La Ley de Newton del Enfriamiento Experimento

Estándar dos experimentos se utilizan para demostrar la ley de Newton del enfriamiento. Uno de ellos es el calor de un termómetro, y, a continuación, observe la velocidad a la que la temperatura disminuye a medida que se enfría. Otra es la de calentar una olla de agua, y, a continuación, registrar su temperatura con un termómetro a medida que se enfría. La trazada de la curva puede ser usado para verificar que la temperatura de la curva se aplana como la temperatura del objeto enfoques de la temperatura ambiente, lo que significa que la tasa de pérdida de calor disminuye a medida que las dos temperaturas convergen.


la Ley de Newton del Enfriamiento Experimento
estándar de Dos experimentos se utilizan para demostrar la ley de Newton del enfriamiento. Uno de ellos es el calor de un termómetro, y, a continuación, observe la velocidad a la que la temperatura disminuye a medida que se enfría. Otra es la de calentar una olla de agua, y, a continuación, registrar su temperatura con un termómetro a medida que se enfría. La trazada de la curva puede ser usado para verificar que la temperatura de la curva se aplana como la temperatura del objeto enfoques de la temperatura ambiente, lo que significa que la tasa de pérdida de calor disminuye a medida que las dos temperaturas convergen.
Una Declaración de la Ley
  • Isaac Newton descubrió que la temperatura de un objeto caliente disminuye a una tasa proporcional a la diferencia entre sí mismo y la temperatura ambiente. Obversely, un objeto más frío que su entorno se calienta a una velocidad proporcional a la misma diferencia.
    La fórmula que rige la ley es 'T/'t = c (T - S), donde T es la temperatura del objeto, S es la temperatura ambiente, t es el tiempo y c es una constante de proporcionalidad. 't es pequeño, ya que la ley es para una instantánea de la tasa de cambio.
    La solución a esta ecuación diferencial es exponencial en la forma, y está escrito en términos de la base e (= 2.71828...). Debido a que c es negativo, T va a S como el tiempo, t, se hace grande.
    la Ley de Newton del Enfriamiento Experimento
Dos Experimentos
  • Un experimento para demostrar esta ley es el calor de un termómetro de unos 20 o 30 grados por encima de la temperatura ambiente. Luego, cuando la fuente de calor es quitada, iniciar un cronómetro para tomar lecturas cada minuto.
    Un experimento similar, es calentar un poco de agua en una olla, a continuación, registrar la temperatura de un termómetro en el agua a intervalos regulares, como el agua se enfría.
    Una variación común es hacer la siguiente pregunta: Si desea refrescar su café tan rápido como sea posible, cuando se agregue la leche & al principio o al final del período de enfriamiento? Los estudiantes pueden utilizar un recipiente más grande que una taza de café, por supuesto, y ver lo que la adición de un volumen fijo de líquido fresco a un enfriamiento de la mezcla hace que la tasa de enfriamiento. En uno de los ensayos, el volumen será añadido en el inicio. En el segundo, el volumen será añadido al final. Por supuesto, entre los ensayos, los volúmenes y a partir de las temperaturas deben ser iguales. De nuevo, la temperatura se mide con un termómetro a intervalos regulares.
Gráfico
  • puntos de Datos en el experimento pueden ser graficados tal que el logaritmo natural de exceso de temperatura (T-S) es graficado contra el tiempo. La pendiente será igual a la constante de proporcionalidad c.
    los Estudiantes probablemente también el gráfico de la temperatura T contra el tiempo t, sólo para ver la asintótica (aplanamiento) la naturaleza de la curva a medida que pasa el tiempo.
    Este experimento es una oportunidad para exponer a los estudiantes de registro de papel. El exceso de temperatura T-S pueden ser graficados contra el tiempo, t, y debe salir una línea recta.
    Gráfica también ofrece una oportunidad para exponer a los estudiantes a algoritmo de propiedades, como por ejemplo, que ln exp [x] = x. La importancia de tomar el logaritmo de la T-S en lugar de solo T puede señalar, así, ya que tomando el logaritmo de S (T(inicial) - S) & - exp[ct] no le permite a uno para convertir la tc de un exponente en un coeficiente. En otras palabras, ln (exp[x]) no reduce con la misma sencillez como ln exp [x].
Complicaciones
  • tenga en cuenta que hay tres formas en que el calor se pierde en estos experimentos: radiación, convección y evaporación. Por lo tanto, si la mezcla de estos tres pasa a cambiar como los cambios de temperatura, la gráfica del logaritmo de exceso de temperatura podría terminar torcido o curvo, en lugar de en línea recta.
    Por ejemplo, la pérdida de calor por evaporación iba a jugar un papel mayor a temperaturas más altas, cuando el agua está cerca de la ebullición. Si la ruta de acceso de la convección sobre una olla se bloquea, c variaría. Si el camino está bloqueado durante la primera parte del experimento, la pendiente de la gráfica de ln(T-S) no sea recto.
    Además, resulta que c no es realmente una constante, sino que aumenta con la S y la T-S. El rango de temperaturas que probablemente no sea lo suficientemente amplia como para aviso en un estudiante de laboratorio de proyectos, sin embargo. Ver resultados experimentales de Dulong y Petit en la página 246 de Poynting 'Un Libro de Texto de Física' para un gráfico de esta variación.
la Separación de la Tasa de Radiación y Convección
  • Newton original de refrigeración experimento (1701) que participan principalmente la pérdida de calor por convección desde la plancha caliente, con alguna pérdida por conducción y radiación. Un experimento para medir el tipo de cambio de la radiación requeriría un vacío que rodea el objeto de refrigeración, para evitar la pérdida de calor por convección. La pregunta es muy interesante, porque se pone en las propiedades de la luz (radiación), así como a la cuestión de cómo estimar la temperatura de los objetos lejanos como el sol. En los casos astronómicos, la radiación de la curva debe ser determinada por S igual a la temperatura del espacio exterior, que Dulong y Petit intentado extrapolar a, mediante la realización de experimentos en forma sucesiva contenedor inferior a la temperatura (1817). Posteriores análisis teórico led Stefan y Boltzmann para más exacta de las formulaciones.








La Ley de Newton del Enfriamiento Experimento


Estandar dos experimentos se utilizan para demostrar la ley de Newton del enfriamiento. Uno de ellos es el calor de un termometro, y, a continuacion, observe la velocidad a la que la temperatura disminuye a medida que se enfria. Otra es la de calentar una olla de agua, y, a continuacion, registrar su temperatura con un termometro a medida que se enfria. La trazada de la curva puede ser usado para verificar que la temperatura de la curva se aplana como la temperatura del objeto enfoques de la temperatura ambiente, lo que significa que la tasa de perdida de calor disminuye a medida que las dos temperaturas convergen.


la Ley de Newton del Enfriamiento Experimento
estandar de Dos experimentos se utilizan para demostrar la ley de Newton del enfriamiento. Uno de ellos es el calor de un termometro, y, a continuacion, observe la velocidad a la que la temperatura disminuye a medida que se enfria. Otra es la de calentar una olla de agua, y, a continuacion, registrar su temperatura con un termometro a medida que se enfria. La trazada de la curva puede ser usado para verificar que la temperatura de la curva se aplana como la temperatura del objeto enfoques de la temperatura ambiente, lo que significa que la tasa de perdida de calor disminuye a medida que las dos temperaturas convergen.
Una Declaracion de la Ley
  • Isaac Newton descubrio que la temperatura de un objeto caliente disminuye a una tasa proporcional a la diferencia entre si mismo y la temperatura ambiente. Obversely, un objeto mas frio que su entorno se calienta a una velocidad proporcional a la misma diferencia.
    La formula que rige la ley es 'T/'t = c (T - S), donde T es la temperatura del objeto, S es la temperatura ambiente, t es el tiempo y c es una constante de proporcionalidad. 't es pequeño, ya que la ley es para una instantanea de la tasa de cambio.
    La solucion a esta ecuacion diferencial es exponencial en la forma, y esta escrito en terminos de la base e (= 2.71828...). Debido a que c es negativo, T va a S como el tiempo, t, se hace grande.
    la Ley de Newton del Enfriamiento Experimento
Dos Experimentos
  • Un experimento para demostrar esta ley es el calor de un termometro de unos 20 o 30 grados por encima de la temperatura ambiente. Luego, cuando la fuente de calor es quitada, iniciar un cronometro para tomar lecturas cada minuto.
    Un experimento similar, es calentar un poco de agua en una olla, a continuacion, registrar la temperatura de un termometro en el agua a intervalos regulares, como el agua se enfria.
    Una variacion comun es hacer la siguiente pregunta: Si desea refrescar su cafe tan rapido como sea posible, cuando se agregue la leche & al principio o al final del periodo de enfriamiento? Los estudiantes pueden utilizar un recipiente mas grande que una taza de cafe, por supuesto, y ver lo que la adicion de un volumen fijo de liquido fresco a un enfriamiento de la mezcla hace que la tasa de enfriamiento. En uno de los ensayos, el volumen sera añadido en el inicio. En el segundo, el volumen sera añadido al final. Por supuesto, entre los ensayos, los volumenes y a partir de las temperaturas deben ser iguales. De nuevo, la temperatura se mide con un termometro a intervalos regulares.
Grafico
  • puntos de Datos en el experimento pueden ser graficados tal que el logaritmo natural de exceso de temperatura (T-S) es graficado contra el tiempo. La pendiente sera igual a la constante de proporcionalidad c.
    los Estudiantes probablemente tambien el grafico de la temperatura T contra el tiempo t, solo para ver la asintotica (aplanamiento) la naturaleza de la curva a medida que pasa el tiempo.
    Este experimento es una oportunidad para exponer a los estudiantes de registro de papel. El exceso de temperatura T-S pueden ser graficados contra el tiempo, t, y debe salir una linea recta.
    Grafica tambien ofrece una oportunidad para exponer a los estudiantes a algoritmo de propiedades, como por ejemplo, que ln exp [x] = x. La importancia de tomar el logaritmo de la T-S en lugar de solo T puede señalar, asi, ya que tomando el logaritmo de S (T(inicial) - S) & - exp[ct] no le permite a uno para convertir la tc de un exponente en un coeficiente. En otras palabras, ln (exp[x]) no reduce con la misma sencillez como ln exp [x].
Complicaciones
  • tenga en cuenta que hay tres formas en que el calor se pierde en estos experimentos: radiacion, conveccion y evaporacion. Por lo tanto, si la mezcla de estos tres pasa a cambiar como los cambios de temperatura, la grafica del logaritmo de exceso de temperatura podria terminar torcido o curvo, en lugar de en linea recta.
    Por ejemplo, la perdida de calor por evaporacion iba a jugar un papel mayor a temperaturas mas altas, cuando el agua esta cerca de la ebullicion. Si la ruta de acceso de la conveccion sobre una olla se bloquea, c variaria. Si el camino esta bloqueado durante la primera parte del experimento, la pendiente de la grafica de ln(T-S) no sea recto.
    Ademas, resulta que c no es realmente una constante, sino que aumenta con la S y la T-S. El rango de temperaturas que probablemente no sea lo suficientemente amplia como para aviso en un estudiante de laboratorio de proyectos, sin embargo. Ver resultados experimentales de Dulong y Petit en la pagina 246 de Poynting 'Un Libro de Texto de Fisica' para un grafico de esta variacion.
la Separacion de la Tasa de Radiacion y Conveccion
  • Newton original de refrigeracion experimento (1701) que participan principalmente la perdida de calor por conveccion desde la plancha caliente, con alguna perdida por conduccion y radiacion. Un experimento para medir el tipo de cambio de la radiacion requeriria un vacio que rodea el objeto de refrigeracion, para evitar la perdida de calor por conveccion. La pregunta es muy interesante, porque se pone en las propiedades de la luz (radiacion), asi como a la cuestion de como estimar la temperatura de los objetos lejanos como el sol. En los casos astronomicos, la radiacion de la curva debe ser determinada por S igual a la temperatura del espacio exterior, que Dulong y Petit intentado extrapolar a, mediante la realizacion de experimentos en forma sucesiva contenedor inferior a la temperatura (1817). Posteriores analisis teorico led Stefan y Boltzmann para mas exacta de las formulaciones.

La Ley de Newton del Enfriamiento Experimento

Estándar dos experimentos se utilizan para demostrar la ley de Newton del enfriamiento. Uno de ellos es el calor de un termómetro, y, a continuación, observe la velocidad a la que la temperatura disminuye a medida que se enfría. Otra es la de calentar una olla de agua, y, a continuación, registrar su temperatura con un termómetro a medida que se enfría. La trazada de la curva puede ser usado para verificar que la temperatura de la curva se aplana como la temperatura del objeto enfoques de la temperatura ambiente, lo que significa que la tasa de pérdida de calor disminuye a medida que las dos temperaturas convergen.
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