Índice de Física


 

LABORATORIO EN CASA

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CALOR Y TEMPERATURA

FÍSICA RECREATIVA


  Mientras dura un cambio de estado la temperatura no cambia.
  1. Introduzca cubitos de hielo en un recipiente metálico.
  2. Póngalo al fuego durante varios minutos. Retírelo antes de que se derrita el hielo.
  3. Espere un ratito. Intente poner (con cuidado)  el recipiente encima de su mano.

¿Cree que se quemará?, No. El hielo funde a cero grados y mientras dura el cambio de estado (sólido a líquido), la temperatura seguirá siendo esa (cero grados). Toda la energía que se le comunica al sistema hielo-agua se invierte en fundir el hielo y no en calentar el agua. Quizás se queme pero de frio.

  Hacer hervir agua utilizado cubitos de hielo
  1. Hervir un poco de agua.
  2. Verter su contenido en un recipiente de cristal (bote de mermelada) que soporte el calor. Llenarlo hasta la mitad aproximadamente.
  3. Dejar enfriar durante varios segundo para estar seguro de que el agua está a menos de cien grados.
  4. Colocar la tapa (metálica) del recipiente.
  5. Colocar unos cubitos de hielo encima de la tapa.

Desde ese mismo momento el agua de su interior empezará a hervir a pesar de estar a bastante menos de cien grados. La temperatura de ebullición del agua depende de su presión exterior. Si ésta es baja el agua puede hervir a cincuenta o menos grados (experiencia expuesta). Si la presión es alta entonces puede hervir a más de cien (olla exprés). Al colocar los cubitos de hielo encima de la tapa disminuimos la presión en el interior del recipiente. A esa presión el agua hierve a mucho menos de cien. En cumbre altas no se pueden cocer los alimentos debido a la baja presión que hay en estos lugares.

Q=m·ce·ΔT ¿Cómo medir el calor específico de un metal?
  1. Tomar un trozo de hierro u otro metal. Pesarlo (m)
  2. Verter 300 c.c. de agua en un recipiente con paredes aislantes del calor (cubitera de hielo) (Masa agua =   300 g)
  3. Con un termómetro medir la temperatura del agua fría (Ta)
  4. Introducir el metal en un recipiente que contenga agua hirviendo (un buen rato) para que alcance una temperatura de 100 ºC (T de ebullición del agua a 1 atm)
  5. Sacar el metal del agua hirviendo e introducirlo en los 300 c.c. de agua fría (Ta). Intentar tapar la cubitera (para que no haya pérdida de calor) e introducir un termómetro. La temperatura del agua irá aumentando hasta alcanzar el equilibrio térmico, Tf).

El calor cedido por el metal será igual a la masa del metal por su calor específico y por el cambio de temperatura experimentado por éste. Es decir,  Qcedido = m · ce · (100 - Tf). El calor absorbido por el agua será: Qabsorbido = 300 · 1 · (Tf - Ta). Igualamos ambos calores y despejamos ce, dando que: ce = 300·(Tf-Ta)/m·(100-Tf). De esta forma, y con la ayuda de una tabla de calores específicos, podemos averiguar de qué metal se trata. 

   
En las próximas semanas se irá completando con más experiencias. No te las pierdas.

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