Calor especifico de una sustancia con error experimental
Python
import numpy as np
# Datos
#Temperaturas medidas en °C
Tx = 95 #Temperatura inicial de la sustancia
Ta = 25.5 #Temperatura inicial del agua
T = 28.5 #Temperatura de equilibrio
#Masas medidas en gramos
ma = 49.49 #Masa del agua que esta dentro del vaso
mx = 28.59 #Masa de la sustancia problema
ca = 4186 #calor especifico del agua en (ca=1 en cal/g°C) (ca=4186 en J/kg°C)
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# Sensibilidades de la balanza (0.1 g)
Deltama = 0.01
Deltamx = 0.01
# Sensibilidades del termometro (0.1 °C)
DeltaTx = 0.5
DeltaTa = 0.5
DeltaT = 0.5
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#Cambios de temperatura
DTa=T-Ta #Cambio de temperatura subrida por el agua
DTx=T-Tx #Cambio de temperatura sufrida por el objeto
#calculo del calor especifico de la sustancia (J/kg°C)
cx=-(ca*ma*DTa)/(mx*DTx)
# Derivadas parciales para el cálculo del error
fma = -((ca*DTa)/(DTx*mx))
fmx = (ca*ma*DTa)/(DTx*mx**2)
fTx = -((ca*ma*DTa)/(mx*DTx**2))
fTa = (ca*ma)/(mx*DTx)
fT = (ca*ma*(Tx-Ta))/(mx*DTx**2)
# Error del calor especifico
deltacx = np.sqrt((fma*Deltama)**2 + (fmx*Deltamx)**2 + (fTx*DeltaTx)**2 + (fTa*DeltaTa)**2 + (fT*DeltaT)**2)
# Impresión de resultados
print(f"Calor especifico de la sustancia en (J/kg°C): {cx:.5}")
print(f"Error del calor especifico: {deltacx:.5f}")
print(f"Error relativo: {100 * deltacx / cx:.3f} %")
print(f"Calor especifico por exceso: {cx + deltacx:.5f}")
print(f"Calor especifico por defecto: {cx - deltacx:.5f}")
Output
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