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    Grupo 4 Equivalente Mecánico Del Calor

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    Angel Puruncajas
    El informe presenta los resultados de un experimento para determinar el equivalente mecánico del calor. Se midieron las propiedades termodinámicas como masa, temperatura y altura en tres eventos. Los cálculos muestran que el equivalente mecánico del calor es aproximadamente 1 J/cal en los tres eventos, lo que indica que la variación entre el trabajo y la energía interna es mínima. Las conclusiones son que el trabajo y el calor interactúan manteniendo la transferencia mecánica entre eventos y que las propiedades termodinámic

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    Grupo 4 Equivalente Mecánico Del Calor

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    El informe presenta los resultados de un experimento para determinar el equivalente mecánico del calor. Se midieron las propiedades termodinámicas como masa, temperatura y altura en tres eventos. Los cálculos muestran que el equivalente mecánico del calor es aproximadamente 1 J/cal en los tres eventos, lo que indica que la variación entre el trabajo y la energía interna es mínima. Las conclusiones son que el trabajo y el calor interactúan manteniendo la transferencia mecánica entre eventos y que las propiedades termodinámic

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    Grupo 4 Equivalente Mecánico del Calor

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    UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

    BIOTECNOLOGÍA

    INFORME DE LABORATORIO DE TERMODINÁMICA


    Nivel: Tercero Paralelo: A
    Docente: Ing. Pablo Tusa
    Auxiliar: Ing. Lizbeth Pico
    Ciclo Académico: Abril - septiembre CALIFICACIÓN
    Integrantes: -Acosta Valeria
    -Masaquiza Pamela
    -Paredes Johanna
    -Puruncajas Angel
    Fecha de Presentación: Viernes, 24/jun/2022

    1. TEMA:

    Equivalente mecánico del calor.

    2. OBJETIVOS

    2.1 Objetivo General


    Determinar el trabajo y calor involucrados en el sistema termodinámico.

    2.2 Objetivos específicos


    • Analizar las propiedades termodinámicas que intervienen en cada uno de los
    eventos que se presenta.
    • Interpretar los datos obtenidos como valor experimental del equivalente
    mecánico del calor.

    3. DATOS Y RESULTADOS
    DATOS
    Tabla 1. Propiedades termodinámicas de cada evento.
    Evento Masa T1(°C) T2(°C) ∆T(°C) h1(m) h2(m) ∆h(m) ∆ Ep (J)
    (ms=Kg)
    1 6 14,50 14,54 0,042 0 3 3 176,4
    2 6 14,50 14,58 0,084 0 6 6 352,8
    3 6 14,50 14,63 0,127 0 9 9 529,2
    UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
    BIOTECNOLOGÍA

    Cálculos demostrativos
    Evento 1
    Energía interna ∆𝑈
    ∆𝑈  = 𝑄 = 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖)

    ∆𝑈  = 𝑄 = 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑔𝑢𝑎 (∆𝑇)

    𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 =  1𝑘𝑔
    𝑘𝑐𝑎𝑙
    𝑐𝑎𝑔𝑢𝑎 =  1,00 
    𝑘𝑔. 𝐾
    Δ𝑈 = 𝑄 = 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑎𝑔𝑢𝑎  (∆𝑇)
    1000 𝑔 𝑐𝑎𝑙
    Δ𝑈 = 𝑄 = 1𝑘𝑔  ( ) (1  ) (0,042∘ 𝐶)
    1 𝑘𝑔 𝑔. 𝐾
    Δ𝑈 = 42,00 𝑐𝑎𝑙

    Trabajo W(J)
    𝑊 = 𝑚𝑠 𝑔∆ℎ = 𝐽
    𝑚
    𝑊  =  (6𝑘𝑔) (9,8  ) (3𝑚)
    𝑠2
    𝑊  =  125,640 𝐽

    Energía mecánica (J)


    𝑊
    𝐸𝑀𝐶 =
    ∆𝑈
    176,400 𝐽
    𝐸𝑀𝐶  =  
    42,00 𝑐𝑎𝑙
    𝐽
    𝐸𝑀𝐶  =  4,20
    𝑐𝑎𝑙

    Tabla 1. Propiedades termodinámicas de cada evento.


    Eventos ΔU (cal) W (J) EMC(J/cal)
    1 42,000 176,400 4,200
    2 84,000 352,800 4,200
    3 127,000 529,200 4,167
    UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
    BIOTECNOLOGÍA

    4. DISCUSIÓN
    La Tabla 1 se indican los resultados obtenidos en cada evento con relación al equivalente
    mecánico de calor, el cual es aproximado a 1 en los 3 casos, según Ibañez et al. (2017)
    esto se debe a que la variación entre la energía interna y el trabajo es mínima, en otras
    palabras, ambas magnitudes tienes valores similares. Si se compara este resultado con lo
    obtenido por Da Silva et al. (2014), quien menciona que la cantidad de calor para elevar
    la temperatura de 1 gramo de agua en 1 grado centígrado es igual a 4.7 Julios por caloría;
    es posible establecer una relación dependiente de la masa. De acuerdo con Oliva et al.
    (2014) una forma fácil de encontrar el EMC es conociendo el calor específico de la
    sustancia, en este caso, el agua. Las propiedades termodinámicas de masa y temperatura
    permiten encontrar el valor de la energía interna y por tanto del calor, por otro lado,
    valores como la altura y la gravedad ponen en manifiesto el trabajo realizado, Forero
    (2013) menciona que, estos resultados dan paso al conocimiento de la cantidad de energía
    que es necesaria transformar en calor para elevar de forma apreciable la temperatura de
    un volumen pequeño de agua.

    5. CONCLUSIONES

    • Se tomó en cuenta la interacción de trabajo y calor van a mantiene la transferencia


    mecánica, donde cada evento se relaciona con el equivalente mecánico ya que la
    variación interna del sistema termodinámico y su trabajo coinciden.
    • En el sistema termodinámico intervienen propiedades tanto extensivas como
    intensivas que van a interactuar en el sistema termodinámico mediante la segunda
    ley de la termodinámica donde se presentó en cada uno de los eventos.
    • El equivalente mecánico del calor ayudó a la interpretación de datos obtenidos
    donde se representa la transferencia de calor mediante el trabajo y la energía
    mecánica producida.
    UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
    BIOTECNOLOGÍA

    6. RECOMENDACIONES

    • Repetir el simulador varias veces con variaciones en los valores de la altura y


    contrastar con los resultados del informe.
    • Buscar otros simuladores acerca del principio de equivalente mecánico del calor
    y realizar experimentos similares.
    • Recordar los conceptos y procesos realizados de manera virtual para aplicarlos
    posteriormente en el laboratorio.

    7. BIBLIOGRAFIA

    Da Silva, R., Bispo, A., & Araujo, T. (2014). James Prescott Joule e o equivalente
    mecanico do calor: Reproduzindo as dificuldades do laboratorio. Revista Brasileira
    de Ensino de F´ısica, v. 36, n. 3, 3309. Obtenido de:
    https://www.scielo.br/j/rbef/a/6PBSh9RbKvD6WwQXK5L4nMm/?format=pdf&la
    ng=pt

    Forero, S. (2013). Nuevos progresos empleando el equivalente mecánico del Calor en la


    industria de la fabricación de carrocerías. Universidad Politécnica de Cataluña.
    España. Obtenido de: http://www.lajpe.org/dec13/5-
    LAJPE_815_Sandra_Forero.pdf

    Ibañez, J., Mengual, R., Valerdi, J., & A García, G. Determination of heat capacities of
    metallic materials from the calorific balance in a friction process Eur. J. Phys. 38
    (2017) 035101. Obtenido de: http://www.sc.ehu.es//fisica3/calor/joule.html

    Oliva, A., Cogliati, H., Villoria, C., & Grassini, B. (2014). Aplicaciones de Nuevas
    Tecnologías Educativas en el Laboratorio de Física II, Equivalente Mecánico de
    Calor. Universidad Tecnológica Nacional. Obtenido de:
    https://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/basicas/fisica2/files/EQUIVALEN
    TE_MECANICO_DEL_CALOR.pdf

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