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Ciencias Naturales Y Medio Ambiente GUIA DE LABORATORIO No 003

DOCENTE: Freddy Santiago Navarro TEMA: LEYES DE LA TERMODINAMICA OBJETIVO: El objetivo principal del trabajo es alcanzar la comprensión de algún tema de física de los que se enseñan en el secundario (en este caso las leyes de la termodinámica), mediante el desarrollo, la construcción y la prueba de un experimento simple realizable en el aula con elementos cotidianos, que permita estudiarlo y entenderlo. MATERIALES: 1. Vaso de precipitado (el vaso de precipitado utilizado en el experimento original el de 1 litro de capacidad). [1]. 2. Termómetro que alcance una temperatura mayor a los 100ºC (por lo menos uno). 3. Soporte para termómetro. 4. Agua fría (7ºC-10ºC), agua tibia (28ºC -30ºC) y agua caliente ( 100ºC). 5. Colorante (se pueden utilizar colorantes artificiales o tinta). 6. Cubetera (de las utilizadas para hacer hielo en el freezer o congelador). 7. Reloj o cronómetro. MARCO TEÓRICO: Para poder entender y realizar exitosamente el ex perimento primero se debe hacer una introducción a las leyes de la termodinámica. La termodinámica es la rama de la física que estudia la energía y la transformación entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un trabajo. 1. La ley cero de la termodinámica establece que si dos sistemas, Ay B, están en equilibrio termodinámico, y B está a su vez en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C se encuentran en equilibrio termodinámico. Este principi o fundamental se enunció formalmente luego de haberse enunciado las otras tres leyes de la termodinámica, por eso se la llamó ³ley cero´. 2. La primera ley de la termodinámica , también conocida como ley de la conservación de la energía enuncia que la energía es indestructible, siempre que desaparece una clase de energía aparece otra (Julius von Mayer). Más específicamente, la primera ley de la termodinámica establece que al variar la energía interna en un sistema cerrado, se produce calor y un trabajo. ³La en ergía no se pierde, sino que se transforma´. 3. La segunda ley de la termodinámica indica la dirección en que se llevan a cabo las transformaciones energéticas. El flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de temperatura más alta a aquellos de temperatura más baja. En esta ley aparece el concepto de entropía, la cual se define como la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir un trabajo. Esto es más fácil de entender con el ejemplo de una máquina térmica: Una fuente de calor es usada para calentar una sustancia de trabajo (vapor de agua), provocando la expansión de la misma colocada dentro de un pistón a través de una válvula. La expansión mueve el pistón, y por un mecanismo de acoplamien to adecuado, se obtiene trabajo mecánico. El trabajo se da por la diferencia entre el calor final y





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Ciencias Naturales Y Medio Ambiente

La segunda parte del e perimento Se prepara el vaso de precipitado con agua a temperatura ambiental. Toma la temperatura del agua para compararla luego con la temperatura final, introduciendo el termómetro en el agua y sosteniéndolo con el soporte para termómetro. Preparamos el reloj e introdu jimos el primer hielo en el agua. Pon a funcionar el termómetro, toma el tiempo que transcurre para desaparezca el hielo, junto con la temperatura en ese momento, no pares el cronometro. Sigue observando y espera que el colorante se disperse totalmente en el vaso, cuando esto ocurra para el cronometro y mide la temperatura (temperatura fi

Tercera parte del e perimento: Se prepara el vaso de precipitado con agua caliente. Se toma la temperatura del agua para compararla luego con la temperatura final, introduciendo el termómetro en el agua y sosteniéndolo con el soporte para termómetro. Preparamos el reloj e introdujimos el primer hielo en el agua. Pon a funcionar el termómetro, toma el tiempo que transcurre para desaparezca el hielo, junto con la tempe ratura en ese momento, no pares el cronometro. Sigue observando y espera que el colorante se disperse totalmente en el vaso, cuando esto ocurra para el cronometro y mide la temperatura (temperatura final)

CUESTIONARIO: 1. Que es la termodinámica 2. Explica con tus palabras las cuatro leyes de la termodinámica. 3. Brinda un ejemplo cotidiano donde se pueda aplicar las cuatro leyes de la termodinámica.

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 p EVALUACION:

Ciencias Naturales Y Medio Ambiente

Desarrolla los siguientes cuadros, según la practica realizada : Practica 1. Temperatura del Hielo Tiempo inicial Observación

AGUA FRIA ______ºC Temperatura del agua

Practica 2. Temperatura del Hielo Tiempo inicial Observación

AGUA AMBIENTE ______ºC Temperatura del agua

Practica 3. Temperatura del Hielo Tiempo inicial Observación

AGUA CALIENTE ______ºC Temperatura del agua

Tiempo hielo

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Temperatura Ambiental Tiempo Final

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Temperatura Ambiental Tiempo Final

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Temperatura Ambiental Tiempo Final

_____ºC

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