INFORME DE LABORATORIOJonathan Rosero, Darwin Sampedro

Departamento de Ciencias Exactas, Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPESangolqu-Ecuador

jonathanrosero95@hotmail.comdasampedro1@espe.edu.ec

I. INTRODUCCIONII. DESARROLLO DE CONTENIDOS

A.OBJETIVO:

Analizar y explicar a traves de la ley de Stefan-Boltzmann, el flujo emitido por un cuerpo negro.

B. TEORIA:

La radiacion de calor es de naturaleza electromagnetica,producida cuando es absorbida por un cuerpo.

La radiacion de temperatura es energa radiada por uncuerpo, la cual depende del calor contenido por el cuerporadiante. La energa radiante Q es la energa que aparase enforma de radiacion y se mide en Ws El flujo radiante es lacantidad de energa radiante (Q) propagada en el intervalode tiempo (t), entonces:

=(Q)

(t)

De acuerdo a la ley de Stefan-Boltzmann, un cuerpo negroque se encuentra a temperatura T, emite un flujo radiante:

= AT 4

Donde A es el area de radiacion y es la constante deStefan-Boltzmann, cuyo valor es:

= 5,67 108(Wm2oK4)Si se considera la influencia de la temperatura ambiental

To, el flujo radiante puede expresarse como:

= A(T 4 ATo4)

C. EQUIPO

Horno electrico.Soporte para el horno.Cuerpo negro.Termometro digitalTermocuplaAccesorio para cuerpo negroTermopila de moll

GalvanometroDiagrama de irisAmplificador de voltajeMilivoltmetroFuente de tensionBanco opticoConductores

D. PROCEDIMIENTO DE LA PRACTICA

1. Disponga sobre el banco optico, el soporte que sostieneel horno electrico, introduzca en este el cuerpo negro.Coloque delante el accesorio respectivo, de tal maneraque circule agua a traves de el.

2. Luego anteponga el diagrama de iris con unaabertura cuya area ha sido previamente calculada,y posteriormente la termopila de Moll.

3. Caliente el horno, con ayuda del transformador detension, definiendo previamente la tension con la que seva a trabajar.

4. La temperatura del cuerpo radiante determnese con eltermometro digital y la termocupla.

5. Esta energa radiante emitida por el cuerpo negro,que pasa a traves de la abertura del diagrama de iris,captela con la termopila de Moll, la misma que podraser medida con ayuda del amplificador de voltaje en elmilivoltmetro y con el galvanometro conectado en serie.

6. Determine la temperatura ambiental To, y luego cada5 minutos, determine la temperatura del horno T, surespectiva tension termoelectrica (U) y la corrientegenerada (I).

7. Registre los datos en la hoja tecnica de datos.

E. TABULACION DE DATOS

CACULOS:Transformacion de C a K:

K = C + 273

Flujo Radiante(W), tomando en cuenta la infuencia de latemperatura ambiental

= A (T 4 To4) = 5,67 108(Wm2o K4)

A = 1, 8747 104m

Densidad de Flujo Radiante (W

m2):

d =

A

F. PREGUNTAS

Para construir los siguientes graficos, primero ajuste losdatos obtenidos experimentalmente, en base a cualquiera delos metodos conocidos y desarrolle los analisis fsicos ymatematicos correspondientes. :

A. Realice un grafico Temperatura del horno - Tiempo

Graf1. Temperatura-Tiempo

AnalisisPodemos observar en el grafico que mientras el tiempoaumenta la temperatura crece en magnitud y se va aestabilizar.

DimensionesTemperatura [K].Tiempo Segundos [s].

B. Grafique Tension Temperatura del horno

Graf2. TensionTemperatura

AnalisisU Temperatura

La temperatura del horno es directamente proporcionalal voltaje, pero la temperatura no va a sobrepasar ciertopunto en el cual se estabiliza.

DimensionesU = Voltios [V].Temperatura [K].

C. Linealice el grafico anterior, en papel logartmico.

Graf3. Linealizacion de la grafica TensionTemperatura

D. Realice un grafico U (T 4 To4):

Graf4. U (T 4 To4)E. Como justifica que la relacion U (T 4To4) representa

la ley de Stefan-Boltzmann.

El flujo radiante es emitido por un cuerpo negro a ciertas

temperaturas, estas temperaturas son alcanzadas con unafuente de tension y son directamente proporcionales,tambien si se toma en cuenta la temperatura ambiental.

F. Construya un grafico: densidad de flujo (T 4 To4)

Graf5. Densidad de flujo radiante (T 4 To4)

F. CONCLUSIONES

Con la ley de Boltzmann, nos dimos cuenta que todocuerpo negro que esta a cierta temperatura emite flujoradiante que es la energa que transportan las ondas porunidad de tiempo..El calor se transfiere de un cuerpo de mayor temperaturaa uno de menor temperatura.Al momento de la recoleccion de datos, nos dimoscuenta que la temperatura corporal de todos los presentestambien influye en el experimento.La radiacion de temperatura es energa radiada por uncuerpo, depende del calor contenido en el cuerpo radian-te.

G. RECOMENDACIONES

En el laboratorio tenemos que ir con una correcta dispo-sicion para manejar los equipos con mucho cuidado y dela manera correcta.Al momento de la recoleccion de datos se recomiendatomar las mediciones a una cierta distancia para que elcalor corporal no influya en las medidas.

H. BIBLIOGRAFIA

1. Gettys, Keller, Skove. Fsica Clasica y Moderna. EditorialMcGraw-Hill (1991).

2. Sears, Zemansky, Young. Fsica Universitaria. EditorialFondo Educativo Interamericano (1986).

3. Serway, Raymond A. Fsica. Tomo I, Cuarta edicion. Ed.Mc. Graw Hill.

4. Eisberg, Lerner. Fsica. Fundamentos y Aplicaciones.Editorial McGraw-Hill (1983).

5. Rodrguez, Luis Alfredo. Guas de Laboratorio paraFsica II. Pontificia Universidad Javeriana, Facultad deIngeniera