practica 2 ley cero de la termodinamica

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Universidad Nacional Autónoma de México 
Facultad de Estudios Superiores 
Plantel Aragón 
 
INGENIERIA INDUSTRIAL 
 
LABORATORIO “Aplicaciones de Propiedades de la Materia” 
 
REPORTE DE PRACTICA N.2 
 
TEMA: LA LEY CERO DE LA TERMODINAMICA. 
 
SUBTEMA: LA LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA, 
CALOR Y TEMPERATURA.SIÓN. 
 
GRUPO:8027 
 
NOMBRE DEL PROFESOR: VELAZQUEZ VELAZQUEZ DAMASO 
 
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
 
FECHA DE ENTREGA: 03 DE NOVIEMBRE DEL 2020 
 
 
 
 
 
índice 
 
1.-objetivo de la practica…………………..3 
2.-actividades…………………………….….3 
3.-desarrollo de la practica…………….….3 
4.-materiales que se utilizaron……………4 
5.-tabla de lecturas………………………….5 
6.-hoja de calculo……………………………6 
7-cuestionario final…………………….……8 
8.-conclusión…………………………….….11 
9.-fuente bibliográfica……………….…….11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.-Objetivo de la practica 
a) Demostrará la ley cero de la termodinámica. 
b) Cuantificará la cantidad de energía que una sustancia de trabajo cede o recibe. 
c) Determinará la temperatura de equilibrio de las sustancias de trabajo. 
2.-actividades 
1) Demostrar la ley cero de la termodinámica, poniendo en contacto dos 
sustancias de trabajo a diferentes temperaturas. 
2) Determinar la cantidad de energía ganada y cedida de las sustancias de 
trabajo. 
3) Determinar la temperatura de equilibrio de las sustancias de trabajo, de manera 
teórica y de manera experimental. 
3.-desarrollo de la práctica 
1. Calibrar la balanza. 
2. Medir la masa del matraz .Anotar su valor en la tabla 2.1A, así como sus 
equivalencias en la tabla 2.1B. 
3. En la probeta medir 250ml de agua y verterlo en el matraz, medir su masa. 
Anotar su valor en la tabla 2.1A. La diferencia nos da la masa del agua en el 
matraz. Esto es: masa del agua caliente en el matraz = masa del matraz con agua 
– masa del matraz. Anotar su valor en la tabla 2.1A. 
4. Colocar el tapón bihoradado con el termómetro en la boca del matraz. 
5. Medir la masa del calorímetro. Anotarla en la tabla 2.1A, así como sus 
equivalencias en la tabla 2.1B. 
6. Coloca el matraz en la parrilla. (Tener cuidado de que el termómetro no toque 
las paredes del matraz), ver la figura 2.1. Conecte la parrilla al suministro de 
energía eléctrica. 
7. Esperar a que el agua alcance una temperatura de 60oC, esta se considerará 
como la temperatura inicial de agua caliente 
 (T1ac ). Anotar su valor en la tabla 
2.1.1A. Mientras el agua se calienta, procede de la siguiente manera: 
8. En la probeta medir 450ml de agua y verterlo en el calorímetro. 
9. Medir la masa del agua en el calorímetro. Anotarla en la tabla 2.1A. La 
diferencia nos da la masa del agua en el calorímetro. . Esto es: masa del agua fría 
en el calorímetro = masa del calorímetro con agua – masa del calorímetro. Anotar 
su valor en la tabla 2.1A. 
10. Medida la masa, colocar uno de los termómetros dentro del calorímetro para 
medir la temperatura del agua, esta se considerará como la temperatura inicial del 
agua fría 
(T1af ) . Anotar su valor en la tabla 2.1.1A. 
11. Cuando el agua en el matraz haya alcanzado la temperatura de 60oC: 
12. Desconectar la parrilla del suministro eléctrico. 
13. Con ayuda de las pinzas y con el guante de asbesto puesto, introducir el 
matraz dentro del calorímetro, en ese momento, registrar la primera lectura en los 
termómetros. Anotar su valor en la tabla 2.1.2A (figura 2.2). 
14. Con el cronómetro, tomar las lecturas cada minuto de las temperaturas del 
agua fría en el calorímetro y del agua caliente dentro del matraz registradas en los 
termómetros. Anotar las lecturas en la tabla 2.1.2A. 
15. Efectuar las lecturas de los termómetros, hasta que estos registren más o 
menos las mismas temperaturas. 
4.-materiales que se utilizaron 
1 Vaso de precipitado de 2000 ml. 
1 Probeta de 500ml. 
1 Matraz de 250ml. 
1 Tapón bihoradado para el matraz (con dos perforaciones). 
2 Termómetros de 100 oC. 
1 Parrilla eléctrica. 
1 Calorímetro. 
1 Cronómetro. 
1 Balanza granataria. 
1 Par de guantes de asbesto. 
1 Pinzas de sujeción. 
 
 
5.-tabla de lectura 
 
 
60 28 
 
 
59 28.5 
 
 
55 31 
 
 
51.5 34 
 
 
48 36 
 
 
46 37 
 
 
44 38 
 
 
43 39 
 
 
42.5 39 
 
 
42 39 
 
 
41 39.5 
 
 
40.2 39.5 
 
 
39.8 39 
 
 
39.5 39 
 
 
39 39 
 
 
124.1 
338 
367.2 
783.9 
243.1 
445.9 
 27 39 
60 39 
 
6.-Hoja de cálculos 
0.4459 455.9 0.9830 
0.2431 0.5359 243.1 
1294.8 5.4210 5134.74 
-2499 -10,4582 9910.201 
 44.30 317.3 571.4 111.7 
1254.8 5.5210 5634.74 
-2467 -10,4782 9310.201 
 44.30 317.3 571.4 111.7 3 
 
 
 
 
 
 
7.-Cuestionario final 
 
1.-¿Qué es el equilibrio térmico? 
es aquel estado en el cual se igualan las temperaturas de dos cuerpos, las cuales, en 
sus condiciones iniciales presentaban diferentes temperaturas, una vez que las 
temperaturas se equiparan se suspende el flujo de calor, llegando ambos cuerpos al 
mencionado equilibrio térmico. El equilibrio térmico es el hecho de que dos sistemas en 
contacto tengan una temperatura uniforme. 
2) ¿A qué temperatura alcanza el agua su máxima densidad y cuál es su valor? 
Durante el proceso de enfriamiento del agua desde los 100 ºC, se produce una contracción 
de volumen (aumenta la densidad) hasta llegar a la temperatura de 3,98 ºC (casi 4 ºC) en 
que alcanza su máxima contracción (máxima densidad), ya que al continuar enfriando, 
vuelve a dilatar su volumen (disminuye su densidad) 
3) Cuando se calculó la cantidad de calor teórico y experimental, ¿Cuál es el 
que se acerca más a la realidad? 
4) ¿La materia contiene calor? 
no 
 
5) ¿Qué es la energía interna? 
La energía interna es la energía que tiene una sustancia debido a su temperatura, 
que es esencialmente a escala microscópica la energía cinética de sus moléculas. 
https://www.ecured.cu/Temperatura
https://www.ecured.cu/index.php?title=Cuerpos&action=edit&redlink=1
https://www.ecured.cu/Calor
https://www.ecured.cu/Equilibrio
https://www.ecured.cu/Temperatura
6) Existe relación entre la temperatura Centígrada y la Kelvin? Explica. 
Si, La relación entre grados Celsius y grados Kelvin es de 273, es decir, 1ºC son 
273K, 2ºC son 274K. 
7) ¿A qué se le conoce como calor específico? 
El calor específico es la energía necesaria para elevar 1 °C la temperatura de un 
gramo de materia. 
8) ¿Cuáles son las unidades de energía y trabajo? ¿Qué relación existe entre 
éstas? 
trabajo joule (J) y Energía (Cal) son equivalentes. 
9) Explica algunos sistemas reales donde se aplica la ley cero de la 
termodinámica. 
Un termómetro, hielos enfriando una bebida 
 
10) Por que se le llamo “ley cero de la termodinámica” a esta ley si no fue la 
primera que se descubrió. 
Se dice que dos cuerpos están en equilibrio térmico cuando, al ponerse en contacto, 
sus variables de estado no cambian. Observa que podemos decir que dos cuerpos 
tienen lamisma temperatura cuando están en equilibrio térmico entre sí 
11) Investigue cual es el enunciado en que se apoya la primera ley de la 
termodinámica. 
El Primer principio de la termodinámica puede estar establecido de muchas formas: 
El incremento de la energía interna de un sistema cerrado es igual al calor 
suministrado al sistema menos el trabajo hecho por el sistema. 
12) Investigue cuales son los dos enunciados en que se apoya la segunda ley 
de la termodinámica. 
Enunciado de Kelvin-Planck, es imposible que un sistema realice un proceso 
cíclico cuyos únicos efectos sean el flujo de calor desde una fuente de calor al 
sistema y la realización, por parte del sistema, de una cantidad equivalente de 
trabajo. 
La segunda ley impide la existencia de una máquina capaz de convertir todo el 
calor que absorbe en trabajo durante un proceso cíclico. 
Se entiende por fuente de calor (o foco de calor) un cuerpo suficientemente 
grande para que el flujo de calor entre él y el sistema no provoque cambio de 
temperatura en el foco (el océano, es un buen foco de calor). 
 Enunciado de Clausius, es imposible que un sistema realice un proceso cíclico 
cuyos únicos efectos sean el flujo de calor hacia el sistema desde una fuente fría y 
el flujo de una cantidad igual de calor desde el sistema hacia la fuente caliente El 
sistema de Clausius es una máquina frigorífica y para funcionar necesita que se 
realice trabajo sobre el sistema. 
 
13) Investigue cual es el enunciado en que se apoya la tercera ley de la 
termodinámica. 
La tercera ley de la termodinámica afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto 
en un número finito de etapas. ... Esto se debe a que, a la temperatura del cero 
absoluto, un sistema se encuentra en un estado básico y los incrementos de 
entropía se consiguen por degeneración desde este estado básico 
 
 
14) Investigue que significa entropía. 
Como entropía se conoce, en el área de termodinámica, la magnitud física que mide 
la parte de la energía que no puede utilizarse para realizar trabajo y que, en 
consecuencia, se pierde. Así, en un sistema aislado, siempre una pequeña cantidad 
de energía se disipará fuera del sistema. Este valor, como tal, siempre tiende a 
crecer en el transcurso de un proceso que se produzca de forma natural. En este 
sentido, la entropía describe la irreversibilidad de los sistemas termodinámicos. 
15) ¿Existió variación de los cálculos teóricos con los valores medidos en la 
temperatura de equilibrio? Explique por qué si o por que no. 
Existe algunos cambios minisculos ya que el área de donde se trabaja y la altitud 
influyen el los cambios 
16) La ley cero de la termodinámica involucra tres sistemas, en esta práctica 
¿cuáles son estos tres sistemas? 
Equilibrio térmico, cuerpos a y b 
17) Determine el porcentaje de error en la temperatura de equilibrio, si se 
considera que la temperatura teórica esta sin error. Anotarlo en la tabla 2.3B. 
18) De las graficas de temperatura contra tiempo el comportamiento es muy 
parecido a un intercambiador de calor, investigue a qué tipo de intercambiador 
de calor se refiere y explique su funcionamiento. 
19) Para realizar balances de energía se cuentan con dos métodos importantes 
que es la sumatoria algebraica de calores es igual a cero y la de calor cedido 
= calor ganado, cual la diferencia entre ambos, y como serian sus resultados. 
20) En diseño de aire acondicionado se manejan dos temperaturas que son: 
Temperatura de bulbo seco y temperatura de bulbo húmedo. Investigue a que 
se refiere cada una de estas y en la práctica que tipo de temperatura usamos. 
Temperatura de bulbo seco (T). La temperatura de bulbo seco, es la verdadera 
temperatura del aire húmedo y con frecuencia se la denomina sólo temperatura del 
aire; es la temperatura del aire que marca un termómetro común 
El termómetro de bulbo húmedo recibe sobre sí un flujo de aire constante por medio 
de un sistema de ventilación o a través de ventilación natural. El agua que envuelve 
el bulbo húmedo se evapora, y para ello consume calor, calor que obtiene del bulbo 
húmedo. Por ello la temperatura del termómetro de bulbo húmedo disminuye hasta 
llegar a un punto de equilibrio en el que se estabiliza. La temperatura que registra 
el termómetro en esas condiciones se llama temperatura psicrométrica de bulbo 
húmedo. 
 
 
8.-Conclusión 
Pudimos concluir como demostrar la ley cero de la termodinámica a partir de un 
experimento sencillo de transferencia de calor y saber sacar sus cálculos con dicha 
demostración. 
Finalmente se puede concluir que aunque no percibamos la ley de la termodinámica 
en la vida cotidiana, siempre lo estamos utilizando como por ejemplo ponerle hielos 
al agua para que se enfrié más rápido, o cuando entramos a la picina y esta fría 
pero después de un tiempo se mantiene en equilibrio la temperatura. 
 
9.-Bibliografía 
https://www.fisicalab.com/apartado/principio-cero-termo 
https://solar-energia.net/termodinamica/leyes-de-la-termodinamica/ley-cero-termodinamica 
https://www.ier.unam.mx/~ojs/pub/Modulos/Modulo1.pdf 
https://www.fisic.ch/contenidos/termodinámica/calor-y-temperatura/ 
https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/17403/1/Ley%20Cero%20termodinamica.pdf 
http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-49.htm 
 
https://www.fisicalab.com/apartado/principio-cero-termo
https://solar-energia.net/termodinamica/leyes-de-la-termodinamica/ley-cero-termodinamica
https://www.ier.unam.mx/~ojs/pub/Modulos/Modulo1.pdf
https://www.fisic.ch/contenidos/termodinámica/calor-y-temperatura/
https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/17403/1/Ley%20Cero%20termodinamica.pdf
http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-49.htm