OBJETIVO:
Determinar experimentalmente la absorción de calor para una superficie
negra y blanca.
INTRODUCCION
El cambio de temperatura que sufre un objeto cuando absorbe una cantidad
determinada de energía esta determinado por su capacidad
calorífica.
Calor específico, es la energía calórica
necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en una cantidad
específica. La unidad estandar para medir el calor es la
caloría. Una caloría es la cantidad de energía necesaria
para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en un
ºC.
El agua absorbe grandes cantidades de calor que utiliza en
romper los puentes de hidrógeno. Su temperatura desciende
mas lentamente que la de otros líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Esta
propiedad permite al citoplasma acuoso sirva de protección para las
moléculas organicas en los cambios bruscos de temperatura.
La Transferencia de calor es el Proceso por el que se intercambia
energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes
partes de un mismo cuerpo que estan a distinta temperatura
. El calor se transfiere mediante convección,
radiación o conducción. Aunque estos
tres procesos pueden tener lugar simultaneamente, puede ocurrir que uno
de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor
se transmite a través de la pared de una casa fundamentalmente por
conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se
calienta en gran medidapor convección, y la Tierra recibe calor del Sol
casi exclusivamente por radiación .
CONDUCCIÓN: Flujo de calor a través de medios sólidos por
la vibración interna de las moléculas y de los electrones libres
y por choques entre ellas. Las moléculas y los
electrones libres de la fracción de un sistema
con temperatura alta vibran con mas intensidad que las moléculas
de otras regiones del
mismo sistema o de otros sistemas en contacto con temperaturas mas
bajas. Las moléculas con una velocidad mas alta
chocan con las moléculas menos excitadas y transfieren parte de su
energía a las moléculas con menos energía en las regiones
mas frías del
sistema.
CONVECCIÓN: Es el flujo de calor mediante corrientes dentro de
un fluido (líquido o gaseoso). La convección es el desplazamiento
de masas de algún líquido o gas. Cuando una masa de un fluido se calienta al estar en contacto con una
superficie caliente, sus moléculas se separan y se dispersan, causando
que la masa del
fluido llegue a ser menos densa. Cuando llega a ser menos denso se
desplazara hacia arriba u horizontalmente hacia una región
fría, mientras que las masas menos calientes, pero mas densas, del fluido descenderan o
se moveran en un sentido opuesto al del movimiento de la masa mas
caliente (el volumen de fluido menos caliente es desplazado por el volumen
mas caliente). Mediante este mecanismo los
volúmenes mas calientes transfieren calor a los volúmenes
menos calientes de ese fluido (unlíquido o un gas).
RADIACIÓN: Es la transferencia de calor por medio de ondas
electromagnéticas. No se requiere de un medio
para su propagación. La energía irradiada se mueve a la velocidad
de la luz. El calor irradiado por el
Sol se puede intercambiar entre la superficie solar y la superficie de la
Tierra sin calentar el espacio de transición.
Los ciclos de absorción trabajan generalmente con mezclas de dos
componentes donde una, es el fluido refrigerante y otra sirve como medio de absorción del fluido refrigerante. Son
ciclos operados por una fuente de calor. Es similar en
ciertos aspectos a los ciclo de compresión a vapor de una sola etapa.
Mecanicamente el condensador, la valvula de expansión y el
evaporador pueden ser idénticos a los usados en un
ciclo de compresión de vapor.
MATERIAL
Soporte universal
Mechero de bunsen
Termómetro
Cronometro
Superficie negra
Superficie blanca
PROCEDIMIETNO:
Llenamos la lata negra que hemos pintado y lijado, con agua hasta la tercera
parte de su capacidad. La colocamos sobre el soporte universal y medimos su
temperatura ambiente.
Colocamos los datos en una tabla, calentaremos y seguiremos haciendo lo mismo
cada dos minutos hasta llegar al punto maximo(ebullición).
En la lata blanca pasara exactamente lo mismo. Mediremos su temperatura cada dos minutos hasta llegar al punto
maximo.
Analizaremos los resultados y notaremos nuestras
observaciones.
TABLA DE RESULTADOS:
SUPERFICIE NEGRA
T (MIN) T ( C° )
0 21°
2 40°
4 45°
6 58°
8 62°
10 68°
12 79°
14 82°
16 90°
18 98°
SUPERFICIE BLANCA
T (MIN) T ( C° )
0 21°
2 32°
4 43°
6 50°
8 58°
10 62°
12 70°
14 78°
16 82°
18 89°
20 90°
22 98°
ANALISIS DE RESULTADOS:
Comprobamos que en la superficie negra, los minutos necesarios para que el agua
llegara a su punto maximo de calor fueron: 18 minutos.
Mientras que la superficie blanca tardo un poco mas en
llegar al punto maximo de ebullición del agua, fueron 22 minutos.
Con esto podemos decir que la superficie blanca tarda
mas en llegar al punto maximo de ebullición, que la superficie
negra.
CONLCUCIONES
La superficie negra absorvio mas rapido la cantidad de calor necesaria para la
ebullición del
agua.
El motivo por el cual la superficie negra absorvio mas calor fue que, absorvio
la totalidad de los colores del haz de la luz blanca,
provocando que absorba mas energía y suba su temperatura.
Por esto mismo decimos que la superficie blanca toma
menos energía haciendo que el aumento de su temperatura sea mas lento
que el negro.
En la superficie blanca hay una perdida de
energía, provocando que el aumento de su temperatura sea mas lenta
comparada con la negra.