Ecuaciones Diferenciales Ecuaciones diferenciales de primer orden.
APLICACIONES DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN A PROBLEMAS DE ENFRIAMIENTO
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APLICACIONES DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES DE
PRIMER ORDEN A PROBLEMAS DE ENFRIAMIENTO
• Alejandro Tellez• Israel Medina • Jonathan Tenorio • Maynor Mendoza
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INTRODUCCIÓN
En este trabajo de curso se experimentara físicamente la teoría de variabilidad de temperatura de Isaac newton, la cual se experimentara elevando de temperatura cierta cantidad de líquido (Agua) hasta 100º centígrados desde este punto relacionaremos que tan precisa con la realidad es esta teoría de newton.
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OBJETIVOS
– Objetivo General• Calcular la variabilidad de temperatura de un líquido atreves de la teoría de newton
haciendo uso de un medidor térmico.
– Objetivos específicos• Medir la temperatura del líquido (agua) en determinado lapso de tiempo
• Calcular teóricamente la variabilidad de temperatura mediante la ley de enfriamiento de Newton
• Comparar resultados teóricos con datos encontrados en el experimento
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JUSTIFICACIÓN
El grupo de estudio realizó esta investigación con el fin de obtener datos muy precisos con respecto al cálculo de variabilidad de grados
utilizando específicamente ecuaciones diferenciales de primer orden y la teoría de variabilidad de temperatura Newtoniana
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Diseño metodológico
En esta sección encontraremos los resultados del siguiente problema
Se calienta agua a temperatura de 100º C se enfría en 10 minutos a 81º C, en un cuarto cuya temperatura es de 32º C.
Encuentre la temperatura del agua después de 20 minutos.
¿Cuándo la temperatura será de 40ºC?
¿Cuándo la temperatura será de 34º C?
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SOLUCIÓN
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SOLUCIÓN
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SOLUCIÓN
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SOLUCIÓN
100
81 10
0
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SOLUCIÓN
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SOLUCIÓNDeterminar la temperatura al cabo de 20 minutos
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SOLUCIÓNDeterminar la temperatura al cabo de 20 minutos
T2
100
20
0
(Por lo tanto, la temperatura del agua luego de 20 minutos de iniciado el proceso de enfriamiento, es de 67,3088º C.)
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SOLUCIÓNDeterminar cuánto tiempo debe transcurrir para
el agua alcance una temperatura de 40ºC
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SOLUCIÓNDeterminar cuánto tiempo debe transcurrir para
el agua alcance una temperatura de 40ºC
100
40t3
0
De aquí que, el agua demora 66,30 min, es decir 66 min y 30
seg, en enfriarse de 100º C a40º C.
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SOLUCIÓNDeterminar cuánto tiempo debe transcurrir para el
agua alcance una temperatura de 34ºC
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SOLUCIÓNDeterminar cuánto tiempo debe transcurrir para el
agua alcance una temperatura de 34ºC
100
34t3
0
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SOLUCIÓNDeterminar cuánto tiempo debe transcurrir para el
agua alcance una temperatura de 34ºC
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SOLUCIÓNDatos encontrados en el experimento físico
Datos de Experimento
físico
Termómetro de mercurio
66 º C 68 min 102 min
Termómetro laser 66.43 º C 68min 102min
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SOLUCIÓNComparación de datos físicos con datos
teóricos
Tipos de termómetro
Temperatura del agua después de 20 minutos.
¿Cuándo la temperatura será de 40ºC?
¿Cuándo la temperatura será de 34º C?
Datos Teóricos
67,3088º C 66,30 min 104 min
Datos de Experiment
o físico
Termómetro de mercurio
66 º C 68 min 102 min
Termómetro laser
66.43 º C 68min 102min
% De error 1.0938 % 2.3% 1.5%
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RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES
– Conclusiones• El equipo de estudio concluyó que la aplicación de ecuaciones diferenciales de primer
orden con respecto al teorema de variabilidad de temperatura de Newton nos damos cuenta que los datos teóricos son muy similares a los encontrados con el experimento físico
– Recomendaciones • Es muy importante tener equipos de seguridad adecuados debido que el agua se
encontrara hasta 100ºC• Utilizar diferente tipos de termómetro para sacar una media exacta de la temperatura del
agua • Colocar corto tiempo el termómetro dentro del agua debido a que si pasa mucho tiempo
dentro de él la transferencia de calor del recipiente asía el termómetro produce una variabilidad en el experimento
• Desarrollar mínimo dos veces el proceso teórico para asegurar datos
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Muchas Gracias