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    UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS CURSO BÁSICOFACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO DE FÍSICA BÁSICA II (FIS 102)

    EQUIVALENTE ELECTRICO

    INDICE1. OBJETIVOS:......................................................................................................................2

    2. ANTECEDENTES...............................................................................................................2

    3. INTRODUCION.................................................................................................................3

    4. FUNDAMENTO TEÓRICO:.................................................................................................4

    4.1. CALORÍMETRO...........................................................................................................5

    4.2. DESCRIPCION............................................................................................................ 5

    4.3. MÉTODO DE LAS MEZCLAS PARA DETERMINAR C:...................................................!

    4.4. CORRECCIÓN DE LA TEMPERATURA M"#IMA ALCANZADA:..........................................!

    5. MATERIAL $ EQUIPO:.......................................................................................................%

    &. PROCEDIMIENTO:............................................................................................................%

    &.1. P'()*+,+)-( *)/ ,0(*( *) / ,)/ D))',+-+- *) C6...........................%

    &.2. P'()( *) /)-,+)-( D))',+-+- *) J6.......................................................%

    !. PRESENTACION DE RESULTADOS:....................................................................................%

    !.1. PARAMETROS O CONSTANTES $ DATOS..................................................................17

    !.2. CALCULOS............................................................................................................... 11

    8. DISCUSIÓN DEL E#PERIMENTO......................................................................................22

    %. CONCLUSIONES............................................................................................................. 22

    17. BIBLIO9RAFÍA.............................................................................................................23

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    1. OBJETIVOS:• E*+' / ')/+- )-') )/ '; /('?. E*+(

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    2. ANTECEDENTES

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    "a má# ro!a!le oini$n re#ecto a la naturale%a del cal$rico e# &ue e# en e#encia un fuido

    de gran #utile%a' la# art(cula# del cual #e reelen una# a otra#' ero &ue #on atra(da# or 

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    3. INTRODUCION

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    &.2. DESCRICION

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    &.3. $6TODO DE 0AS $E7C0AS ARA DETER$INAR Cc:

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    -. ROCEDI$IENTO:

    -.1. rocedi=ie>to del =?todo de la/ =e@cla/ Deter=i>ació> de Cc.I. M)*+' / , *)/ /('?,)'(G (- +*('G )',,)'( > ')+)-+.

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    -.2. roce/o de cale>ta=ie>to Deter=i>ació> de J

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    7.1.1. Capacidad calórica del calorímetro.M *)/ /('?,)'( +-/+*( )',,)'( >

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    M *)/ /('?,)'( //)-( *) :

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    M *)/ +'=+)-*(:

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     T1  18 \C]

     T2  87 \C]

     T)H  42 \C]

    M2  347.1 \]

    ,2  115.5 \]

    7.1.2. Equivalente mecánico del calor:

    M *)/ /('?,)'(:

    M *)/ /('?,)'( > :

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    =i>T C N

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    1 5G7 24 2! 13G7 3% 42 21G7 51 58 4%G7 4!11 5G5 25 27 13G5 3% 43 214 42 59 52G7 4!12 &G7 2& 28 14G7 47 44 22G5 51 ! 55G7 4&G813 &G5 2! 29 14G5 41 45 23G5 51 !1 58G7 4&G514 !G7 28 3 15G7 42 4! 24G5 57 !2 &1G7 4&G315 !G5 2% 31 15G5 42 47 25G7 57 !3 &4G7 45G81! 8G7 37 32 1&G7 43 48 2&G7 57 !4 &!G7 45G4

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    !5 !7G7 45

    5.2. CA0CU0OS.a C(- /( *( )@)'+,)-/) (;)-+*(G (-'+' / ' T .

    00 100 200 !00 "00 #00 $00 %001$

    21

    2$

    !1

    !$

    "1

    "$

    #1

    TE$ERATURA VS TIE$O

    TEM&ERATURA VS TIEM&O

    Tiempo [s]

    Temperatura [ºC]

    "ara que la #rá$ca %al#a con má% e&actitud de%cartaremo% lo% dato%

    e&perimentale% de la temperatura repetido%:

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    =i>T C N

    t

    =i>T C N

    t

    =i>T C N

    t

    =i>T C

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    5 3G5 22 1! 17G7 33 27 1!G5 4& 38 52G7 4!! 4G7 23 17 17G5 34 28 18G7 4! 39 55G7 4&G87 5G7 24 18 11G7 35 29 1%G7 48 4 58G7 4&G58 5G5 25 19 12G7 3& 3 1%G5 4% 41 &1G7 4&G39 &G7 2& 2 12G5 38 31 27G5 57 42 &4G7 45G8

    1 &G5 2! 21 13G5 3% 32 21G7 51 43 &!G7 45G411 !G7 28 22 14G7 47 33 214 42 44 !7G7 45

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    TE$ERATURA VS TIE$O

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    ]

    21

    4

    23

    4

    32 3, &3 42 44 4, -1 -& -5 59

     T

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    52 51 57 4% 48 4! 4&G

    8

    4&G

    5

    4&G

    3

    45G

    8

    45G

    4

    45

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    TE$ERATURA VS TIE$O

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    UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS CURSO BÁSICOFACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO DE FÍSICA BÁSICA II (FIS 102)

    + 48 43G7 3G8!1184%G7

    7

    14G%

    %

    1&&G4

    &

    , 4! 52G7 3G8572!74G7

    7

    14G8

    2

    277G2

    1

    4&G8 55G7 3G84&3725G7

    7

    14G!

    %

    211G5

    2

    4&G5 58G7 3G83%33&4G7

    7

    14G!

    4

    222G&

    %

    6 4&G3 &1G7 3G8353!21G7

    7

    14G!

    1

    233G%

    4

    10 45G8 &4G7 3G82447%&G7

    7

    14G&

    3

    244G!

    5

    11 45G4 &!G7 3G81& 448%G77

    14G5&

    255G&4

    12 45 !7G7 3G87!4%77G7

    7

    14G4

    %

    2&&G4

    !

    <572

    8

    585

    4!38

    31!3

     5

    179

    25

    2252

    11

    (   )

    ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )

    2

    22

    2

    !1$!0#0 "$!' #'#0 22#21112 !1$!0#0 #'#0

    "00#

    t T t tT   A

    n t t 

     A

     A

    −=

    × − ×=× −

    =

    ∑ ∑ ∑ ∑

    ∑ ∑   (   )

    ( ) ( ) ( )( ) ( )

    22

    2

    12 22#211 #'#0 "$!'12 !1$!0#0 #'#0

    0002

    n tT t T   B

    n t t 

     B

     B

    −=

    × − ×=× −

    = −

    ∑ ∑ ∑

    ∑ ∑

    SEMESTRE 2 / 2013 GRUPO D Página 1,

  • 8/18/2019 INFORME_EQUIVALENTE ELECTRICO.docx

    17/27

     ) ( ,n-)

     ) ( e ) 0 ) ( e4.5 0 ) ( 54.87

    ' ( )e*t 

    ' ( 54.87 

    e .29  t 

    Se comro!$ &ue = e# negati>o e# or&ue la cur>a e# decreciente?

    c D)'+=-*( / )+- *)/ )-'+,+)-( '))( *)/ +),( ) (;+)-):

      (2) * Bt dT 

     ABe donde K ABdt 

     − = = ÷  

    C(- /( =/(') ,)*+*( )@)'+,)-/,)-)G (;)-)' - ;/

    dT t 

    dt 

     − − ÷  G (-'+'

    ' > (;)-)' / )+- *) / '). P' /-( //( (-+*)'') H)

    dT  Z 

    dt 

     − = ÷  6

    - 1 2 3 4 5 & ! 8 % 17 11 12

    \,+-]21G5 23G5 32 38 43 52 55 58 &1 &4 &! !7

    Z914

    19

    7G148

    7

    7G145

    7

    7G142

    77G138%

    7G135

    8

    7G135

    1

    7G134

    1

    7G133

    &

    7G132

    7

    7G131

    7

    7G12%

    8

    n @ 

    7min

     9

       t   @t 

    1 91419

    214 7G72

    4&2G25 3G25

    27G14

    8723G5

    7G7

    2552G25

    3G4

    8

    37G14

    5732G7

    7G7

    2

    1724G7

    7

    4G&

    4* 7G14 38G7 7G7 1444G7 5G4

  • 8/18/2019 INFORME_EQUIVALENTE ELECTRICO.docx

    18/27

    27 2 7 7

    +7G13

    8%43G7

    7G7

    2

    184%G7

    7

    5G%

    !

    ,7G13

    5852G7

    7G7

    2

    2!74G7

    7

    !G7

    &

    7G13

    51 55G77G7

    2

    3725G7

    7

    !G4

    3

    7G13

    4158G7

    7G7

    2

    33&4G7

    7

    !G!

    8

    67G13

    3&&1G7

    7G7

    2

    3!21G7

    7

    8G1

    5

    107G13

    27&4G7

    7G7

    2

    47%&G7

    7

    8G4

    5

    117G13

    17

    &!G77G7

    2

    448%G7

    7

    8G!

    812

    7G12

    %8!7G7

    7G7

    2

    4%77G7

    7

    %G7

    %

    1!!585

    23

    31!3

    5

    79

    4!

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    19/27

    20 !0 "0 #0 $0 %0012'0

    01!!0

    01!'0

    01"!0

    01"'0 -& ( & / .1!6 ( .99

    DERIVADA DE 0A TE$ERATURA VS TIE$O

    DERIVADA DE LA TEM&ERATURA VS TIEM&O

    L+,-a. (DERIVADA DE LA TEM&ERATURA VS TIEM&O)

    Tiempo [s]

    Derivada de la temperatura (-dT/dt)

    _//' / )+- *) / '):

    (   )( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( )

    (   )( ) ( ) ( )

    ( ) ( )

    2

    2 2

    2 2

    2 2

    !1$!0# 1$$ #'#0 %"$ 12 %"$ #'#0 1$$

    12 !1$!0# #'#0 12 !1$!0# #'#0

    01$1 0000#

    t Z t tZ n tZ t Z  a b

    n t t n t t  

    a b

    a b

    − −= =

    − −× − × × − ×

    = =× − × −

    = = −

    ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑

    ∑ ∑ ∑ ∑

    01$1 0000#dT 

    t dt 

     − = − × ÷  

    d L /)> *) )-'+,+)-( *) -)(- ) ** ('.

    ( )adT   K T T dt   − = − ÷  

    C(- /( =/(') ,)*+*( *) T > (,-*( )- )- / ),)'' ,;+)-/ ' a (;)-)' /

    ;/ ++)-). T),)'' *)/ ,;+)-) ' a ( 22 C

  • 8/18/2019 INFORME_EQUIVALENTE ELECTRICO.docx

    20/27

    n @ T  ' a -'

    ' a 1 914

    19

    42 22 399

    2 7G14

    87

    51 22 289

    3 7G14

    57

    57 22 2,9

    * 7G14

    27

    4% 22 259

    + 7G13

    8%

    48 22 2-9

    , 7G13

    58

    4! 22 249

    7G1351

    4&G8

    22 2&,

    7G13

    41

    4&G

    5

    22 2&4

    6 7G13

    3&

    4&G

    3

    22 2&3

    10 7G13

    27

    45G

    8

    22 23,

    11 7G13

    17

    45G

    4

    22 23&

    12 7G12

    %8

    45 22 239

    e C(-'+' '. V)'+' ) - '). . 36

  • 8/18/2019 INFORME_EQUIVALENTE ELECTRICO.docx

    21/27

    22$ 2!$ 2"$ 2#$ 2$$ 2%$ 2'$ 2$012'0

    01!!0

    01!'0

    01"!0

    01"'0

     f(x) = 0x + 0.06 

     R² = 1

    -dT/dt vs (T - Ta)

    /Tt s T / Ta L+,-a. (/Tt s T / Ta)

    (T - Ta) [ºC]

    -dT / dt 

    "a graAca #ali$ como indica en la Ag? 3' #e dato# e4erimentale# .a>ora!le#?

    C(- >* *) ) /+, ' > (* / +-(',+- -)'+('G ))' /

    ('')+- *) / ' T [ *)/ )-'+,+)-( ' (-+*)'' / 0'*+* *) /('+ )/ ,)*+( ,;+)-). L/)-' - ;/ ),)

  • 8/18/2019 INFORME_EQUIVALENTE ELECTRICO.docx

    22/27

    9 K2 42 51 51G5 91419 7G3727 &G85%85!G85%

    8

    2 K 194 51 57 57G5 7G1487 1G2587 &G55!85&G55!

    8194 K

    1-4

    57 4% 4%G5 7G1457 7G8!77 5G2%%854G2%%

    81-4 K

    2144% 48 48G5 7G1427 7G!177 4G42%8

    52G42%

    8214 K

    39448 4! 4!G5 7G138% 1G2571 3G!1%8

    57G!1%

    8394 K

    3344! 4&G8 4&G% 7G1358 7G47!4 2G4&%!

    4%G2&%

    !334 K

    3-44&G8 4&G5 4&G&5 7G1351 7G4753 2G7&23

    48G5&2

    3

    3-4 K384

    4&G5 4&G3 4&G4 7G1341 7G4723 1G&5!7 4!G%5!7

    384 K

    &244&G3 45G8 4&G75 7G133& 7G4778 1G254!

    4!G754

    !&24 K

    &4445G8 45G4 45G& 7G1327 7G3%&7 7G853%

    4&G253

    %&44 K

    &,445G4 45 45G2 7G1317 7G3%37 7G45!%

    45G45!

    %&,4 K

    &8 45 45 45 7G12%8 7G7&4% 7G7&4%

    45G7&4

    %< !8598

    [ ]3a4

    $'#'

      #2 $'#' #''#' 5

    b

     R

     f R f f  

    T T t 

    T T 

    T T T T T C  

    ∆ ∆ = ∆ ∆

    ∆ = ∆ =

    = + ∆ ⇒ = + ⇒ =∑

    * D))',+-' ,)*+-) / )+- 86 )/ /(' -*( (' )/ /('?,)'( > )/ )-

    /('?.

  • 8/18/2019 INFORME_EQUIVALENTE ELECTRICO.docx

    23/27

    2 2

    1

    1

    ( )

    ( )

    11#6# 1 ('0 "2)5

    126" 1

    ("2 1') 5

    #!6"%#5

    a eq

    c a

    eq

    c

    c

    m C T T  C m C 

    T T 

    cal  g C 

    cal  g C C g 

    C g C cal 

    C C 

    × × −= − ×

    × × − °= − ×

    − ° =

    ( )

    [ ]

    ( ) ( )

    '0 1' 5 #!6 "%# 126" 15 5

    11!!'62#

     f i c a aQ T T C m C  

    cal cal  Q C g 

    C g C 

    Q cal  

    = − × +

     = − × + × ÷  

    =

    H D))',+-' ,)*+-) / )+- 46 / )-)'? )/0'+ ,+-+'* )- J(/).

    ( )[ ]

    [ ]

      [ ]

    [ ]

    [ ]

    2

    21#60!

    1201"#

    1

    200%"60 "61'$

    "'0106%

    V  E t 

     R

    v E s

    cal 

     E J   J 

     E cal 

    = ×

    = ×Ω

    = ×

    =

    i D))',+-' )/ )H+=/)-) ,)-+( *)/ /('.

    [ ][ ]

    "'010% 

    11!!'62#

      "2!"

    cal  E E  J J J 

    Q cal  Q

     J 

    = ⇒ = ⇒ =

    =

    ERRORES EN 0AS $EDICIONES

    a CaGacidad calorí)ca del calorí=etro:

    C(,( / +/-) H) '(*) / /('?,)'( -( ) )')G ) ('++-- )'*+* *)

    /(' + )/ ,)*+( ,;+)-).

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    24/27

    C m C m C T T  

    T T c aa eq

    eq

    + ⋅ =  ⋅ ⋅ −

    −12 2

    1

    ( )

    ( )

    S-*( /('+,( ,;( ,+),;'(:

    ( )   ( )   (   )   (   )1 2 2 1( )c a a eq eq In C m C In m In C In T T In T T + × = + + − − −

    D+)')-+-*(:

    ∆ ∆ ∆   ∆   ∆   ∆   ∆( )

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

    C m C 

    C m C 

    m

    m

    T T 

    T T 

    T T 

    T T 

    c a

    c a

    a

    a

    eq

    eq eq

    eq

    eq eq

    + ⋅

    + ⋅  = + +

    −  +

    −  +

    −  +

    1

    1

    2

    2 2

    2

    2 1

    1

    1

    P' )) (:

    ∆ T2  ∆ T1  ∆ T)H  ∆ T 7G5C

    ∆ ∆ ∆ ∆( )

    ( )

    ( )

    ( ) ( )

    C m C 

    C m C 

    m

    m

    T T T 

    T T T T  

    c a

    c a

    a

    a eq eq

    + ⋅

    + ⋅   = + +

    − ⋅ −

    1

    1

    2

    2

    2 1

    2 1

    2

    C(,( )/ =/(' *)/ /(' ))?( *)/ ) /( )*) (-()' (- ')/+= )@+*G

    )''(' ')/+=( ) *)')+;/). A*), ) )*) ',' H) )/ )''(' H) ) (,)) /

    ,)*+' / , ),/)-*( / ;/- *)/ /;('('+( ) *)')+;/) ')-) / H) )

    (,)) ,+*+)-*( / ),)''. P(' /( -( (/( ) (-+*)'' )/ )''(' *);+*( /

    ),)'' )- )/ //( *) )''(').

    ∆ ∆C C 

    T T T 

    T T T T  

    c

    c eq eq=

      −

    − ⋅ −

    2 2 1

    2 1

    ( )

    ( ) ( )

    [ ] [ ]( ) [ ]   ( ) [ ]

    2 1

    2 1

    2 ( )

    ( ) ( )

    2 06# (% 1!)#!6"%#

    5 '0 "2 "2 1'

    060%2

    5

    c c

    eq eq

    c

    c

    T T T C C 

    T T T T  

    C C cal C 

    C C C 

    cal C 

    ∆ −∆ =  

    − × − × ° × − °

    ∆ = ×− ° × − °

    ∆ =

    ( )#!6"%# 060%25

    c

    cal C 

    = ±

    Calor *a>ado Gor el calorí=etro:

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    25/27

    1( ) ( ) f i c aQ T T C m C  = − × +

    7, 7,( ) 7,( )

    ( )

    ( ) ( )

    Q C m C T T  

    Q

    Q

    C m C 

    C m C 

    T T 

    T T 

    c a f i

    c a

    c a

     f i

     f i

    = + + −

    =  +

    +  +

    +

    1

    1

    1

    ∆   ∆   ∆ ∆

    C(,( ∆ T   ∆ T1  > ) *)')+ )/ )''(' *) / , )- (,'+- (- )/ )''(' H) )

    (,)) / ,)*+' / ),)'' )-),(:

    ∆   ∆   ∆Q

    Q

    C m C 

    T T 

    c

    c a f i

    =+

      +−( ) ( )1

    2

    ( )   (   )

    ( ) ( )

    1

    2

    060%2 2 06#11!!'62#

    #!6"%# !"06" 1 '0 1'

    1'"#

    c

    c a   f i

    C    T Q QC m C    T T 

    Q cal  

    Q cal  

    ∆   ∆ ∆ = ++   −

    ×∆ = + + × −

    ∆ =

    ( ) [ ]

    ( ) [ ]

    11!!'62# 1'"6#

    116!!' 061'#

    Q cal  

    Q Kcal  

    = ±

    = ±

    c E>er*ía el?ctrica /+=i>i/trada:

     7SegBn lo# materiale# utili%ado# #e #a!e &ue C 0?1> R 0?1 t 0?1 #9

    ( )  ( )

    2

    2

    2

    2 061 061 061"'0106%

    1#60! 1"# 216#

    "1%!62'

    V t  E 

     R

     E V R t 

     E V R t 

    V R t  E E V R t 

     E 

     E 

    =

    ∆ ∆ ∆ ∆= + +

    ∆ ∆ ∆ ∆ = × + + ×

    ∆ = × + +

    ∆ =

  • 8/18/2019 INFORME_EQUIVALENTE ELECTRICO.docx

    26/27

    ( ) [ ]

    ( )   [ ]""'0106% "1%!6 2'

    "6'011 06"1% 10

     E cal 

     E cal 

    = ±

    = ± ×

    d EL+iale>te =ecM>ico del calor:

    06 "1% 061'#"62!"

    "6'011 116!!'

    06"!%

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  • 8/18/2019 INFORME_EQUIVALENTE ELECTRICO.docx

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