1) Fundamentos Teoricos:- lo que se pretende en el laboratorio realizar el comportamiento de la fuerza que

ejerce el liquido 2) Objetivos:- Reconocer el calor como una forma de energía- Afianzaremos los conceptos de calor, temperatura, calor especifico, capacidad

calorífica3) Materiales empleados:- 1 placa base SEA- 1 cinta métrica 4) Procedimiento y desarrollo de la experiencia: - Primero se identifican las partes que constan el mechero- se reduce el fuego del mechero- se Pone en contacto el mechero con el vaso precipitado5) Análisis y discusión de datos :- También se puede calcular de forma mecánica y los resultados también barian6) Conclusiones :- El calor es energía que es transferida de un sistema a otro, debido a que se

encuentran a diferentes niveles de temperatura. Por esta razón, al poner los dos cuerpos en contacto, el que se encuentra a mayor temperatura transfiere calor al otro.

- Distintas sustancias tienen diferentes capacidades para almacenar energía interna al igual que para absorber energía ya que una parte de la energía hace aumentar la rapidez de traslación de las moléculas y este tipo de movimiento es el responsable del aumento en la temperatura.

7) Recomendaciones :

- Tener mucho cuidado con el mechero- Evetir el contacto con los tubos ( laton, aluminio ) - Evitar el contacto con el vapor o gas caliente

8) Objetivo:

- La dilatación de los sólidos con el aumento de la temperatura ocurre porque aumenta la energía térmica y esto hace que aumente las vibraciones de los átomos y moléculas que forman el cuerpo, haciendo que pase a posiciones de equilibrio más alejadas que las originales. Este alejamiento mayor de los átomos y de las moléculas del sólido produce su dilatación en todas las direcciones.

K105 Cambio de longitud de cuerpos sólidos por calentamiento

Ejercicio

• Estudia el cambio de longitud de tubos metálicos por calentamiento y determina el coeficiente de dilatación lineal α

FundamentosEl coeficiente de dilatación lineal α de una sustancia indica la variación de la longitud Δs de un cuerpo de longitud s0 de esa sustancia por cambio de temperatura

Δ ∂ :α= 1s0

.ΔsΔ∂

Aparatosdel SEA de Termología (U8502000)1 Varilla soporte con roscas externa e interna2 Nueces dobles1 Matraz Erlenmeyer 1 Soporte de tubos de ensayo 1 Vaso de precipitados 1 Termómetro1 Tapón de goma con 2 orificios1 Tubo metálico corto1 Manguera1 Quemador de alcohol1 Tubo de aluminio1 Tubo de latón1 Tubo de acero1 Escala angular1 índice

Se requiere adicionalmente1 Placa base SEA (U8408035) 1 Cinta métrica (U10073) Agua

MontajeObservación: Ten cuidado de que los tubos metálicos utilizados no estén obstruidos, de lo contrario existe el riesgo de una explosión.1) Atornilla la varilla soporte con roscas externa e interna en la primera rosca de la

placa base (observa la Fig. 1).2) Fija una nuez doble en la varilla soporte a una altura de unos 10 cm y de ella el tubo

de aluminio, así que 2 cm de éste sobresalgan hacia la izquierda de la nuez.3) Fija la segunda nuez doble a una altura de unos 20 cm y de ella soporte de tubos de

ensayo.4) Inserta el tubo metálico corto en un orificio del tapón de goma y en el otro orificio el

termómetro.5) Une un extremo de la manguera con el tubo metálico corto y el otro extremo con al

tubo de aluminio6) Llena 50 mi de agua en el matraz Erlenmeyer y fíjalo en el soporte para tubos de

ensayo.

7) Tapa el matraz Erlenmeyer con el tubo de goma dotado del tubo metálico corto y el termómetro.

8) Desplaza el termómetro en su altura de tal forma que su punta quede inmersa en el agua del matraz Erlenmeyer pero si tocar el fondo.

9) Coloca perpendicularmente la escala angular sobre la placa base y ajusta el índice en la marca "0".

10) Desplaza en la altura la nuez doble inferior que lleva el tubo de aluminio, para que éste último pueda rodar sobre el índice (observa la Fig. 1).

11) Coloca el vaso de precipitados por debajo del extremo del tubo, para recoger el agua que salga.

Realización: 1) Coloca el quemador de alcohol por debajo del matraz Erlenmeyer.2) Desplaza la nuez doble superior en su altura, de tal forma que la distancia entre el

fondo del matraz Erlenmeyer y el quemador de alcohol sea aprox. de 2 a 3 cm.

3) Determina la temperatura ambiental y anota el valor como ∂0 en la tabla 1.4) Determina la distancia entre el tornillo de apriete de la nuez doble inferior y el punto

de descanso del índice y anota el valor como "longitud del tubo" s0 en la tabla 1.5) Enciende el quemador de alcohol y calienta el agua hasta que ebulla y hasta que la

desviación del índice no cambie debido a la salida de vapor de agua través del tubo.

6) Lee la temperatura y anota el valor en la tabla 1 como a ∂1

7) Lee la desviación del índice en grados y anota el valonen la tabla 1.8} Apaga la llama del quemador de alcohol y espera hasta que el matraz Erlenmeyer se

haya enfriado.

9) Determina la diferencia de temperatura Δ ∂ y anota el valoren la tabla 1.

10) Calcula la diferencia de longitud Δ ∂ y anota el valoren la tabla 1.11) Calcula el coeficiente de dilatación lineal a y anota el valor en la tabla 2.12) Compara a continuación el valor calculado con el valor bibliográfico.13) Repite las mediciones con los tubos de latón y de acero.

Evaluación

Para la variación de la longitud Δs se tiene: Δs= d⋅π

180º. β

β : Desviación del índice en grados, d: Espesor del alambre del índice Tabla 1: d= 1mm

s0 en mm ∂0 en ºC ∂1 en ºC β en º Δ ∂ en ºC Δs en mmTubo de aluminio

27.40 27°C 92°C 23° 65 0.401

Tubo de latón

27.5 27°C 92°C 16° 65 0.279

Tubo de acero

27.427°C 93°C 19° 66 0.332

Tabla 2: Coeficiente de dilatación lineal αα calculado Valor bibliográfico

Tubo de aluminio −10−6⋅K−1 24⋅10−6⋅K−1

Tubo de latón −10−6⋅K−1 18⋅10−6⋅K−1

Tubo de acero −10−6⋅K−1 13⋅10−6⋅K−1

K106 Estudios en una banda de bimetalEjercicio• Estudia el comportamiento de una banda de bimetal al ser calentada o enfriada. Aparatosdel SEA de Termología (U8502000)1 Varilla soporte con roscas, externa e interna1 Nuez doble1 Banda de bimetal1 Quemador de alcohol1 Escala angular

Se requiere adicionalmente1 Placa base SEA (U8408035) 1 Hoja de papel 1 Cinta adhesiva

Montaje y realización1) Atornilla la varilla soporte con rosca externa e interna en la placa base (observa la

Fig. 1)2) Fija en ella la nuez doble a una altura de aprox. 10 cm y en esta última la banda de

bimetal con su rótulo orientado hacía arriba.3) Coloca el quemador de alcohol debajo y más hacia la izquierda de la banda de

bimetal y desplaza la altura de4) Corta un rectángulo de pape! con las dimensiones 8 cm x 10 cm y pégalo sobre la

escala angular utilizando cinta adhesiva.5) Coloca la escala angular junto a la banda de bimetal y marca sobre el papel la

posición inicial de la banda de bimetal (observa la Fig. 1).6) Enciende el quemador de alcohol y observa el comportamiento de la banda de

bimetal.7) Después de 10 segundos marca nuevamente sobre el papel la posición de la banda

de bimetal.8) Apaga la llama del quemador de alcohol y espera hasta que la banda de bimetal se

haya enfriado.9) Marca nuevamente sobre el papel la posición de la banda de bimetal. Evaluación:

Completa o selecciona la respuesta correcta:

1) Una banda de bimetal se compone de de diferentes ,los cuales se encuentran fuertemente unidos entre sí.

2) Al calentarse la banda de bimetal de curva haciaa) arriba b) abajo,es decir que el metal del lado rotulado tiene unc) menor d) mayor coeficiente deexpansión lineal.

3) La banda de bimetal se curva más cuando el suministro de calor es:a) menor b) mayor

4) Después de enfriarse la banda de bimetal retorna a su forma.

5) Nombra aplicaciones prácticas para bandas de bimetal:

K201 Transporte de calor en cuerpos sólidos

Ejercicio• Estudia el transporte de calor en diferentes metales. AparatosDel SEA de Termología (U3502000)1 Varilla soporte con roscas externa e interna1 Nuez doble1 Tubo de latón1 Tubo de aluminio1 Tubo de acero3 Bandas de papel térmico1 Quemador de alcohol1 Vaso de precipitados1 Pesa, 10 g

Se requiere adicionalmente1 Placa base SEA (U8408035) 1 Cronómetro (U40801) Agua

Experimento parcial 1:Montaje y realización 1) Llena de agua el vaso de precipitados hasta la mitad.2) Coloca el quemador de alcohol sobre la placa base y enciéndelo.3) Toma el tubo de aluminio en una mano y el de acero en la otra y mantenlos

agarrados con las manos a unos 8 cm del extremo.4) Mantén ahora ambos tubos en la llama, como se indica en la Fig. 1 y concluye el

experimento en el momento en cual se sientan claramente diferencias de temperatura

5) Enfría en el agua del vaso de precipitados los extremos de los tubos calentados.6) Apaga la llama después de terminar el experimento, bajando la mecha y colocando

la tapa sobre ella.

Experimento parcial 1: EvaluaciónSelecciona la respuesta correcta.1) En ambos tubos se realiza el transporte de calor

a) conb) sinTransporte de materia.

2) Es decir, la energía se desplaza a) con la materia b) a través de la materia.3) Se habla de la conducción del calor: El aluminio conduce; el calor a) mejor que b) peor que el acero.

Contesta :1) ¿Porque son los recipientes de vidrio apropiados para servir el te?

Experimento parcial 2: Montaje y realización1) Mantén listo el vaso de precipitados con agua.2) Atornilla en la placa base la varilla soporte con roscas externa e interna (observa la

Fig. 2).3) Fija la nuez doble a una altura de unos 10 cm y de ella el tubo de aluminio.4) Coloca el quemador de alcohol por debajo del tubo de aluminio y desplaza la nuez

doble en la altura hasta que la distancia entre el quemador de alcohol y el tubo de aluminio sea de unos 3 cm (observa la Fig. 2).

5) Cuelga ahora una banda de papel térmico por encima del tubo de aluminio, así que la esquina marcada con negro está orientada hacia afuera.

6) Para fijar mejor el papel térmico cuelga la pesa de 10g en uno de los orificios del papel térmico (observa la Fig. 2).

7) Enciende el quemador de alcohol, pon en marcha el cronómetro y mide el tiempo hasta que aparezca la primera coloración en el papel térmico, anota tu valor de medida en la tabla.

8) Apaga la llama después de terminar el experimento, bajando la mecha y colocando encima la tapa.

9) Sumerge en agua el tubo de aluminio para que se enfríe.10) Repite la medición los tubos de latón y de acero.

Experimento parcial 2: EvaluaciónTabla:

Tiempo hasta la primera coloración en minutos

Tubo de aluminio Tubo de latón Tubo de acero

Completa:1) El transporte del calor en el tubo de aluminio y en el de latón se hace visible por el

del papel térmico.

2) De los metales estudiados el es el mejor y el es el peor conductor de calor.3) La conducción del calor se realiza autónomamente del extremo del tubo

hacia el extremo . El transporte de la energía se realiza por medio de choques entre partículas, sin migración de las partículas mismas.