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Juan Ornia Alonso Nº21 1ºC
*En esta práctica vamos a demostrar el experimento de Joule a través de una simulación de la red.
Introducción
La experiencia de Joule pone de manifiesto laequivalencia entre dos formas de energía: la mecánica y la calorífica.
Hasta este experimento, el calor se medía en calorías (cal). Una caloría es el
calor que precisa intercambiar un gramo deagua para que su temperatura
cambie un grado.
La energía mecánica se mide en julios (J). Un julio es la energía que se obtiene cuando una fuerza de un newton kilogramo produce un desplazamiento deun metro.
Joule pone de manifiesto como la energía mecánica puede producir energía
calorífica y lo hace siempre en la misma proporción.
Esta equivalencia de energías se llama equivalentemecánico del calor. Vale:
1 cal = 4,18 J
1 J = 0,24 cal
Joule realizó su experimento utilizando una masa de agua M a una
temperatura inicial To, cuyo calor específico es 1 cal/ºC g, se calienta hastauna temperatura final Tf cuando unas paletas agitan el baño. El calor necesario Q es:
Q = M Ce (Tf – To)
Igualamos esta ecuación con la de la Ep que “desaparece”:
Mgh = mc (T-T0)
Se despeja elcalor específico del agua que estará expresado en J/kg·K
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Para mover esta paletas se aprovecha la energía mecánica de una masa M,
que cae desde una altura h, mediante un hilo que acciona delmovimiento de
giro. La energía mecánica implicada es energía potencial Ep que se libera es:
Ep = M · g · h
Joule demuestra mediante este experimento que entre ambas formas de
energía existeuna relación constante: el equivalente mecánico del calor.
El experimento
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Como vemos en la imagen, partimos de un recipiente térmicamente aislado que contiene una cierta cantidad de agua(en este caso yo voy coger la cantidad de 200ml para la realización de esta simulación).
Tenemos también un termómetro para medir su Tª, un eje con unas paletas que se accionan por la acción de…