Experimento de Joule

Transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante.

En el experimento de Joule se determina el equivalente mecánico del calor, es decir, la relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calor caloría.

Mediante esta experiencia simulada, se pretende poner de manifiesto la gran cantidad de energía que es necesario transformar en calor para elevar apreciablemente la temperatura de un volumen pequeño de agua.

Uno de los experimento más revolucionarios en el campo de la termodinámica fue el experimento de Joule. Joule demostró con el que la temperatura de un cuerpo se puede elevar, no solo administrandole calor, sino que también puede elevarse realizando un trabajo sobre él.

El desarrollo un aparato que constaba de un deposito con agua aislado térmicamente con un termómetro que indicaba la temperatura del agua, este recipiente tenía unas aspas que estaban conectadas a dos pesas que al caer por la gravedad movían las aspas. Joule observó que este movimiento que agitaba el agua del interior del recipiente también producía un aumento en la temperatura de esta, de lo cual dedujo que el trabajo producido por el moimiento de las pesas al caer podría aumentar la temperatura del agua del interior, y como consecuencia, un aumento de la temperatura se puede conseguir bien por un aporte de calor o produciendo trabajo sobre una sustancia.



DESCRIPCIÓN.
Un recipiente aislado térmicamente contiene una cierta cantidad de agua, con un termómetro para medir su temperatura, un eje con unas paletas que se ponen en movimiento por la acción de una pesa

La pesa, que se mueve con velocidad prácticamente constante, pierde energía potencial. Como consecuencia, el agua agitada por las paletas se clienta debido a la fricción.


PROPOSITO:
La idea es que al caer la pesa, mediante la cuerda que la sujeta, mueva el sistema de poleas y con esto el eje, la hélice agitar el agua aumentando su temperatura. Al dejar caer la pesa desde una altura sabemos cual fue la energía potencial que se utilizó para mover la hélice.

MATERIAL:
-2 soportes universales
-2 poleas
-2 nueces
-1 termómetro
-el recipiente aislado termicamente


PROCEDIMIENTO:
-se colocaron las poleas en cada soporte sosteniendolas con las nueces.
-en linea horizontal se colocaron en el siguiente orden un soporte el recipiente y otro soporte.
-se colocó un hilo que pasara por la primera polea, por la aspa del recipiente y por ultimo pasara por el ultimo soporte de donde caeran las pesas.
-se midio la altura de donde caerian las pesas y se colocó dentro del recipiente un termómetro.
-se hicieron varias pruebas aumentando las variables masa y altura.

Q= mc/\T

PRIMERAS PRUEBAS VAREANDO LA MASA

cantidad de agua: 150ml
temperatura del agua: 23°C
altura: 85cm

m= 150g
c= 4.184J/g°C
/\T= 1°C

Q= (150g)(4.184J/g°C)(1°C)
Q= 627.6J

E=mgh

E=(0.4kg)(9.8)(.85m)
E=3.332J


altura=85cm
masa=1.400kg

E=(1.400kg)(9.8)(.85m)
E=11.662J


altura:85cm
masa:1.500kg

E=(1.500kg)(9.8)(.85m)
E=12.495J


altura:85cm
masa:2kg

E=(2kg)(9.8)(.85m)
E=16.66J


altura:85cm
masa:2.110kg

E=(2.110kg)(9.8)(.85m)
E=17.5763J


PRIMERAS PRUEBAS VAREANDO LA ALTURA

altura:3m
masa:2.110kg

E=(2.110kg)(9.8)(3m)
E=62.034J

627.6/62.034=10.117032595


altura:5m
masa:3kg

E=(3kg)(9.8)(5m)
E=147J

627.6/147= 4.269387755102041


altura:7m
masa:4kg

E=(4kg)(9.8)(7m)
E=274.4J

627.6/274.4=2.287172011661808


altura:8m
masa:5kg

E=(5kg)(9.8)(8m)
E=392J

627.6/392J= 1.601020408163265


altura:10m
masa:6.4kg

E=(6.4kg)(9.8)(10m)
E=627.2J