miércoles, 13 de abril de 2016

Principio de Arquímedes & Transferencia de calor.

Marco teórico

Principio de Arquímedes

Toda cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido experimenta una fuerza ascendente (fuerza de empuje) igual al peso del fluido desplazado Para un cuerpo que está totalmente sumergido la fuerza de empuje no depende de la profundidad, aunque la presión sí dependa de ella. También se puede decir que depende de su densidad. 
Al poner aceite en un recipiente con agua el aceite flota porque su densidad es menor, en cambio si el recipiente contiene alcohol el aceite se hunde ya que su densidad es mayor. 
Cuando mezclamos agua con alcohol se alcanzó una densidad aproximada a la del aceite por lo que al combinarse se buscó equilibrio en una zona intermedia, lo cual permitió que al cambiar la temperatura pudieran fluir.

Transferencia de Calor

La transferencia de calor se produce normalmente desde un objeto con alta temperatura, a otro objeto con temperatura más baja. La transferencia de calor cambia la energía interna de ambos sistemas implicados, de acuerdo con la primera ley de la Termodinámica. 
En el experimento observamos que la trasferencia de calor es por convección. Convección del Calor.
La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley del enfriamiento de Newton:



Experimento: Lámpara de lava casera

Materiales
  1. Agua
  2. Alcohol
  3. Aceite
  4. Marcador
  5. Lata
  6. Vela
  7. Frasco

Procedimiento:

1. Se extrae la parte interior del marcador para poder extraer la tinta y se pinta el agua. 
2. Se pone una pequeña cantidad de alcohol en el frasco con cinco gotas de aceite. 
3. Se agrega una cantidad menor de agua cuidando que el aceite no ascienda hasta la superficie. 
4. Cuando estén en equilibrio se procederá a agregar más agua, la mezcla de agua con alcohol tiene que ocupar menos de la tercera parte del frasco. 
5. Se llena el resto del frasco con aceite y se deja reposar hasta que se encuentre totalmente separado. 
6. Mientras, se le realizan varios orificios a la lata y se inserta la vela, esto es para que el aire circule y no se apague la mecha. 
7. Ya que la mezcla está separa y la mecha lista se coloca el frasco sobre la lata para que tome temperatura. 
8. Transcurrido medio minuto se apreciara el movimiento al interior de la lámpara casera. 


¿Como funciona?

La convección es la transferencia de calor por medio del movimiento de una masa fluida, tal como el aire o el agua. Cuando estos se calientan se mueven hacia fuera de la fuente de calor, transportando consigo la energía.
La convección puede originar la circulación de un líquido. El agua caliente se expande y se hace más ligera. El fluido más frío, cerca de la superficie es más denso y desciende. Con ambos movimientos se forma un patrón de circulación, tal como se observa en el movimiento de la lámpara. 



1 comentario:

  1. Amigo entonces responde me por favor esta pregunta:
    * En las siguientes afirmaciones hay una que se acerca más a la relación que hay entre el principio de Arquímedes y la transferencia de calor por convección es:
    a. En ambos fenómenos hay un empuje
    b. En ambos hay una diferencia de densidad
    c. En ambos actúa la presión hidrostática
    d. En ambos hay una diferencia de volumen

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