UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGRÍCOLA
Tarea práctica N°1: curva de calentamiento
Curso
: física lI
Sigla
: FS - 241
Docente
: Julio Francisco, Jiménez Arana
Estudiantes
: Jimy Kendel, Cabrera Soto
: Harold Daive, Figueroa Gutierrez
: Sergio, Barrios Quisuruco
Ciclo
: Regular
Fecha de practica
: 06/10/2021
Fecha de entrega
: 13/10/2021
AYACUCHO- PERÚ
CURVA DE CALENTAMIENTO
I. OBJETIVOS
1.1 Determinar experimentalmente las curvas de calentamiento de diferentes
sustancias.
1.2 Determinar los puntos de fusión y ebullición de diferentes sustancias.
1.3 Estudiar algunos factores que intervienen en el calentamiento de una
sustancia.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO
CALOR: Es una cantidad de energía. El calor describe la transferencia de
energía térmica entre moléculas dentro de un sistema y se mide en julios. El
calor mide cómo se mueve o fluye la energía.
Calor es un tipo de energía que se produce por la vibración de moléculas y
que provoca la subida de las temperaturas, la dilatación de cuerpos, la
fundición de sólidos y la evaporación de líquido. De una forma genérica, es
una temperatura elevada en el ambiente o en el cuerpo.
CALOR ESPECIFICO: El calor específico es la cantidad de calor que
necesita ser suministrada a la unidad de masa de una sustancia para
aumentar la temperatura en una unidad. Esta magnitud física se representa
de esta manera: 'c'. en general el valor del calor específico depende del valor
de la temperatura inicial y La fórmula utilizada para hallar el calor específico
es la división entre la capacidad calorífica(C) y la masa de la sustancia (m)
(c = C / m).
CALOR LATENTE: Calor latente es la cantidad de calor transferido a una
unidad de masa de una sustancia para cambiar su estado. Se distingue entre
calor latente de fusión, de evaporación y de solidificación. El calor ('Q') que
hay que aplicar para que una masa (m) de cierta sustancia cambie de fase
se expresa con la fórmula Q = m L. 'L' representa el calor latente de la
sustancia y depende del tipo de cambio de fase.
CALOR SENSIBLE: El calor sensible es la cantidad de calor que absorbe o
libera un cuerpo sin que se produzcan en él cambios en su estado físico.
Cuando se suministra calor sensible a un cuerpo su temperatura aumenta.
Este tipo de calor (ya sea absorbido o cedido), depende de la presión ejercida
sobre el cuerpo. Cuando existe mayor presión, existe un mayor calor
sensible.
TEMPERATURA: La temperatura describe la energía cinética promedio de
las moléculas dentro de un material o sistema y se mide en grados Celsius
(°C), Kelvin (K), Fahrenheit (°F), Rankine(R). Es una propiedad física medible
de un objeto, también conocida como variable de estado.
Entonces, una curva de calentamiento será el resultado de representar
gráficamente los valores de la temperatura que adquiere un cuerpo al
aplicarle calor durante un cierto tiempo.
DEFINICION DE TEMPERATURA: Una definición de temperatura se puede
obtener de la Ley cero de la termodinámica, que establece que si dos
sistemas A y B están en equilibrio térmico, con un tercer sistema C, entonces
los sistemas A y B estarán en equilibrio térmico entre sí. 1 Este es un hecho
empírico más que un resultado teórico. Ya que tanto los sistemas A, B, y C
están todos en equilibrio térmico, es razonable decir que comparten un valor
común de alguna propiedad física.
III. MATERIALES Y PROCEDIMIENTO
Termómetro
Vasos de precipitados
Agua y alcohol etílico
Estufa eléctrica
Cronómetro
Selecciona la sustancia a estudiar, la masa de sustancia, la temperatura inicial y la
potencia de la estufa. Luego enciende la estufa para calentar y ve anotando como
se modifica la temperatura a medida que transcurre el tiempo. Repita esta actividad
para las tres sustancias.
Tabla N°1
a) Agua:
N° datos
t (s)
T(ºC)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0
1.5
8.3
19.5
143
155.2
175.7
202
231.1
250.3
268.5
290.2
308.2
-10
-8.2
0
0
0.5
7.8
20.1
35.8
53.2
64.7
75.5
88.5
99.3
Punto de fusión
Punto de ebullición
b) Alcohol:
N° datos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
t (s)
0
1.4
4.1
9.8
17.7
28.7
49.5
62.5
67.7
72.7
76.5
87.5
T(ºC)
-10
-8.5
-5.8
0
7.9
19.1
40.3
53.5
58.8
63.8
67.7
78.3
Punto de ebullición
c) Benceno:
N° datos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
t (s)
0
1.4
5.5
7.3
8.7
10.2
13.5
63.5
67.9
77.1
87.5
95.1
112.1
T(ºC)
-10
-8.1
-2.6
-0.2
1.5
3.5
5.5
6.9
13.2
26.3
41.2
52
76.3
Punto de fusión
Punto de ebullición
IV.
ACTIVIDADES
Determinación de los puntos de fusión y de ebullición. Curva de
calentamiento.
Selecciona una potencia de 500 w, una masa de 200 g, de sustancia toma
agua y una temperatura inicial de -10 ºC .
Ve anotando la temperatura, procura tomar al menos 15 valores espaciados
tomando criterios adecuados.
Dibuja la gráfica temperatura frente a tiempo
Repite la operación anterior para el benceno y el alcohol. A partir de los datos
de las gráficas completa la tabla.
a) Agua:
(500w) -(200g) -(-10°C)
N° datos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
t (s)
0
1.5
8.3
19.5
143
155.2
175.7
202
231.1
250.3
268.5
290.2
308.2
T(ºC)
-10
-8.2
0
0
0.5
7.8
20.1
35.8
53.2
64.7
75.5
88.5
99.3
TEMPERATURA VS TIEMPO
120
99.3
TEMPERATURA(°C)
100
88.5
y = 0.0016x2 - 0.1403x - 4.5762
R² = 0.9849
80
75.5
64.7
53.2
60
35.8
40
20.1
20
0 0
-8.2
0 -10
0
-20
7.8
0.5
50
100
150
200
TIEMPO(s)
250
300
350
b) Alcohol:
(500w) -(200g)-(-10°C)
N° datos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
t (s)
0
1.4
4.1
9.8
17.7
28.7
49.5
62.5
67.7
72.7
76.5
87.5
T(ºC)
-10
-8.5
-5.8
0
7.9
19.1
40.3
53.5
58.8
63.8
67.7
78.3
TEMPERATURA VS TIEMPO
100
78.3
TEPERATURA(°C)
80
y = 1.0132x - 9.9406
R² = 1
60
67.7
63.8
58.8
53.5
40.3
40
19.1
20
-5.8
-8.5
0 -10
0
-20
7.9
0
20
40
60
80
100
TIEMPO(s)
c) Benceno:
(500w)-(200g)-(-10°C)
N° datos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
t (s)
0
1.4
5.5
7.3
8.7
10.2
13.5
63.5
67.9
77.1
87.5
95.1
112.1
T(ºC)
-10
-8.1
-2.6
-0.2
1.5
3.5
5.5
6.9
13.2
26.3
41.2
52
76.3
TEMPERATURA(ºC)
TEMPERATURA VS TIEMPO
90
80
70
60
50
40
30
20
3.55.5
1.5
10
-0.2
-2.6
-8.1
0 -10
20
-10 0
-20
76.3
y = 0.0095x2 - 0.3876x - 0.3448
R² = 0.953
52
41.2
26.3
13.2
6.9
40
60
TIEMPO(s)
80
100
120
Tabla N°2
Punto de fusión
Agua
Alcohol
Benceno
0
-114.1
5.5
99.3
78.3
76.3
(ºC)
Punto de
ebullición(ºC)
Investigamos los factores que afectan al calentamiento de un líquido.
4.1- La masa de sustancia
Selecciona una potencia de 500 w, una masa de 100 g, de sustancia toma
agua y una temperatura inicial de 10 ºC.
Ve anotando la temperatura, procura tomar al menos 8 valores espaciados,
para cuando llegues al punto de ebullición (no tomes este valor).
Dibuja la gráfica temperatura frente a tiempo
Repite la anterior experiencia, pero variando la masa (150 g y 200 g)
¿Qué conclusion obtienes?
a) Agua: (500w) -(100g)-(10°C)
T(ºC)
10
12.7
26.1
30.9
33.7
50.5
58.1
82.7
100.2
TEMPERATURA VS TIEMPO
120
TEMPERATURA(ºC)
t(s)
0
2.3
13.5
17.5
19.9
33.9
40.3
60.9
75.5
y = 1.1947x + 9.9697
R² = 1
100
80
50.5
60
100.2
82.7
58.1
33.7
26.130.9
40
12.7
20 10
0
0
20
40
60
80
TIEMPO(s)
Como se muestra en el grafico se concluye que una masa 100g de agua llega a su
punto de ebullición a 100°C, en un tiempo de 75.5 segundos y se ajusta a una
tendencia lineal (R2 =1, perfecta el análisis sin margen de error).
b) Agua: (500w) -(150g)-(10°C)
T(ºC)
10
11.5
15
20.9
39.7
60.5
74.9
85.7
100.1
TEMPERATURA VS TIEMPO
120
TEMPERATURA(ºC)
t(s)
0
1.9
6.3
13.7
37.3
63.5
81.5
95.1
113.1
100.1
100
85.7
y = 0.7964x + 9.9846
R² = 1
80
60
74.9
60.5
39.7
40
11.515
20 10
20.9
0
0
20
40
60
80
100
120
TIEMPO(s)
Como se muestra en el grafico se concluye que una masa 150g de agua llega a su
punto de ebullición a 100°C, en un tiempo de 113.1 segundos y se ajusta a una
tendencia lineal (R2 =1, perfecta el análisis sin margen de error).
c) Agua: (500w) -(200g) -(10°C)
TEMPERATURA VS TIEMPO
120
T(ºC)
10
12.8
24.5
39.5
54.8
69.9
81.1
90.3
100
100
y = 0.5973x + 9.9656
R² = 1
100
TEMPERATURA(ºC)
t(s)
0
4.7
24.4
49.5
75.1
100.3
119.1
134.5
150.7
90.3
81.1
80
69.9
54.8
60
39.5
40
24.5
20 1012.8
0
0
20
40
60
80
100
120
140
TIEMPO(s)
Como se muestra en el grafico se concluye que una masa 200g de agua llega a su
punto de ebullición a 100°C, en un tiempo de 150.7 segundos y se ajusta a una
tendencia lineal (R2 =1, perfecta el análisis sin margen de error).
160
4.2- La potencia de la estufa
Selecciona una potencia de 250 w, una masa de 100 g, de sustancia toma
agua y una temperatura inicial de 10 ºC.
Ve anotando la temperatura, procura tomar al menos 8 valores espaciados,
para cuando llegues al punto de ebullición (no tomes este valor). Dibuja la
gráfica temperatura frente a tiempo
Repite la anterior experiencia, pero variando la potencia de la estufa (500 w
y 1000 w). Comparar los gráficos
¿Qué conclusión obtienes?
a) Agua: (250w) -(100g) -(10°C)
T(ºC)
10
12
20.6
35
45.4
58.6
70.1
80.5
100
TEMPERATURA VS TIEMPO
120
100
y = 0.5975x + 9.9437
R² = 1
100
TEMPERATURA(ºC)
t(s)
0
3.5
17.9
41.9
59.3
81.5
100.7
118.1
150.7
80.5
70.1
80
58.6
60
45.4
35
40
12
20 10
20.6
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
TIEMPO(s)
Como se muestra en el grafico se concluye que una potencia de 250w, llega su
punto de ebullición a 100°C, en un tiempo de 150.7 segundos y se ajusta a una
tendencia lineal (R2 =1, perfecta el análisis sin margen de error).
b) Agua: (500w)-(100g)-(10°C)
T(ºC)
10
12
25.8
40.4
51.2
65.8
76
83
100
TEMPERATURA VS TIEMPO
TEMPERATURA(ºC)
t(s)
0
1.7
13.3
25.5
34.5
46.7
55.3
61.1
76.3
120
100
80
60
40
1012
20
0
0
100
y = 1.1869x + 10.115
R² = 0.9999
51.2
40.4
25.8
20
65.8
76
40
83
60
TIEMPO(s)
80
100
Como se muestra en el grafico se concluye que una potencia de 500w, llega su
punto de ebullición a 100°C, en un tiempo de 76.3 segundos y se ajusta a una
tendencia lineal (R2 =0.9999, el análisis con margen de error).
c) Agua: (1000w)-(100g)-(10°C)
T(ºC)
10
13.5
38.2
53.9
58.2
65.4
71.4
78.5
100
TEMPERATURA VS TIEMPO
120
100
100
y = 2.3502x + 10.384
R² = 0.9995
53.9
38.2
80
TEMPERATURA(ºC)
t(s)
0
1.5
11.8
18.4
20.2
23.2
25.7
28.7
38.7
60
71.4
65.4
78.5
40
13.5
20 10
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
TIEMPO(s)
Como se muestra en el grafico se concluye que una potencia de 1000w, llega su
punto de ebullición a 100°C, en un tiempo de 38.7 segundos y se ajusta a una
tendencia lineal (R2 =9995, el análisis con margen de error de 0.0005).
COMPARANDO LAS GRAFICAS A DIFERENTES POTENCIAS
ADJUNTANDO LAS TRES GRAFICAS
120
100
100
100
TEMPERATURA (ºC)
100
78.5
71.4
65.4
58.2
53.9
51.2
80
60
40.4
38.2
40
12
12
20 13.5
10
76
83
80.5
70.1
65.8
58.6
45.4
35
25.8
20.6
0
0
20
40
60
80
100
TIEMPO (s)
250 W
500W
1000 W
120
140
160
4.3- La naturaleza de la sustancia
Selecciona una potencia de 250 w, una masa de 200 g, de sustancia toma
agua y una temperatura inicial de 10 ºC .
Ve anotando la temperatura, procura tomar al menos 8 valores espaciados,
para cuando llegues al punto de ebullición (no tomes este valor). Dibuja la
gráfica temperatura frente a tiempo
Repite la anterior experiencia, pero variando la sustancia (alcohol y
benceno). ¿Qué conclusión obtienes?
a) Agua: (250w)-(200g)-(10°C)
TEMPERATURA Vs TIEMPO
T(ºC)
0
10
1.7
28.9
59.7
91.5
141.3
223.3
253.7
282
300.9
10.5
18.6
27.8
37.3
52.2
76.7
85.7
94.2
99.8
120
TEMPERATURA(ºC)
t (s)
100
y = 0.2986x + 9.9899
R² = 1
80
60
40
20
0
0
50
100
150
200
250
300
350
TIEMPO (s)
Se observa en la gráfica que a 250w de potencia, 200g de agua y 10ºC, el tiempo
de la ebullición es de 300.4 segundos y tiende a tomar una tendencia lineal con
R2=0.9856.
b) Alcohol: (250w)-(200g)-(10°C)
0
1.7
30.9
58.5
78.7
109.1
128.3
141.2
T(C)
10
10.8
25.7
39.7
49.9
65.4
75.1
78.1
TEMPERATURA VS TIEMPO
100
TEMPERATURA(ºC)
t(s)
80
y = 0.4955x + 10.37
R² = 0.9985
60
75.1 78.1
65.4
49.9
39.7
40
25.7
10
20 10.8
0
0
20
40
60
80
TIEMPO(s)
100
120
140
160
Se observa en la gráfica que a 250w de potencia, 200g de alcohol y 10ºC, el tiempo
de la ebullición es de 141.2 segundos a una temperatura de 78.1ºC y tiende a tomar
una tendencia lineal con R2=0.9985.
c) Benceno: (250w)-(200g)-(10°C)
T(ºC)
10
11.3
13.7
18
23.3
32.2
41.2
46.7
52.3
54.7
60.3
63.3
67.9
72.9
80.2
TEMPERATURA VS TIEMPO
90
80.2
80
TEMPERATURA(ºC)
t(s)
0
1.9
5.3
11.2
18.7
31.1
43.7
51.5
59.3
62.7
70.5
74.7
81.1
88.1
101.1
y = 0.7074x + 10.146
R² = 0.9996
70
67.9
63.3
60.3
72.9
54.7
52.3
60
46.7
50
41.2
40
32.2
30
13.7
20 11.3
10
10
18
23.3
0
0
20
40
60
80
100
TIEMPO(s)
Se observa en la gráfica que a 250w de potencia, 200g de benceno y 10ºC, el tiempo
de la ebullición es de 101.1 segundos a una temperatura de 80.2ºC y tiende a tomar
una tendencia lineal con R2=0.9996.
V.
CUESTIONARIO.
1. ¿Qué es la temperatura físicamente?
En física, la temperatura se refiere a una magnitud utilizada para medir la
energía cinética de un sistema termodinámico, que se genera con los
movimientos de las partículas que son parte del sistema. A mayor
movimiento, aumenta la temperatura, mientras que, a menor movimiento, la
temperatura tiende a disminuir.
120
2. ¿Se puede medir la temperatura del vacío? Explique
Si se puede medir la temperatura del vacío la explicación detallada,
Si bien en el espacio vacío no hay moléculas. Hay fotones de la radiación de
fondo cósmico, que constituyen una reliquia de los primeros tiempos del
universo. En efecto, unos 400 mil años después del Big Bang se Formaron
los primeros átomos de hidrogeno. Antes de eso, los electrones y fotones
chocaban entre sí formando una especie de fluido. A medida que la
temperatura del universo fue bajando, los electrones formaron átomos de
hidrogeno, y los fotones pudieron viajar libres por el universo.
De este modo, se podría decir que la temperatura del espacio vacío es 2,73
kelvin, que es equivalente a unos 270 grados Celsius bajo cero.
3. ¿Escalas termométricas y a cuál se de ellos se le considera absoluta?
Si le considera absoluta a la escala kelvin porque es la más empleada. Se
construye con base en la definición de temperatura relacionada con el
movimiento de las moléculas. Si las moléculas no se movieran, se tendría
una temperatura kelvin igual a cero o cero absolutos.
4. ¿Cómo varia la temperatura del ambiente a medida que aumenta la
altura sobre el nivel del mar?
Al aumentar la altitud la temperatura disminuye aproximadamente un grado
cada 154 metros (cada 180 en la zona intertropical), es debido a que
conforme ascendemos la presión es menor y un gas al perder presión pierde
temperatura. El aire por tanto al estar a menos presión esta más frio que en
las zonas bajas.
5. ¿A cuánto se considera la temperatura promedio de la tierra?
Somos conscientes de la gran variedad de climas existentes en la Tierra. Así,
hay una media de -20°C en Groenlandia, +25°C en el Sahara y +10°C en
nuestras latitudes. Cuando se calcula una media de todos estos valores
locales de la temperatura en todos los puntos del globo, se obtiene un valor
global de 14°C.
6. ¿Es importante la temperatura en la actividad humana? Explique y
ponga ejemplos
La principal fuente de calor para el organismo es, con diferencia, la
producción de calor metabólico (M). Incluso con una eficiencia mecánica
máxima, entre el 75 y el 80 % de la energía implicada en el trabajo muscular
se libera en forma de calor. En reposo, una tasa metabólica de 300 ml de O2
por minuto crea una carga térmica de aproximadamente 100 W. El trabajo en
estado estable con un consumo de oxígeno de 1 l/min genera
aproximadamente 350 W de calor, menos cualquier energía asociada al
trabajo externo (W). Incluso con una intensidad de trabajo leve o moderada,
la temperatura interna del organismo aumentará aproximadamente un grado
centígrado cada 15 min si no existe un medio eficaz de disipar el calor. De
hecho, las personas que están en muy buena forma física pueden producir
más de 1.200 W de calor durante un período de1a3 horas sin sufrir trastornos
por calor (Gisolfi y Wenger 1984).
VI.
VII.
RESULTADOS
Sustancia
Agua
Alcohol
Benceno
Punto de fusión
0ºC
-114.1°C
5.5ºC
Punto de ebullición
100ºC
78.37ºC
80.1ºC
CONCLUSION
En todas las gráficas se muestra el enfriamiento de un fluido tal como el
agua, alcohol y benceno, es decir hasta llegar a su punto de fusión, esto
se da ya que se cede energía en forma de calor al ambiente.
Mientras en el otro lado de la curva, de la temperatura como de tiempo se
incrementa la energía interna por tanto llega cada líquido a un punto de
ebullición.
VIII.
DISCUSION
En algunos procedimientos de practica hubo un margen de error mínimo,
lo cual nos indica algunos factores que alteraron el desarrollo en la
obtención de datos ya sea manipulación del material, etc.
IX.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
https://www.centroestudioscervantinos.es/propagacion-del-calor/
https://html.rincondelvago.com/temperatura_escalas.html#:~:text=En%20la%20esc
ala%20Rankine%2C%20el,del%20agua%20se%20pone%2080.
Frank Kreith & Mark S. Bohn.Principios de Transferencia de calor.página.
https://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calor.
