Calentando con agua caliente
En este experimento se van a realizar mezclas de agua fría y agua caliente en un vaso termostático para comprobar la conservación
de la energía y su efecto en la temperatura de la mezcla final.
Enlace al guión de laboratorio.
Material- Vaso termostático- Dos termómetros - Vaso de precipitado de 400 cm3 - Mechero, rejilla y soporte - Probeta de 50 o 100 cm3 |
.
El vaso termostático suele ser parte del material habitual de los equipos de termología o de mecánica. |
Comentarios a la preparación del montaje
PRECAUCIÓN. Si se trabaja con fuego y con agua caliente hay que tomar las precauciones adecuadas. Conviene tener a mano pomada para quemaduras.
El vaso termostático viene con una tapa que completa el aislamiento. En este experimento se trabaja con temperaturas bajas,
es poco útil y molesta bastante para la manipulación. Es perfectamente prescindible.
Tener en cuenta el calor absorbido por el vaso termostático complica muchísimo el experimento, más aún en el nivel de secundaria.
Se puede omitir si se trabaja con bajas temperaturas y pequeños incrementos de la temperatura.
Por eso conviene utilizar masas de agua fría grandes y masas de agua caliente pequeñas, que producen pequeños incrementos de la
temperatura. Por el mismo motivo, se ha de leer la temperatura máxima que se obtiene en el momento de la mezcla, antes de que el
vaso absorba calor para ponerse a la nueva temperatura.
Es importante tener en cuenta que al pasar el agua caliente a la probeta, que está fría, la temperatura del agua bajará.
Por eso hay que medir la temperatura del agua caliente en la probeta justo antes de añadirla al vaso.
Aspectos didácticos
Este trabajo pretende:
- Observar los grandes cambios de temperatura que produce el agua caliente por su elevado calor específico.
- Comprobar la conservación de la energía en los intercambios de calor.
- Comparar los resultados teóricos y los experimentales, justificando su diferencia.
Es muy interesante hacer ver que pequeñas cantidades de agua caliente provocan grandes elevaciones de temperatura, sobre todo si se comparan con
las que producen masas iguales de otros sólidos calientes.
Conviene hacer ver que lo que en el laboratorio llamamos vaso termostático es un termo doméstico, con el que están familiarizados.
Desmontar un termo o vaso termostático y hacer ver cómo está diseñado para evitar la conducción (doble pared), la convección (hecho
el vacío entre las dos paredes) y la radiación (paredes plateadas) y así reducir al mínimo la transmisión de energía a través de sus paredes.
Hay que hacer ver que la temperatura teórica calculada será siempre superior a la experimental debido a que en el laboratorio son
inevitables las fugas de energía.
Los alumnos de secundaria suelen haber estudiado cálculos con mezclas en matemáticas. Para ellos es mucho más fácil calcular la temperatura
final por ese método: tfinal = tanto por uno mfría· tfríafría + tanto por uno mcaliente· tcaliente.
Sin embargo, hay que hacerles ver que este método está limitado a mezclas de agua y no sirve para un sólido caliente en agua fría.
 Material necesario |
 Medición de la temperatura del agua caliente en la probeta |
