Instituto Tecnológico de Apizaco

Ingeniería Electrónica

Tópicos Selectos de Física

Equilibrio TérmicoLey cero de la Termodinámica

Cristina Melissa Flores C.Gustavo Gutiérrez M.

Adrian Luna Palma

2do Semestre

OBJETIVO GENERAL

El objetivo de este experimento es demostrar el equilibrio térmico entre dos líquidos (H20) a diferentes temperaturas y, de igual forma, dar a conocer las

causas que tiene sobre la fauna de un lago.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA

TEMPERATURA:La temperatura es una magnitud proporcional a la energía cinética promedio de las partículas en un cuerpo.

EQUILIBRIO TERMICOCuando un cuerpo caliente entra en contacto con un cuerpo frío hay un intercambio de energía (del más caliente al más frío), debido a que las partículas del cuerpo caliente tienen más energía en promedio que las partículas del cuerpo frío.  Dos cuerpos están en equilibrio térmico, cuando sus partículas no intercambian una cantidad neta de energía, siendo por consiguiente, iguales sus temperaturas.  

EFECTOS SOBRE LA FAUNA DE UN LAGO

La temperatura es un factor de importancia en todos los seres vivos, procesos biológicos y ecológicos.Los animales de sangre caliente regulan y mantienen una temperatura estable. Los animales de sangre fría (peces, anfibios y reptiles) no poseen de esta capacidad y dependen del medio externo para regular su temperatura.

En el caso de los peces, el intercambio de calor es el agua, buscando aguas más frías o calientes de acuerdo a su necesidad.

La temperatura influye sobre su actividad, apetito, digestión, desarrollo, crecimiento y enfermedades.

La tolerancia de un pez a las temperaturas límite depende de sus características genéticas y de las condiciones ambientales a las que estuvo expuesto a lo largo de su vida.

Debido a estas diferencias de tolerancia entre cada especie de pez dentro de un lago, sucede la adaptación de las poblaciones, en cuyos casos algunas especies desaparecen y otras sobreviven.

RESUMEN

Se consiguieron dos recipientes con H2O a distintas temperaturas T1=52.7

˚C y T2= 24.2˚C.

La fórmula que describe el equilibrio térmico es: T1 + T2 / 2. Es decir, la

temperatura que ambos sistemas “aislados” deben alcanzar de tal forma que no haya un intercambio de flujo de calor.

Entonces: (52.7 ˚C + 24.2˚C)/ 2 = 38.45˚C. Este resultado es el predicho para el equilibrio térmico de ambos líquidos. Por medio del experimento se intentara comprobar esta deducción teórica.

METODOLOGÍA1. Para la parte teórica usamos de la formula ya mencionada, obtuvimos

de forma teórica el equilibrio térmico de ambos sistemas. (38.45 ˚C)

2. Para el experimento conseguimos dos líquidos a temperaturas iniciales diferentes (T1=52.7 ˚C y T2= 24.2˚C.)

3. Vertimos ambos líquidos en recipientes de vidrio individuales y se colocan uno dentro del otro para que exista un flujo de calor.

4. Realizamos registros de las temperaturas cada minuto para verificar cambios en cada uno por medio de un termómetro electrónico (Phywe).

5. Ejecutamos la estadística descriptiva de los datos obtenidos en el experimento y obtuvimos una gráfica usando Excel.

6. Posteriormente vertimos ambos líquidos (con iguales condiciones iniciales) en un contenedor de material adiabático y tomamos su temperatura con termómetro electrónico (Cobra3) conectado a una PC para obtener una gráfica del equilibrio térmico.

MATERIAL

Termómetro Electrónico Cobra3 Vaso de precipitados Cronometro Contenedor Adiabático Soporte universal

Tenazas Frasco de vidrio pequeño

RESULTADOS

22,80715 26,70715 30,60715 34,50715 38,40715 42,30715 46,20715 50,10715 y mayor...

0

5

10

15

20

25

30

35

0

22

33

20

1 21 1

0

Frecuencia

Clase Frecuencia22.80715 026.70715 2230.60715 3334.50715 2038.40715 142.30715 246.20715 150.10715 1

Columna1

Media 29.44125Error típico 0.4677636Mediana 28.65Moda 25.7Desviación e 4.1838052Varianza de l 17.504226Curtosis 7.8196754Coeficiente d 2.3576019Rango 24.3Mínimo 24.9Máximo 49.2Suma 2355.3Cuenta 80Mayor (1) 49.2Menor(1) 24.9Nivel de con 0.9310602

24,46428 25,53571 26,60714 27,67857 28,74999 29,82142 30,89285 31,96428 33,03571 y mayor...0

2

4

6

8

10

12

14

0

10

13

11

8

10 10

12

6

0

Frecuencia

Clase Frecuencia24.46428 025.53571 1026.60714 1327.67857 1128.74999 829.82142 1030.89285 1031.96428 1233.03571 6

y mayor... 0

Columna1

Media 28.4925Error típico 0.2628157Mediana 28.35Moda 32.2Desviación e 2.3506948Varianza de l 5.5257658Curtosis -1.3579436Coeficiente d 0.1061162Rango 7.5Mínimo 25Máximo 32.5Suma 2279.4Cuenta 80Mayor (1) 32.5Menor(1) 25Nivel de con 0.5231215

CONCLUSIONES

El equilibrio térmico funciona si se tienen dos sistemas aislados, es decir, si no existen perdidas de calor hacia el ambiente o si el sistema 1 se encuentra en equilibrio con su entorno.

El equilibrio térmico afecta a diferentes especies marinas debido al cambio de temperatura que causa. Si se vierten desechos con mayor temperatura en un lago con una menor, ese cambio de temperatura que implica el equilibrio puede afectar el punto de tolerancia de los peces que habitan ahí.

BIBLIOGRAFÍA

1. http://www.rena.edu.ve/TerceraEtapa/Fisica/TempEquilibrio.html (Red Escolar Nacional) Temperatura y Equilibrio Térmico Ministerio del Poder Popular para Ciencia, Tecnología e Industrias Intermedias del Gobierno Bolivariano de Venezuela. Fecha de consulta: Feb. 25, 2011.

2. http://www.flyfishing-argentina.com/ecologia/ salmonidosytemperatura.html Temperatura: Supervivencia y Comportamiento de los salmónidos Alejandro Del Valle, Director del CEANFecha de consulta: Feb. 26, 2011.