Física Estadística y Termodinámica |
Calor y temperatura Calor específico de un sólido Equivalente mecánico del calor Calor de fusión Calor de vaporización Ley del enfriamiento de Newton Evaporación del agua Calentamiento periódico Recinto finito Cero absoluto de temperatura Medida de la presión atmosférica Oscilaciones de un globo Medida de la presión de vapor del agua (I) Medida de la presión de vapor del agua (II) |
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En esta página, se describe una experiencia que nos permiten determinar el calor de vaporización.
Medida del calor de vaporizaciónPara medir el calor de vaporización se coloca un recipiente metálico con una masa m de agua sobre un hornillo eléctrico de potencia P. La temperatura inicial del agua es Ta. A medida que transcurre el tiempo, se va elevando la temperatura del agua, hasta que entra en ebullición a 100 ºC. Anotamos el tiempo t1. El agua se evapora, disminuyendo el nivel de agua en el recipiente hasta que toda el agua se ha convertido en vapor. Anotamos el tiempo t2 que transcurre desde el comienzo de la ebullición hasta que se consume el agua.
Tendremos las siguientes relaciones P·t1=m·c·(100-Ta) donde Lv es el calor de evaporación del agua que trataremos de determinar, Eliminamos la cantidad desconocida P en el sistema de dos ecuaciones, y despejamos Lv.
Las pérdidas de calor son importantes (ley de enfriamiento de Newton) ya que la diferencias de temperatura entre el agua en ebullición y el ambiente es muy grande. Habría que tener en cuenta también, el calor absorbido por el recipiente, el agua que se evapora durante el proceso de calentamiento y el agua que se condensa en las paredes del recipiente. ActividadesPara
evitar una excesiva complejidad en la simulación de la experiencia, se ha
supuesto que las pérdidas de calor
son despreciables. Se introduce
Se pulsa el botón titulado Empieza Se observa como la temperatura del agua se va incrementando con el tiempo hasta que en el instante t1 el agua empieza a hervir. A partir de ese momento, el agua se va evaporando a la temperatura constante de 100ºC, empleando un tiempo t2 en dicho proceso. Usando los botones titulados Pausa/Continua y Paso se miden los tiempos t1 y t2. Ejemplo:
Tenemos que t1=78s y t2=604-78=526 s
La potencia efectiva P del hornillo eléctrico que se ha empleado en calentar y evaporar el agua es algo menos de 1000 W.
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Güemez, Fiolhais C., Fiolhais M. Revisiting Black's experiments on the latent heats of water. The Physics Teacher Vol 40, January 2002, pp. 26-31