Tecsup Anlisis Grafico. Determinacin de Calor

Tecsup Anlisis Grafico. Determinacin de Calor

INTRODUCCIN

El presente informe describe los objetivos, el plan, el desarrollo, su importancia, anlisis de resultados, observaciones y, conclusiones llevado a cabo en el curso de Fsica Laboratorio en Tecsup Lima.El presente informe pretende dar a conocer los resultados obtenidos tras la realizacin de la primera prctica de Laboratorio realizado por los alumnos de la especialidad de Mantenimiento de Maquinaria Pesada.Para la puesta en marcha de este informe se dividi en 2 partes: El primer integrante se dedic a lo que es el manejo de la computadora. El segundo integrante se dedic al resto del trabajo que se explicar ms adelante.Comenzaremos diciendo que esta nueva experiencia con el Data Studio nos llena de satisfaccin y a la vez de muchas preguntas, por lo cual el presente informe se busca explicar de la mejor manera posible lo ocurrido durante la sesin del laboratorio N1 acerca del Anlisis Grafico. Cantidad de Calor. Esta explicacin est precedida por un marco terico para poder profundizar el tema.Para realizar esta tarea es indispensable que tenga una excelente relacin de trabajo con el equipo, esto implica respeto, orden, y sobre todo el empeo posible para un mejor trabajo, de tal forma que los resultados sean los mejores posibles

1. OBJETIVOS

Aprender a usar el software Data Studio durante el Laboratorio Comprender los resultados dados por el software con la base matemtica aprendida en la teora. Aprender a reconocer las variables indicadas por el software Data Studio. Analizar la cantidad de Calor absorbido por el agua durante un intervalo de tiempo respecto a su masa.

2. FUNDAMENTOS TERICOSPara la experiencia realizada es importante tener en claro los grficos porque estas representan y analizan datos en Tecnologa. Debe ser correctamente utilizado para que sea bien interpretado y sea dems til.a) Eleccin de variables:En el plano nosotros encontramos los 2 ejes respectivos X e Y En el eje X colocamos las variables que podemos controlar. Es decir las variables independiente.En el eje Y. Colocamos las variables que dependen de los valores que tomen las variables independientes. Es decir las variables dependientes.b) Eleccin de escalas:El papel milimetrado consta de cuadraditos para lo cual nosotros tenemos que escoger un tamao adecuado para el grfico, (generalmente 1 hoja entera de papel milimetrado), Generalmente queremos que el grfico sea lo ms grande posible pero tambin debe ser fcil de interpretar. Por ello se aconseja que cada cuadradito del papel milimetrado sea de un nmero de subdivisin.c) Identificacin de datos y el grfico: Siempre primero se identifica la variable representada por su nombre o smbolo. As se podr colocar en el eje respectivo, ya sea dependiente/eje Y) o independiente. (Eje X)

3. MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO

Material Cantidad

Computadora personal con el programa Data Studio

Calculadora

Interface USB link

Sensor de temperatura

Balanza

Matraz 500 ml

Pinza universal

Nuez doble (3)

Varillas (2)

4. PROCEDIMIENTOS

A) Mtodo Grafico

En esta parte tomaremos como referencia los datos obtenidos de la relacin que hubo en la intensidad de corriente y voltaje aplicado a un dispositivo.

TABLA 1I (A)V (V)

0.52.18

1.04.36

2.08.72

4.017.44

Graficamos los puntos:

Calculamos la pendiente por cada dos pares de puntos de la Tabla 1:

Por lo tanto la pendiente seria: Tambin observamos que: (interseccin con el origen)

Cul es el significado de m en este grafico? Escriba dicho valor en unidades apropiadas.

Como m es una constante y sabemos que la ecuacin de Ohm es , se deduce que m seria la resistencia.

Cul es el significado de b en este grafico? Escriba dicho valor en unidades apropiadas.

Este valor de b nos indica que para una intensidad nula no hay voltaje en el circuito.

B) Uso de Data Studio

i. En esta parte de la experiencia aprenderemos a usar el Data Studio. Primero abrimos el software y ingresamos los datos de la Tabla 2TABLA 2Tiempo (s)Velocidad (m/s)

0.001.000

0.251.900

0.501.800

0.752.350

1.002.300

1.252.500

1.502.550

1.753.150

2.002.750

2.253.900

2.503.300

2.753.820

3.003.450

3.254.310

3.503.910

3.754.635

4.005.050

4.255.140

4.504.960

4.755.850

5.005.100

5.255.700

5.505.900

5.756.430

6.006.000

6.256.350

6.506.702

6.756.588

7.007.600

7.257.300

Despus introducimos los datos en el programa y los analizamos

Qu tipo de ajuste uso? Por qu?

Usamos el ajuste del tipo lineal porque observamos que los puntos graficados en el plano tendan a formar una recta.

Cul es el valor de la velocidad inicial? Qu variable es en la ecuacin?

El valor de la velocidad inicial segn la ecuacin de la recta seria:

La velocidad inicial seria la variable b ya que como el grafico es (V vs. t) observamos el valor de V cuanto , el cual es el valor de la velocidad inicial.

Cul es la aceleracin del mvil? Qu variable es en la ecuacin?

Segn la ecuacin la aceleracin del mvil es:

La variable que representa la aceleracin seria la pendiente m, ya q este valor es una constante.

Segn lo encontrado, Qu tipo de movimiento hizo el mvil?

Segn la experiencia verificamos que el mvil realizo un movimiento uniformemente variado (MRUV), donde su velocidad vara de acuerdo al tiempo.

Del men estadsticas obtenga los valores mximo y mnimo de la velocidad y la desviacin estndar.

De acuerdo al programa los valores mximos y mnimos serian:

ii. Ahora repetimos el procedimiento anterior con la Tabla 3.

TABLA 3Tiempo (s)Posicin (m)

0.000.85

0.250.85

0.500.50

0.751.85

1.001.60

1.253.55

1.502.05

1.755.30

2.004.65

2.255.10

2.506.49

2.755.80

3.009.04

3.259.25

3.5010.71

3.7510.50

4.0014.05

4.2512.25

4.5015.10

4.7516.30

5.0017.65

5.2519.95

5.5020.20

5.7522.40

6.0022.56

6.2525.35

6.5024.90

6.7528.85

7.0030.22

7.2532.50

Ahora analizamos el grafico obtenido.

Qu tipo de ajuste uso? Por qu?

Usamos el ajuste del tipo cuadrtico porque observamos que los puntos graficados tienden a formar una curva cuadrtica.

Cul es el valor de la velocidad inicial? Qu variable es en la ecuacin?

Segn la ecuacin cuadrtica el valor de la velocidad inicial es:

Como esta ecuacin est basada en la de: Observamos que la variable B representa la velocidad inicial

Cul es el valor de la posicin inicial? Qu variable es en la ecuacin?

Segn la ecuacin la posicin inicial es:

Segn la ecuacin de MRUV: Observamos que la variable C que es el trmino independiente, es la posicin inicial del mvil en el plano.

Cul es la aceleracin del mvil? Qu variable es en la ecuacin?

La aceleracin del mvil es segn la ecuacin cuadrtica encontrada es:

La aceleracin est representada por la variable A, igual que en los casos anteriores nos basamos en la ecuacin de MRUV ya que:

Del men estadsticas obtenga los valores mximo y mnimo de la velocidad y la desviacin estndar.

De acuerdo al programa los valores mximos y mnimos serian:

C) Aplicacin. Determinacin de la cantidad de calor.

En esta parte de la experiencia primero armamos el equipo con la varilla, la base y la nuez doble. Ahora conectamos el USB link a la computadora despus lo unimos con el sensor de temperatura. Llenamos el matraz con agua, luego lo pesamos en la balanza y anotamos su peso. Ahora ingresamos al programa Data Studio y conectamos el USB Link interface a la computadora. Encendemos la fuente calor y luego en el programa ponemos Iniciar y anotamos los datos y el grafico adjunto para determinar la cantidad de calor transferida al agua en un intervalo de tiempo.

Masa del agua (g)75.5Volumen del agua (cm3)80

Temperatura inicial (C)23.4

Temperatura final (C) 66.1

Tiempo total (minutos)6:12

De la pendiente de la grafica T vs. t, halle los valores del flujo de calor y de la cantidad de calor para cada caso Qu observas?

De la grafica obtenemos la pendiente:

Hallamos la cantidad de calor: Hallamos el flujo calor transferido:

De los resultados obtenidos podemos verificar que la cantidad de calor Q representa la cantidad total de calor transferida durante el intervalo de tiempo total que duro el experimento.Mientras que el flujo de calor nos representa como varia la cantidad de calor transferida durante pequeos intervalos de tiempo, observando que el flujo de calor se mantiene casi constante.

Cul es la razn de no llegar hasta los 100C?

Una de las razones para no llegar a los 100 C es que podemos daar el sensor de temperatura del USB link, tambin sabemos que a 100C el agua empieza a evaporarse y por tanto el experimento fallara.

5. Observaciones

En esta prctica de laboratorio nos dimos cuenta que un grafico trazado en papel nos tan exacto como uno hecho con el software Data Studio y por tanto se recomienda el uso de este software para futuros experimentos.

6. Conclusiones

Aprendimos a determinar la pendiente por el mtodo grafico trazando en el plano una tabla de datos experimental. Interpretamos cada una de las variables de las ecuaciones encontradas encontrndoles un significado terico. Deducimos que el ajuste cuadrtico es ms preciso que el ajuste lineal. Aprendimos el uso del software Data Studio y algunas de sus aplicaciones ms importantes. Verificamos que la cantidad de calor transferida experimentalmente se mantiene casi constante conforme varia el tiempo (Ecuacin Lineal).

7. BIBLIOGRAFIA

SEARS, ZEMANSKY, YOUNG, FREEDMAN (2004). FISICA UNIVERSITARIA (11 Edicin) (Volumen i). Mxico D.F., Mxico: Pearson. Transmisin de calor. (2012, 3) de marzo. Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de consulta: 18:44, marzo 16, 2012 from http://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3n_de_calor

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