Comprobación experimental de la ley de Stefan-Boltzmann

Actividades

El applet que viene a continuación realiza una práctica demostrativa, con los siguientes datos tomados de una práctica real.

Voltímero (V) Amperímetro (A) Temperatura del filamento T(K) Termopila Uter (mV)
1 2.20 672 0.15
2 2.80 983 0.62
3 3.45 1160 1.30
4 4.00 1300 2.20
5 4.45 1430 3.20
6 4.90 1540 4.45
7 5.30 1630 5.90
8 5.70 1720 7.50

Aplicando la fórmula (1) a la primera y segunda columna calculamos la resistencia R(t) del filamento de la lámpara incandescente. Aplicando la fórmula (2) con los datos de R0 =0.15 W proporcionado por el fabricante, y los datos de a =4.82 10-3 y b =6.76 10-7 del volframio, obtenemos los valores de la temperatura absoluta del filamento (tercera columna). En la última columna, figuran los datos correspondientes a la lectura de la f.e.m. termoeléctrica Uter.

Pulsando en el botón Nuevo se comienza la experiencia

Pulsando en el botón titulado Siguiente>> se incrementa la f.e.m. de la fuente de alimentación en un voltio.

El amperímetro mide la corriente que pasa por el filamento de la lámpara

El filamento de la lámpara emite luz y cambia de color a medida que se incrementa su temperatura, desde el color negro, pasando por el rojo, hacia el blanco. El número de rayos trazados indica que al aumentar la temperatura aumenta la intensidad de la radiación emitida. Los rayos inciden en la termopila, que muestra el valor de la f.e.m. termoeléctrica. Los valores de la temperatura absoluta del filamento y su correspondiente f.e.m. de la termopila se guardan en un control área de texto, en forma de pares de datos.

Cuando se ha completado la experiencia se pulsa en el botón titulado Gráfica.

Se representan los datos experimentales y la recta que mejor ajusta, en una gráfica doblemente logarítmica. La pendiente de la recta es un valor próximo a 4 tal como nos predice la ley de Stefan-Boltzmann.