Conducción del calor en solidos.

...

Material

Volumen, m3

masa Kg

Densidad practica kg/m3

densidad teórica kg/m3

cobre

3.8882E-06

0.037

9515.94256

8900

hierro

2.2943E-06

0.021

9153.06059

7840

aluminio

4.7124E-06

0.017

3607.51204

2700

vidrio

3.5186E-06

0.009

2671.5294

2230

Tabla No.4 Densidad de los metales y sus propiedades

Material

Cambio de energía interna KJ ( entre 0 y 30 s)

Cambio de energía interna KJ( entre 0 y 60 s)

Cambio de energía interna KJ ( entre 0 0 y 120 s)

Cambio de energía interna KJ ( entre 0 y 180 s)

Cambio de energía interna KJ ntre 0 y 240 s)

cobre

3.913

3.928

3.942

3.970

3.999

hierro

3.988

3.995

3.995

4.010

4.010

aluminio

2.719

2.724

2.729

2.738

2.748

vidrio

2.156

2.160

2.164

2.164

2.164

Tabla No.5 cambio de energía interna U

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

El objetivo principal de la práctica observar el fenómeno de la transferencia de calor en los sólidos por conducción, para lo cual se realizaron distintos procedimientos los cuales consistieron en sumergir distintas varillas de distintos metales, una punta sumergida en agua a temperatura ambiente y la otra sumergida en agua a 100° aproximadamente, tomando las temperaturas a distintos tiempos para observar los cambios en cada uno de ellos para luego sacar las conclusiones y expresar los resultados.

En lo que concierne al calor absorbido como se observa en la tabla No.3 el metal que obtuvo mayor absorción de calor con respecto al tiempo fue el cobre esto es debido a su alta conductividad térmica como se muestra en la siguiente tabla:

[pic 9]

Tabla No.6 conductividades térmicas

Es por ello que la variación del calor absorbido en el cobre fue mayor que el de los otros materiales debido a que tiene la conductividad térmica más alta entre ellos de igual forma se puede observar que el vidrio obtuvo la menor absorción de calor debido a lo anteriormente mencionado. En los sólidos, la conducción de calor se debe a dos efectos: a las ondas vibratorias de la red inducidas por los movimientos vibratorios de las moléculas situadas en una posición relativamente fija en una forma periódica llamada red cristalina, y a la energía transportada a través del flujo libre de electrones en el sólido. La conductividad térmica de un sólido se obtiene al sumar las componentes de la red y electrónicos. La conductividad térmica de los metales puros se debe sobre todo al componente electrónico, mientras que la de los no metales se debe más que nada al componente de la red cristalina. El componente de la red cristalina de la conductividad térmica depende en gran medida de la forma en que están dispuestas las moléculas; por ejemplo, la de un sólido cristalino altamente desordenado como el vidrio es mucho menor que la de los otros materiales listados en la tabla.

En lo que concierne al cálculo de las densidades de cada material se puede observar que en base a las densidades teóricas la variación en algunos es mayor esto puede deberse a la incerteza causada tanto por el vernier como el de la balanza granataria de brazo, por lo que pudiesen haber sido alterados los valores, pero relativamente se encuentran cercanos al valor real.

Por último se calculó el cambio de energía interna, como se mencionó en la parte de los cálculos debido a que la variación de temperatura es mínima el valor es aproximadamente igual al del calor absorbido esto se debe a que La energía interna es una función de estado [pic 10] ; y como tal su variación solo depende del estado inicial y del estado final y no de la trayectoria o camino seguido para realizarlo. La energía interna de un sistema se puede modificar de varias maneras equivalentes, realizando un trabajo o transfiriendo energía en forma de calor, este fue el caso de la práctica que a través del metal se condujo el calor por lo que para cada cambio de tiempo fue variando la energía interna