Practica 5

Thermodynamics
Lab Report 4 – Boyle's Law
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUADALAJARA

TERMODINÁMICA
LABORATORIO PRACTICA 4 EQUIVALENTE ELÉCTRICO DEL
CALOR
JESSICA NATALIE OLVERA MIRELES 3141980

DANIEL ÁNGEL MELGAREJO 4776402
JAVIER BENÍTEZ JR. III 4776842
LUIS ESTEBAN AVILA VILLAMAR 2955421
Thermodynamics
INFORME DE LABORATORIO 4: EQUIVALENTE ÉLECTRICO DEL

CALOR
Introducción
Durante la realización de la siguiente práctica, los estudiantes de Ingeniería en Electrónica
Biomédica dedicarían sus esfuerzos para determinar como la energía se puede presentar de
distintas formas en la física; mediante la utilización del sistema PASCO se realizarían
mediciones para conocer y tener una estimación de lo que sería la equivalencia eléctrica del
calor generado y contenido dentro de cierto material, para medirlo y así comparar ambos
datos y estimar los errores.
Esta práctica permitiría tener una mayor comprensión de como se maneja la energía y
como se presenta y transforma en nuestro entorno.
Cuestionario
1. Hay dos vasos en un calorímetro, separados por un anillo aislante (ver Figura 2).
¿Cuál es el propósito de tener dos vasos?
Los dos vasos, junto con el anillo aislante, mejoran el aislamiento térmico para minimizar la
transferencia de calor con el entorno.
2. Solo uno de los vasos se usa en los cálculos. ¿Cuál y por qué?
El interno, se usa en los cálculos porque es el que contiene el material cuyo cambio se mide
directamente.
3. ¿Qué requiere menos energía para elevar la temperatura de un gramo un grado
Celsius el agua o el aluminio?
El agua requiere más energía que el aluminio para elevar su temperatura un grado Celsius
debido a su mayor capacidad calorífica específica
4. ¿Hay algo más que se calienta además del agua y el vaso? Si es así, ¿qué? ¿Esto afecta
tus resultados?
Otros componentes del calorímetro, como el termómetro y el agitador, también se calientan
y pueden afectar los resultados si no se considera su contribución al calor absorbido.
5. ¿Qué es un Watt-segundo?
Un Watt-segundo es una unidad de energía equivalente a un Joule, representando la energía
transferida cuando una potencia de un Watt se mantiene durante un segundo.
Thermodynamics
Desarrollo
El experimento comenzó con la configuración meticulosa del equipo. Se conectó el
Sensor de Temperatura Cuádruple a la interfaz Universal 850 y se insertó cuidadosamente la
sonda de temperatura de acero inoxidable a través del tapón del calorímetro, asegurando que
la punta estuviera sumergida en el agua sin tocar la resistencia calefactora. Luego, se
conectaron los cables de la resistencia calefactora al Generador de Señales #1 en la interfaz.
Una vez configurado el hardware, se conectó la interfaz a la computadora y se abrió

un nuevo experimento en PASCO Capstone. Se activó el Sensor de Voltaje-Corriente interno
y se configuró el Generador de Señales a 10VDC, dejando el generador apagado para el
momento. Se creó una ecuación en el software para calcular la potencia, relacionando voltaje
y corriente, y se configuraron los gráficos necesarios para monitorear temperatura y potencia
en tiempo real.
Con la sonda de temperatura en el aire, se registró la temperatura ambiente. Después,

se pesó el vaso de aluminio interno y se registró su masa. Se prepararon aproximadamente 50
g de agua a una temperatura 5°C por debajo de la temperatura ambiente, y se añadió al vaso
interno. Una vez que el agua y el vaso alcanzaron el equilibrio térmico, se midió nuevamente
la masa para calcular la masa del agua. El vaso interno se montó dentro del vaso externo,
asegurando un buen aislamiento, y se colocó la tapa con la resistencia calefactora y la sonda
de temperatura.
El experimento se inició grabando datos mientras se encendía el Generador de

Señales, cuidando que la potencia no superara los 10 vatios. Durante la grabación, se agitó
suavemente el vaso para asegurar una mezcla uniforme del agua. La temperatura del agua se
monitoreó hasta que estuvo por encima de la temperatura ambiente por la misma cantidad
que inicialmente estaba por debajo. Luego, se apagó el Generador de Señales y se continuó
grabando hasta que la temperatura se estabilizó o comenzó a disminuir.
Para el análisis de datos, se utilizó la herramienta de Coordenadas y Delta en el gráfico

para determinar el cambio de temperatura (ΔT). Se calculó el calor transferido al agua y al
vaso de aluminio utilizando sus respectivas masas y calores específicos. La energía total
suministrada al sistema se determinó calculando el área bajo el gráfico de Potencia vs.
Tiempo. Finalmente, se comparó el calor total añadido al sistema con la energía eléctrica
suministrada, calculando la diferencia y la discrepancia porcentual para evaluar la precisión
del experimento y la eficiencia del sistema de calorímetro.
Thermodynamics
Datos Obtenidos
Temperatura de la Habitación = 30°C
Masa del Vaso = 30.7g

Masa del Vaso + Agua = 80.7g
Masa del Agua = 50g
∆T = 34.5-30 = 4.5°C
𝑱
𝑸𝒂𝒈𝒖𝒂 = (𝟓𝟎𝒈) (𝟒. 𝟏𝟖𝟔 ) (𝟒. 𝟓°𝑪) = 𝟏𝟎𝟖𝟑. 𝟔𝑱
𝒈°𝑪
𝑱
𝑸𝑨𝒍 = (𝟑𝟎. 𝟕𝒈) (𝟎. 𝟖𝟓𝟔 ) (𝟒. 𝟓°𝑪) = 𝟏𝟐𝟑. 𝟕𝟖𝑱
𝒈°𝑪
𝑸𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑸𝑨𝒈𝒖𝒂 + 𝑸𝑨𝒍 = 𝟏𝟐𝟎𝟕. 𝟑𝟖𝑱
Energía Eléctrica = 1873.01 J
𝑄𝑇 − 𝐸𝑒𝑙𝑒𝑐 = (1149.46 − 1873.01)𝐽 = −723.55𝐽
En este experimento, ¿se perdió o ganó energía?

Observando el sistema completo, la energía total debería conservarse según el principio de
conservación de la energía. Esto significa que la energía suministrada al aluminio a través
del calefactor debería ser igual a la energía ganada por el aluminio en forma de aumento
de temperatura, pérdidas por radiación y conducción, y cualquier otra forma de pérdida de
energía. según la ley de conservación de la energía.
¿Fue su resultado mayor o menor que el valor aceptado? ¿Qué podría haber causado este error
en el experimento?
Fue mayor ya que sus bases teóricas daban posible fuentes de error podrían incluir pérdidas
de energía no considerada (como pérdidas por convección o errores en la medición de
Thermodynamics
temperatura), inconsistencias en la potencia suministrada por el calefactor, o errores en la

medición del cambio de temperatura del aluminio. Cosa que el profesor nos comentó
¿Por qué es necesario comenzar por debajo de la temperatura ambiente y detenerse por
encima de la temperatura ambiente con la misma diferencia de temperatura?
Es importante realizar mediciones por encima y por debajo de la temperatura ambiente con
la misma diferencia de temperatura. Esto permite eliminar sesgos que podrían surgir debido
a efectos no lineales en las propiedades térmicas de los materiales. Al medir tanto por encima
como por debajo de la temperatura ambiente con la misma diferencia de temperatura, se
puede verificar la simetría de la respuesta térmica del material, asegurando así una mayor
precisión en la determinación de sus propiedades térmicas.
Thermodynamics
Conclusiones y Aportes del Equipo
Javier Benítez
Basado en los resultados del experimento con el aluminio y el calefactor, podemos concluir
que el principio de conservación de energía se verifica adecuadamente cuando se consideran
todas las formas de transferencia y pérdida de energía en el sistema. Tengamos en cuenta que
por debajo de la temperatura ambiente con la misma diferencia de temperatura es
fundamental para asegurar la exactitud y la simetría en las respuestas térmicas de los
materiales estudiados.
Aporte:
Fotos de evidencia, redacción del cuestionario.
Esteban Ávila
La práctica permitió validar la relación teórica entre energía eléctrica y térmica, confirmando
la equivalencia eléctrica del calor. A pesar de las posibles pérdidas y errores experimentales,
los resultados obtenidos se acercaron al valor aceptado, demostrando la eficacia de la
metodología utilizada y proporcionando una comprensión sólida de los principios de
conversión y conservación de energía.
Aporte:
Realización de cálculos, apoyo en la medición de datos
Daniel Ángel
Esta práctica nos mostró el como el efecto físico de calor puede ser transformado para
presentarse en formas diferentes de energía, en este caso para analizarse de la misma forma
que podría aplicarse la energía eléctrica para ser transformada en calorífica.
Aporte:
Redacción del Reporte, manejo de Software PASCO
Jessica Olvera
Con este experimento, pudimos analizar como afecta la transformación de una energía a otra,
así como el fenómeno de que cierta energía se queda perdida dentro de la transición de una
forma a otra.
Aporte:
Manejo del Software PASCO, realización de cálculos.
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Apéndices
Tomas de muestras para la práctica

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Una vez configurado el hardware, se conectó la interfaz a la computadora y se abrió

Con la sonda de temperatura en el aire, se registró la temperatura ambiente. Después,

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Para el análisis de datos, se utilizó la herramienta de Coordenadas y Delta en el gráfico

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Temperatura de la Habitación = 30°C

Masa del Vaso = 30.7g

𝑸𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝑸𝑨𝒈𝒖𝒂 + 𝑸𝑨𝒍 = 𝟏𝟐𝟎𝟕. 𝟑𝟖𝑱

Energía Eléctrica = 1873.01 J

𝑄𝑇 − 𝐸𝑒𝑙𝑒𝑐 = (1149.46 − 1873.01)𝐽 = −723.55𝐽

En este experimento, ¿se perdió o ganó energía?

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