Enfriamiento de Newton.

...

Para la siguiente parte de la práctica se graficaron los resultados obtenidos, con ayuda de la relación 2). En primer lugar, para el agua a 40°C se obtuvo la siguiente gráfica:

[pic 26]

Graf1: Semilogaritmica de 40°C

Por el método de mínimos cuadrados se obtuvo la pendiente de la recta, así como la ordenada al origen y sus respectivas incertidumbres.

−k= m=−0.00028779±0.00000347

b=3.0042908±0.00409044

Para el agua a 55°C se obtuvo lo siguiente:

[pic 27]

4Gráfica semilogaritmica de 55°C

Con una pendiente y ordenada al origen de:

m=−0.00020248±0.00001587=−k

b=3.58139498±0.0218279

Finalmente, a una temperatura de ebullición obtenemos:

[pic 28]

5Gráfica semilogaritmica de 90°C

Cuya pendiente y ordenada al origen son:

-k =m=−0.000457805±0.00001168

[pic 29]

En la última parte de la práctica se obtuvieron los siguientes resultados. Para el calorímetro tenemos que:

[pic 30]

6Gráfica semilogaritmica del calorimetro

Cuyos valores son:

[pic 31]

[pic 32]

Finalmente, para la parte interna del calorímetro se obtuvieron los siguientes resultados:

[pic 33]

7Gráfica semilogaritmica de la parte interna del calorimetro

Con una pendiente y ordenada al origen de:

[pic 34]

[pic 35]

Obteniendo las siguientes constantes de tiempo:

Vaso de precipitado

°C[pic 36]

Constante de tiempo [s]

40

3474.76107

55

4938.68322

90

3474.76107

Tabla 1Constantes de tiempo

Calorímetro

°C[pic 37]

Constante de tiempo [s]

Completo

83

5763.50491

Parte interna

86

1240.8428

Tabla 2 Constantes de tiempo

- Análisis

De la primera parte del trabajo, las conclusiones que se obtuvieron después de analizar las diferentes características de cada termómetro fue que el termómetro de mercurio resulto tener un tiempo de respuesta mayor que los de alcohol, además de su mejor precisión respecto a los demás. Sin embargo, no cuenta con una incertidumbre estable a diferencia del multímetro con termopar. De entre todos los termómetros, se concluye que éste último cuenta con una mayor escala y presenta más facilidades al tomar medidas puesto que el resto de termómetros cuentan con error de paralaje. Sin embargo el termómetro de mercurio resulta más práctico y efectivo que el resto.

Respecto a la notable disminución de temperatura durante la parte dos de la práctica, es coherente puesto que hubo gran pérdida de calor cuando se vertió el agua del vaso de precipitado a la probeta, además de que el volumen de agua que se encontraba en la probeta era mucho menor al del recipiente más grande, lo cual concluimos que fue lo que contribuyó a la notable pérdida de temperatura.

En cuanto a la parte tres y cuatro de la práctica podemos notar que las constantes son inconsistentes, sin embargo es un resultado esperado puesto que todo el tiempo estuvieron expuestos al medio y a constantes cambios de temperatura.

- Conclusiones

Con todo lo anterior se puede concluir que la ecuación propuesta por Newton se respeta a los datos experimentales puesto que existe una constante que, ciertamente no es igual en todos los experimentos, podemos suponer que esto es debido al contacto del sistema con el ambiente y a la pérdida de energía a lo largo de la práctica.

Trabajo a Futuro

Al vernos limitados de tiempo durante el desarrollo de esta práctica no logramos acabar con todo lo establecido, por lo tanto para trabajo a futuro se hace la propuesta de determinar cómo influye el tamaño de la superficie en el cambio de temperatura.

Referencias

[1] J.D. Wilson FÍSICA, Pearson educación, México 2003.

[2] Berta Oda Noda, Introducción al análisis gráfico de datos experimentales, Coordinación de Servicios

[3] Física, J.W. Kane, Barcelona 2007, Editorial REVERTÉ.

ANEXOS

Anexo A:

Proceso para obtener la pendiente y ordenada al origen del recipiente a 40 °C en EXCEL

[s]

[°C]

Ta [°C]

(T-Ta)

LN(T-Ta)

[S]^2

[S]*LN

LN^2

0