) (1.5 puntos) (1 puntos) (0.5 puntos) (0 puntos)
Desarrolla Resuelve Resuelve Resuelve No desarrolla
correctamente analíticame analíticamen analíticamen correctamente
la situación nte te pero te pero la situación
problemática, problemática, ni
aplicando parcialmente parcialmente
aplicando las analíticamente
leyes y en el uso de , no realiza
Leyes y en leyes y
propiedades
principios, leyes y/o cálculos o principios ni
físicas pero yerra principios y yerra matemáticame
correspondiente en el yerra en el completame nte o no
s llegando cálculo final cálculo final nte o sólo presenta
satisfactoriamen y/ o uso de y/ o uso de presenta solución alguna.
te a la unidades unidades. respuesta.
respuesta.
4 Logrado En proceso En proceso En proceso No logrado
(2 puntos) (1.5 puntos) (1 puntos) (0.5 puntos) (0 puntos)
Desarrolla Resuelve Resuelve Resuelve No desarrolla
correctamente analíticame analíticamen analíticamen correctamente
la situación nte te pero te pero la situación
problemática, problemática, ni
aplicando parcialmente parcialmente
aplicando las analíticamente
leyes y en el uso de , no realiza
Leyes y en leyes y
propiedades
principios, leyes y/o cálculos o principios ni
físicas pero yerra principios y yerra matemáticame
correspondiente en el yerra en el completame nte o no
s llegando cálculo final cálculo final nte o sólo presenta
satisfactoriamen y/ o uso de y/ o uso de presenta solución alguna.
te a la unidades unidades. respuesta.
respuesta.
5 Logrado En proceso En proceso En proceso No logrado
(2 puntos) (1.5 puntos) (1 puntos) (0.5 puntos) (0 puntos)
Desarrolla Resuelve Resuelve Resuelve No desarrolla
correctamente analíticame analíticamen analíticamen correctamente
la situación nte te pero te pero la situación
problemática, problemática, ni
aplicando parcialmente parcialmente
aplicando las analíticamente
leyes y en el uso de , no realiza
Leyes y en leyes y
propiedades
principios, leyes y/o cálculos o principios ni
físicas pero yerra principios y yerra matemáticame
correspondiente en el yerra en el completame nte o no
s llegando cálculo final cálculo final nte o sólo presenta
satisfactoriamen y/ o uso de y/ o uso de presenta solución alguna.
te a la unidades unidades. respuesta.
respuesta.

18 | Página
 6. Trabajo Logrado En proceso No Logrado
Colaborativo (0 puntos) (-1 puntos) (-2 puntos)
El producto académico se El producto académico se El producto
realizó en forma realizó en forma colaborativa académico
colaborativa, se muestra pero no muestra evidencias No se realizó
evidencias mediante del trabajo colaborativo en forma
capturas de pantalla de la colaborativa
calendarización y reuniones
meet.

19 | Página