Mar 15, 2024
Version 1
Exp02 V.1
- Mayleth Medina Cárdenas1,
- Estefanía Sauceda Camacho1,
- Sofía Morga Benítez1
- 1Tec
- Mayleth Medina Cárdenas: A01741643
- Estefanía Sauceda Camacho: A01741856
- Sofía Morga Benítez: A01741674
Protocol Citation: Mayleth Medina Cárdenas, Estefanía Sauceda Camacho, Sofía Morga Benítez 2024. Exp02. protocols.io https://dx.doi.org/10.17504/protocols.io.ewov1qez7gr2/v1
License: This is an open access protocol distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited
Protocol status: Working
We use this protocol and it's working
Created: March 10, 2024
Last Modified: March 15, 2024
Protocol Integer ID: 96445
Keywords: Termodinámica, Radiación, Arduino
Abstract
En este experimento se buscó analizar el cambio de la temperatura del agua con respecto a la ley cero de la termodinámica, de acuerdo al equilibrio térmico. Se planteó la posibilidad de una variación en el cambio de temperatura por el color del recipiente. Para corroborar dicha teoría, se realizó un experimento donde se colocó agua a tres termos exactamente iguales, pero de distinto color (negro, blanco y plateado) y con ayuda de un arduino uno y sensores de temperatura, se registraron los cambios de temperatura con respecto al tiempo de cada uno de los termos. También, se generó un modelo matemático a prueba y error que concordara lo mejor posible con las mediciones obtenidas. Se generó una gráfica que muestra la temperatura de cada uno de los termos con respecto al tiempo y este modelo para una comparación de estos. Finalmente, puede observarse un cambio en temperatura más lento dentro del termo blanco mientras que las del negro y el plateado son más similares. Asimismo, se calculó la potencia de cada uno de estos donde podemos apreciar que la del termo negro es menor que las otras dos.
Guidelines
Para su realización, se debe mantener una temperatura ambiente constante en todo momento. Además, asegurarse de las conexiones de los sensores y su correcto funcionamiento previo a la experimentación.
Materials
- 3 termos de distintos colores (negro, gris y plateado)
- Arduino Uno
- Protoboard
- 3 sensores de temperatura DS18B20
- Laptop
- Cable USB 2.0
- 8 Jumpers macho-macho
- 6 Jumpers hembra-hembra
- 3 resistencias de 4600 Ohms
- Termómetro infrarrojo
Safety warnings
En la experimentación, tener precaución al verter el agua hirviendo a los termos de colores por riesgo a quemaduras, se recomienda utilizar un embudo en el proceso.
Circuito Arduino y software
Circuito Arduino y software
Armar el siguiente circuito:
Siguiendo el mismo acomodo, agregar una resistencia, un sensor térmico, y hacer sus respectivas conexiones.
Conectar el cable USB 2.0 a la placa de Arduino y a la laptop.
En el software de Arduino seleccionar la placa y puertos correspondientes.
Subir / cargar los programas en Arduino.
Configurar CoolTerms para registrar la lectura de datos en un archivo .txt.
Experimentación
Experimentación
Hervir agua y con esta vaciar 50 mL a cada uno de los termos, con la ayuda de un embudo.
Colocar un sensor de temperatura dentro de cada termo y asegurarse que esté en el fondo de cada uno.
Con el termómetro infrarrojo medir la temperatura ambiente.
La duración del experimento será hasta que la temperatura del agua de los tres termos alcance el equilibrio térmico.
Resultados de mediciones
Resultados de mediciones
Las mediciones registradas en el archivo .txt obtenidas mediante CoolTerm se pasarán a un archivo Excel,
para crear con ellas una tabla, y posteriormente depurarlas.
Subir el excel de las mediciones a Matlab, y con ellas generar una gráfica del cambio de temperatura de cada uno de los termos con respecto al tiempo.