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Sensor de temperatura. Variación de la temperatura de un líquido al calentarlo
Objetivos.Estudiar la forma en que varía la temperatura de un líquido al calentarlo. Simultáneamente calibrar un
sensor de temperatura. Graficar en papel lineal . Determinar un modelo.
Aplicar Regresión Lineal.
Equipo a utilizar.- Serie (interfase A/D) SWS 500
- Envase aislante ( opcional ).
- Unos 500 ml de una solución;
- Computador
-
Sensor de temperatura.
Dos recipientes para contener líquidos.
Termómetro de Mercurio.
Calentador eléctrico o de gas.
Montaje del equipo:
termómetro de Hg
al computador
sensor
recipiente
solución
envase aislante (opcional)
Método.El sensor de temperatura se conecta al Canal A de la interfase. Este sensor trabaja entre - 5 y 105 ºC; tiene
un error de ± 1 ºC. Contiene un chip que genera voltajes de salida directamente proporcionales a las temperaturas,
generalmente es preciso y conveniente establecer la relación entre voltajes y grados Celcius.
Vierta líquido en el recipiente mayor hasta aproximadamente 1/5 de su capacidad, ( unos 150 ml ). El líquido debe
estar a temperatura ambiente o menor. Sumerja el sensor y el termómetro en el recipiente que contiene el líquido en
estudio. El sensor debe sumergirse como máximo hasta la mitad de su barra gris-verdosa.
Se calibrará el sensor y simultáneamente se medirá la variación de temperaturas en un líquido.
TRABAJO CON LA INTERFASE “SWS 500” :
Pasos computacionales preparatorios para la toma de datos .-
1.- Arrastre icono de sensor analógico a canal A.
2.- Del menú que aparece elija sensor de temperatura, cliquee en aceptar.
3.- En el menú Experimento, seleccione Opciones de muestreo, active teclado y ponga en parámetro : Temperatura
y en unidades ponga º C ( grados celcius ). Cliquee Aceptar.
4.- Ahora arrastre icono tabla al canal 1 y en el cuadro que aparece, seleccione representar temperatura. Agregue otra
columna a la tabla que pantallee los Voltajes de Entrada . Todo está listo para iniciar la toma de datos.
En los pasos que siguen, tenga presente que los procesos térmicos no son instantáneos, necesitan cierto tiempo
para equilibrarse y para que la temperatura sea uniforme en el líquido o cuerpo en estudio. Una sugerencia útil
es que Ud. revuelva suave y regularmente la solución para uniformar la temperatura mas rápidamente.
En paso previo se llenó hasta 1/5 de su capacidad, el recipiente mayor con líquido ( agua potable ) a la temperatura
ambiente , se instaló el sensor y el termómetro de Hg.
En otro recipiente, haga hervir unos 400 ml de agua potable, use para ello el HERVIDOR DE INMERSION ,
NO SAQUE ESTE HERVIDOR DEL LIQUIDO, SIN DESENCHUFARLO ANTES.
5.- Haga doble click en grabar y cíñase a los pasos siguientes: con el computador siempre activado en grabar, agregue
unos 80 - 100 ml de agua hierviente a este recipiente. Revuelva suavemente para uniformar la temperatura de la
mezcla, antes de tomar un dato. Hágalo con cuidado.
Lea el termómetro de Hg que debería estar subiendo hasta un cierto valor en el que se mantiene. Ahí se ha
estabilizado la temperatura.. Anote este valor marcado por el termómetro . Haga click en Ingresar .
Agregue de nuevo unos 80 - 100 ml del agua caliente. Proceda como en el párrafo anterior.
Repita el procedimiento descrito hasta completar casi llenar el recipiente. DEBE CONSIDERAR QUE lA CANTIDAD
DE LIQUIDO QUE AGREGUE, DEBE PERMITIRLE TOMAR 5 o 6 DATOS, para tener un buen gráfico de calibración
y de la forma en que varía ( se eleva ) la temperatura del líquido originalmente frío
Para cesar la toma de datos, haga click en Parar .
Ahora haga clic en el reloj que figura en la tabla. Se pantalleará lo siguiente : Tiempo - Temperatura -Voltaje .
Transcriba la tabla del computador a su cuaderno,. Existe la posibilidad de Imprimir esta tabla. Consulte si puede
hacerlo y sobre el procedimiento para ello.
Opcionalmente puede pantallear ( e imprimir ) los gráficos . Consulte sobre esta alternativa.
Trabajo con los datos .Ud. dispone en realidad de 2 tablas :
1 .- Temperatura vs Voltaje , esto es V = f ( T ), para la calibración del sensor
2.- Tiempo vs Temperatura ; o sea T = f ( t ) , para la variación de temperatura en el líquido inicialmente frío.
1-1 Confeccione un gráfico manual para la tabla V = f ( T ). Con seguridad los puntos se ordenan en una buena recta.
Una los puntos con una recta intermedia y representativa.
Ahora ingrese los datos a una calculadora que esté en modo LR, Regresión Lineal , luego vea el valor de la
pendiente, del coeficiente de posición y del coeficiente de correlación “ r “. Establezca la relación de correspondencia
entre volts y grados celcius. ( detalles sobre tablas, gráficos y Regresión Lineal, en págs. 31 y 32 de la parte teórica ).
Su sensor está ahora razonablemente bien calibrado y se puede usar directamente para hacer medidas.
2-1 Confeccione un gráfico manual para la tabla T = f ( t ) . Analice la tendencia de la curva resultante. Proceda a su
linealización con las técnicas que estime óptimas ( ya sea usando papel milimetrado, semilos, o log-log ) .
Finalmente encuentre un modelo o ecuación representativa para el calentamiento de un líquido.
Confeccione un informe de acuerdo a estructura de un informe
dada en página 35, parte metodológica.
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