En este trabajo se presenta un estudio teórico-experimental sobre la ley de enfriamiento de Newton, con temperatura variable. En el estudio teórico se resolvió una ecuación diferencial ordinaria lineal la cual permite calcular la temperatura de un objeto a lo largo de un periodo de tiempo. Para la sección experimental del estudio se realizaron dos modelos experimentales, donde se uso un modelo senoidal para la temperatura ambiente y se comparo con la respuesta teórica, después de 22 y 52 horas respectivamente. En el estudio se compararon los resultados experimentales con las soluciones de las ecuaciones diferenciales, en diferentes lapsos de tiempo. El objetivo del presente, fomenta la reflexión por parte de los estudiantes y docentes, dando libre camino, a la modificación del modelo de temperatura y otros análogos para el estudio de ecuaciones diferenciales ordinarias y sus aplicaciones.