7 Equivalente Mecánico del Calor

Summary

En este experimento se busca convertir trabajo mecánico en un cambio de energía interna en un rodillo de metal, utilizando la primera ley de la termodinámica. Se desprecia el calor, enfocándose en el trabajo realizado al dar vueltas al rodillo con una masa colgada. Se registran las vueltas y la temperatura, y se calculan tanto el trabajo en julios como el cambio de energía interna en calorías. Al graficar el trabajo en función del cambio de energía interna, se espera una relación lineal que permite determinar la equivalencia entre julios y calorías, comparando con valores esperados.

Takeaways

• 🔧 Este experimento busca convertir el trabajo mecánico en un cambio de energía interna en un rodillo de metal.
• 📚 La primera ley de la termodinámica establece que el cambio de energía interna es igual al calor más el trabajo realizado.
• 🔥 El calor se puede despreciar mediante el uso de técnicas adecuadas y un rango de temperaturas controlado.
• 📏 El trabajo se mide en julios y se calcula a partir de la presión interna, el número de vueltas y la masa colgante.
• ⚙️ El cambio de energía interna se mide en calorías, calculándose a partir de la masa del rodillo, su calor específico y el cambio de temperatura.
• 🧪 Se utiliza un montaje experimental que incluye un rodillo, masas colgadas y un dispositivo para medir las vueltas y temperatura.
• 🌡️ El experimento comienza con el rodillo a una temperatura inferior a la del ambiente y termina cuando la temperatura del rodillo es superior a la ambiental.
• 📈 Se registran las vueltas y la temperatura en una hoja de cálculo para su análisis posterior.
• 📊 Se grafican el trabajo y el cambio de energía interna, esperándose una relación lineal entre ambos.
• 🔍 Se compara la equivalencia entre julios y calorías con los valores esperados y se analizan las discrepancias encontradas.

Q & A

¿Cuál es el objetivo del experimento 7 mencionado en el video?

El objetivo es convertir el trabajo mecánico en un cambio de energía interna para un rodillo de metal.

¿Qué establece la primera ley de la termodinámica en el contexto del experimento?

Establece que el cambio de energía interna del rodillo es igual al calor más el trabajo realizado.

¿Cómo se puede despreciar el calor en este experimento?

Se puede despreciar utilizando técnicas y un rango de temperaturas adecuado.

¿En qué unidades se mide el cambio de energía interna y el trabajo en el experimento?

El cambio de energía interna se mide en calorías y el trabajo en julios.

¿Qué fórmula se utiliza para calcular el trabajo después de n vueltas del rodillo?

Se utiliza la fórmula: trabajo = pib (número de vueltas) × masa colgante × g (gravedad) / d (diámetro del rodillo).

¿Cómo se calcula el cambio de energía interna del rodillo?

Se calcula como la masa del rodillo, el calor específico del rodillo y el cambio de temperatura.

¿Cuál es el procedimiento experimental descrito en el video?

El rodillo se inicia a una temperatura inferior a la ambiental y se gira hasta que alcanza una temperatura mayor a la ambiental, minimizando el calor intercambiado.

¿Qué datos se registran durante el experimento?

Se registran el número de vueltas y la temperatura del rodillo.

¿Qué tipo de gráfico se debe elaborar con los datos obtenidos?

Se debe hacer un gráfico de trabajo en función del cambio de energía interna, que debe mostrar una relación lineal.

¿Cómo se determina la equivalencia entre julios y calorías a partir de los resultados?

Se calcula a partir de la pendiente de la regresión lineal ajustada en el gráfico.