Práctica No. 4d: Trabajo eléctrico
Objetivo: Estudiar la relación entre el trabajo eléctrico y el calor. Determinar cuantitativamente el intercambio de energía y trabajo de una corriente eléctrica.
Aprendizajes esperados: Que la/el alumna/o:
1. Determine la cantidad de calor cedido a una sustancia.
2. Aplique los conceptos de trabajo eléctrico y conservación de la energía.
3. Investigue la relación entre corriente-resistencia-calor.
Introducción
En esta práctica, como en las anteriores, estamos suministrando energía, con ello se calentara un fluido, pero qué tan rápido es este calentamiento? Eso dependerá de una propiedad del material a la que se le llama capacidad calorífica y, como esta medición será a presión constante, le llamaremos C (también se le conoce como calor especifico, investigar).
El agua es calentada por una resistencia eléctrica sumergida en ella, un foco incandescente, por la que circula una corriente. El calor disipado por el efecto Joule en el foco es transferido al agua. Usamos el Principio de Conservación de la Energía, suponiendo que no hay pérdidas de calor, lo que equivale a que toda la energía entregada por el foco es absorbida por el agua.
La energía disipada en la resistencia es:
donde t es el tiempo que circula la corriente y es la potencia promedio, dada por,
con la corriente promedio y el voltaje promedio.
La energía absorbida por el agua está dada por,
donde m es la masa de agua, ΔT es el cambio en la temperatura del agua y c es el calor específico del agua, que es lo que queremos calcular.
Material
1 sensor de temperatura
1 interface SW
1 computadora
1 tortillero
1 foco
1 soquet con cable
1 multímetro de gancho
1 probeta de ½ lt.
1 cronómetro