ASIGNATURA: FSICA II BLOQUEII:DISTINGUEENTRECALORYTEMPERATURA ENTRE LOS DIFERENTES CUERPOS. ATRIBUTOS DE LAS COMPETENCIAS GENRICAS: 4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingsticas, matemticas o grficas. 5.1Sigueinstruccionesyprocedimientosdemanerareflexiva,comprendiendocmocadaunodesus pasos contribuye al alcance de un objetivo. 5.2 Ordena informacin de acuerdo a categoras, jerarquas y relaciones. 5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenmenos. 5.4 Construye hiptesis, disea y aplica modelos para probar su validez. 5.6 Utiliza las Tecnologas de la Informacin y Comunicacin para procesar e interpretar informacin. 6.1 Elige las fuentes de informacin ms relevantes para un propsito especfico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. 6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus propios puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta. 7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construccin de conocimientos. 8.1 Propone maneraS de solucionar un problema y desarrolla un proyecto en equipo, definiendo un curso de accin con pasos especficos. 8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva. 8.3Asumeunaactitudconstructiva,congruenteconlosconocimientosyhabilidadesconlosquecuenta dentro de distintos equipos de trabajo. COMPETENCIAS DISCIPLINARES: Establecelainterrelacinentrelaciencia,latecnologa,lasociedadyelambienteencontextos histricos y sociales especficos. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnologa en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones ticas. Identificaproblemas,formulapreguntasdecarctercientficoyplantealashiptesisnecesariaspara responderlas. Obtiene,registraysistematizalainformacinpararesponderapreguntasdecarctercientfico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Contrastalosresultadosobtenidosenunainvestigacinoexperimentoconhiptesispreviasy comunica sus conclusiones. Valoralaspreconcepcionespersonalesocomnessobrediversosfenmenosnaturalesapartirde evidencias cientficas. Explicita las nociones cientficas que sustentan los procesos para la solucin de problemas cotidianos. Explica el funcionamiento de mquinas de uso comn a partir de nociones cientficas. Diseamodelosoprototipospararesolverproblemas,satisfacernecesidadesodemostrarprincipios cientficos. Relacionalasexpresionessimblicasdeunfenmenodelanaturalezaylosrasgosobservablesa simple vista o mediante instrumentos o modelos cientficos. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio fsico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. DESEMPEOS DEL ESTUDIANTE AL CONCLUIR EL BLOQUE: Aplica los principios de calor y la temperatura estudiados en la resolucin de problemas simples de la vida cotidiana. Identifica a travs de experiencias cotidianas la dilatacin trmica de los cuerpos. Explica la trasmisin del calor de los cuerpos por conduccin, conveccin y radiacin en nuestro entorno inmediato. Explica la dilatacin trmica debido a los efectos del calor sobre los slidos y los lquidos. Emplea los conceptos de capacidad calorfica y calor especfico y sus unidades, para explicar fenmenos relacionados con el calor. Resuelve problemas que impliquen intercambio de calor entre dos o ms cuerpos utilizando modelos matemticos. Explica el funcionamiento aparatos tecnolgicos donde se manifiestan fenmenos relacionados con el intercambio del calor. BLOQUEII:DISTINGUEENTRECALORYTEMPERATURADURACIN:20horasSITUACINDIDCTICA1:Nos encontramos en el laboratorio escolar, t y tus compaeros estncalentando agua en un recipiente de vidrio, con la ayuda de un mechero hastaque quede caliente (no debe quemar!); en otro recipiente de vidrio seencuentran la misma cantidad de agua fra y un tercer recipiente tiene aguatibia.Enseguidaintroducestumanoizquierdaenelrecipientedeaguacalienteylamanoderechaenelquecontieneaguafraduranteunminuto.Inmediatamente despus sumerges ambas manos en el agua tibia. Mantenlassumergidasdosminutos.Enseguida, el recipiente con agua caliente se coloca de nuevo de tal manera que con la ayuda del mechero se sigacalentandoelaguahastaquehierva.Hayuntermmetrodentrodeella.CONFLICTOCOGNITIVO:Podrasconestaactividadrealizadaentulaboratorioexplicardemanerajustificadaporqucalorytemperaturanoeslomismo?SECUENCIADIDCTICA1:duracin(8horas)ACTIVIDAD1:DIFERENCIAENTRETEMPERATURAYCALOREnbinasleanlasituacindidcticaanterioryrespondanalosiguiente:1.Almeterlasmanosenelaguatibia,lasensacintrmicaeralamismaenlasdosmanosoeradiferente?Explcalo._______________________________________________________________________2.Esconfiableonoelsentidodeltactoenlapercepcindecambiosdetemperatura?Porqu?________________________________________________________________________________________________________________________________________________3.Despusdeestardosminutosenelaguatibia,lasensacintrmicaeralamismaenlasdosmanosoeradiferente?________________________________________________________________________________________________________________________________________________4.Sicolocamosuntermmetroenelaguacalienteyotroenelaguafra,esperamosaqueseestabilicelatemperaturadecadaunoylosmetemosrpidamenteenelaguafra,lostermmetrosmostrarndeinmediatolamisma temperatura?Porqu?________________________________________________________________________________________________________________________________________________5.Enqumomentosepuededecirqueseharealizadounamedicindelatemperatura?________________________________________________________________________________________________________________________________________________6.Nuestrosentidodeltactoestdiseadoparaindicarlatemperatura?Explcalo.________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.Estandolaflamadelmecheroencontactoconlabasedelrecipientequecontieneelagua,quocurreconlasmolculasdeagua?(cadamolculadeagualapodemosrepresentarcomoesferitasopequeaspelotitas)______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________8.Cmolodetectaeltermmetro?___________________________________________________________________________________________________________________9.Siseretiraelmechero,quocurreconlasmolculasdeagua?____________________________________________________________________________________________10.Cmolodetectaeltermmetro?Explcalo.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________11.Eltermmetroqueestmidiendo,calorotemperatura?________________________________________________________________________12.Enconclusin,explicaconloanteriormenteexpuesto,ladiferenciaentrecalorytemperatura.a)Temperatura:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________b)Calor:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Realizada esta actividad, el alumno investiga ya sea en la web o en diferentes textos la diferencia entre Calor yTemperatura para detectar posibles errores en sus respuestas y corregirlos. Se autoevala argumentando susrespuestasenplenaria,mostrandorespetoytoleranciahaciasuscompaeros.ACTIVIDAD2:UNIDADESDEMEDIDADECALORRealizaunalecturasobreunidadesdemedidadecalorenlasiguientepginadelaweb:http://es.wikipedia.org/wiki/CalorBenjaminThompsonyJamesPrescottJouleestablecieronqueeltrabajopodaconvertirseencaloroenunincrementodelaenergatrmicadeterminandoque,simplemente,eraotraformadelaenerga.UnidadesdemedidaLaunidaddemedidadelcalorenelSistemaInternacionaldeUnidadeseslamismaqueladelaenergayeltrabajo:elJoule(unidaddemedida).Otra unidad ampliamente utilizada para la cantidad de energa trmica intercambiada es la calora (cal), que es lacantidaddeenergaquehayquesuministraraungramodeaguaa1atmsferadepresinparaelevarsutemperatura1 C. La calora tambin es conocida como calora pequea, en comparacin con la kilocalora (kcal), que se conocecomocaloragrandeyesutilizadaennutricin.1kcal=1.000calJoule,trasmltiplesexperimentacionesenlasqueelmovimientodeunaspalas,impulsadasporunjuegodepesas,semovan en el interior de un recipiente con agua, estableci el equivalente mecnico del calor, determinando elincremento de temperatura que se produca en el fluido como consecuencia de los rozamientos producidos por laagitacindelaspalas:1cal=4,184JEljoule(J)eslaunidaddeenergaenelSistemaInternacionaldeUnidades,(S.I.).ElBTU,(ounidadtrmicabritnica)esunamedidaparaelcalormuyusadaenEstadosUnidosyenmuchosotrospasesde Amrica. Se define como la cantidad de calor que se debe agregar a una libra de agua para aumentar sutemperaturaenungradoFahrenheit,yequivalea252caloras.Ejemplo:Unajovensesirve1000kcalenalimentos,losqueluegoquiereperderlevantandopesasde25kghastaunaalturade1.8m.Calculaelnmerodevecesquedebelevantarlaspesasparaperderlamismacantidaddeenergaqueadquirienalimentosyeltiempoquedebeestarhaciendoelejercicio.Solucin:Paraperderlas1000kcal,lajovendeberealizarlamismacantidaddetrabajomecnico,esdecirT=1000kcal.TransformandoestevaloralSI:I = (1uuu col) [1000 cuI1 kcuI [4.186 ]1 cuI = 4.186 x 1u6 [ (Cantidaddetrabajoquedebeserrealizadoallevantarpesasde25kg)Eltrabajoparalevantarlaspesasenunsololevantamientoaunaalturade1.8mes:T1=Ep=mgh=(25kg)(9.81m/s2)(1.8m)=441J ComoeltrabajoT1debeserrealizadonveceshastacompletarT=4.186x106J,entonces:T=T1ndespejamosn=111=4.186 x 106 ]441 ]= 9492 :cccsSilajovenesmuyrpidaallevantarlaspesasycadalevantamientolorealizaen6segundos,entonceseltiempototaldelejercicioser:t=(9492)(6segundos)[1 h3600 s =1S.82 brSerademasiadotiempoporda,nocrees?Lomsadecuadoseraconsumirmenoscalorashaciendounabuenadieta.EJERCICIOSPROPUESTOS:DespusderealizadalalecturasobrelaUNIDADESDEMEDIDADELCALORyrevisadoelejercicioresueltocomoejemplo,resuelvelossiguientesproblemasenformaindividual.1.Emilianoesunapersonade90kgeintentabajardepesocorriendoporlasmaanasparaquemarelequivalenteaunabuenarebanadadepasteldechocolatede700kcal.Aquvelocidaddebercorrersicuentanicamentedeuntiempodeunahora?2.Unaparatoderefrigeracintieneunacapacidaddeenfriamientode12000BTU,acuntaskcalequivale?Comparetusresultadoscontuscompaeros(autoevaluacin)enformaordenadayrespetuosa. ACTIVIDAD3:ESCALASTERMOMTRICAS.RealizalalecturasobreEscalasTermomtricasenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Escalas_termom%C3%A9tricasElaboraunresumenentucuadernodeapuntes.Comparteenplenarialoinvestigadoyescuchaatencinloscomentariosdetuscompaerosyaportacionesdetumaestro.LAS ESCALAS TRMICAS O ESCALAS DE TEMPERATURA MS IMPORTANTES SON LA FAHRENHEIT, LA CELSIUS Y LAKELVIN(OABSOLUTA).CADAESCALACONSIDERADOSPUNTOSDEREFERENCIA,UNOSUPERIORYELOTROINFERIOR,YUNNMERODEDIVISIONESENTRELASREFERENCIASSEALADAS.Resuelvelossiguientesproblemas:1.Completalasiguientetabla,realizandolasconversionesdetemperaturaincluyendolafrmula,desarrolloyresultadocorrecto.KELVIN CELSIUS FAHRENHEIT78 77138 15200 Para convert ir de F a C se ut il iza: C = 5/ 9 (F 32) Para convert ir de C a F ,seut il iza: F = 9/ 5 C+ 32 DeC a K se ut il iza: K = C + 273 2.Eldosdeenerode1960,Mexicalialcanzunatemperaturamnimade6gradoscentgradosbajocero.Culessuequivalenciaengrados:a)Kelvin b) Fahrenheit3.Enjuliode1995latemperaturaenMexicalillega52gradoscentgrados,Culessuequivalenciaengrados:a).Kelvin b).Fahrenheit4.Losmexicalensesrecibimoselaoaunatemperaturade35.6gradosFahrenheit,mismaquefuecayendoalolargodelaprimeramadrugadadel2011,hastaalcanzarlos26.6gradosFahrenheit.Culeslaequivalenciadelastemperaturasmencionadasengrados:a).Kelvin:35.6F=_______________K26.6F=________________Kb).Centgrados:35.6F=___________________C26.6F=___________________CSeevaluarconlistadecotejoSITUACINDIDCTICA2:Loscerillosofsforosdemaderacambiandeformadespusdequemarse.Siencendemosuncerilloylomantenemosenposicinhorizontal,laflamasevamoviendoalolargodelpalitodemadera.Inmediatamentedetrsdelaflamasepresentaunareginalrojovivoquesiguealallama.Esteesellugardemximatemperatura(700750C)dondeelquemado del palito ha terminado. La regin se va enfriando y la parte quemada de color negro se dobla hacia arriba.Verfigura.CONFLICTOCOGNITIVO:Cmopodramosexplicarlaraznporlaqueelcerillosedoblahaciaarribaynohaciaabajo?Culeslaraznporlaquenosequedarecto?Tienealgoqueverelcalordelaflamaalolargodelcerillooeseltipodematerialdelquesehizoelcerillo?SECUENCIADIDCTICA1:duracin(6horas)ACTIVIDAD1:REALIZALASIGUIENTELECTURAYSUBRAYALOSPUNTOSMASIMPORTANTESLOSCUALESTESERVIRNPARAQUEPUEDASRESOLVERLOSPROBLEMASQUESEPRESENTANALFINALDEELLA.EXPANSINODILATACINTRMICA.Ladilatacintrmicaesunfenmenofsicoquepuedesermodeladomatemticamentedemanerasimple.Aunquesiempreocurreelcambiodevolumen,haysituacionesenlasqueslounadimensincontribuyedecisivamenteatalcambio.Taleselcasodeladilatacintrmicadelosalambres.Enellos,lalongitudesmuchomayorqueeldimetro.Dilatacin de los slidos. Seguramente has notado que los rieles de una vadel ferrocarril estn separados por una pequea distancia o que, alpavimentarunacalle,sedejaunespacioentreunbloquedeconcretoyotro.Esto se debe a la necesidad de dar un margen a la dilatacin del metal oconcreto.Experimentalmente se ha comprobado que al aumentar la temperatura deunabarra,aumentasulongitudyque dichoaumento(L) esproporcionalasulongitudinicial(Li)yalaumentodesutemperatura(T).Estoes:=Coeficientededilatacinlineal(1/C)L=Dilatacinlineal(TfTo)(m,cm)Lo=Longitudinicial(m,cm)T=Variacindelatemperatura(TfTo)Modelomatemticoparaladilatacintrmicalineal: SetratadelcambiodelongitudcorrespondientealaunidaddelalongitudinicialparauncambiodetemperaturadeungradoCelsius.Enotraspalabras,elcoeficientededilatacintrmica()nosdicecuntoaumentacadametrodelongitudinicialsilatemperaturaaumenta1C.Launidaddemedidadelcoeficientees: = L(Lu)(T)= 1 m1 m 1 C= 1CLalongitudfinalLfesiguala:Lf=Lo(1+T)DilatacintrmicasuperficialodeArea:Elreafinalesiguala:Coeficientededilatacinderea:=2Af=Ao(1+T)Dilatacintrmicavolumtrica:Elvolumenfinalesiguala:Coeficientededilatacinvolumtrica:=3Vf=Vo(1+T) CoeficientesdedilatacinlinealEnlatablasemuestranloscoeficientesdedilatacinlinealdealgunassustanciasslidas,expresadosenC1.SUSTANCIACOEFICIENTEDEDILATACINLINEAL(C1)Porcelana 3x106Vidrio 9x106Acero 12x106Oro 14x106Cobre 17x106Latn 18x106Aluminio 24x106Zinc 29x106Cuarzo 4x106Diamante 1.2x106Grafito 7.9x106Hierro 12x106Plata 20x106Plomo 30x106 Dilatacinirregulardelagua.Todosloslquidosaumentansuvolumencuandoaumentasutemperatura,puessucoeficientededilatacinvolumtricaespositivo,exceptoelagua.Elaguanoaumentasuvolumenenelintervalodetemperaturade0Ca4C,auncuandoaumentasutemperatura,msbien,loqueocurreesquedisminuyesuvolumen.Porencimadelos4CelaguassedilataalaumentarSutemperatura;silatemperaturadecrecede4Ca0Ctambinsedilataenlugardecontraerse.Debidoaesacaracterstica,elaguaesmsdensaa4Cquea0C;poresoenlaszonasdondelasTemperaturassonmuybajas,losrosylagossecongelanenlapartesuperior,permitiendolasubsistenciadesuflorayfaunaenlaparteinferior.Demaneraindividual,resuelvelossiguientesproblemasyposteriormenteentrgalosatumaestroparasurevisin.Noolvidesescribirdatos,frmula,sustitucin,procedimientoyresultadocorrecto.1.Unosrielesdeacerode23mdelongitudsoncolocadosundaenquelatemperaturaesde5C.Culserelespaciomnimoquehabrquedejarentreellos,paraquelleguenjustoatocarseundaenquelatemperaturaseade45C?2.Unabarradecobremide15ma18C.Hallarlavariacinqueexperimentasulongitudalcalentarlahasta50C.3.ElpuentedesuspensinAkashi(Kobe,Japn)eselmslargodelmundo.Sulongitudesde1991m.Considralocomounaestructuradehierroconcoeficientededilatacintrmicaiguala1.2x105C1.Culeselcambiodelongituddelpuenteparauncambiodetemperaturade40C? 4.Unalminarectangulardealuminiode40cmdelargoy15cmdeanchosecalientade8Ca97C.Culserlavariacindesusuperficie?5.Unejedeacerotieneundimetrode7cma23C.Calcularlatemperaturaquedeberexistirparaqueencajeperfectamenteenunagujerode6.899cmdedimetro.6.Unaplacadecobretieneunreade500cm2alatemperaturade0C.a)Culsersureaa100C?b)Silatemperaturadefusindelcobreesde1.083C,Culeslamximareadelaplacaquesepuedeobtenercalentndola?Elcoeficientededilatacinsuperficialdelcobreesde3.4x105/C7.Unabarrade3msedilat0.91mmalsubir60Csutemperatura.Culeselcoeficientededilatacintrmicadelabarra?8.Unrecipientedevidriode1litroestllenodeaguarrscuandolatemperaturaesde20C.Cuntoaguarrsvaaescurrirdelrecipientesilatemperaturasubehasta90C?Loscoeficientesdedilatacinvolumtricadelvidrioydelaguarrssonde2.7x105/Cy94x105/C.9.Untanquedegasolinade40litrosfuellenadoporlanoche,cuandolatemperaturaerade68F.Aldasiguienteelsolhabaelevadolatemperaturaa131F.Cuntagasolinasederramdeltanque?(Noconsiderarladilatacindeste).LISTADECOTEJO:Intercambiacontuscompaeroslosresultadosobtenidosenlosejerciciosrealizados.Identificatuserroresycorrgelos,compartiendoexperienciasyaprendizajesadquiridosdemanerarespetuosa.ACTIVIDAD2:EXPANSINODILATACINTRMICA.Realizaenequipode4o5elementos,lasiguienteactividadexperimental,participandoycolaborandodemaneraefectiva.DILATACINTRMICA.OBJETIVO:Queelalumnoobserveenellaboratorioladilatacindeloscuerpos.TEORA:Las dimensiones de los cuerpos aumentan cuando se eleva su temperatura. Salvo algunas excepciones, todos loscuerpos,independientementedequeseanslidos,lquidosogaseosos,sedilatancuandoaumentasutemperatura.Dilatacindelosslidos:Lostomosqueconstituyenlasustanciaslidaseencuentrandistribuidosordenadamente,loque origina una estructura denominada red cristalina del slido. La unin de tales tomos se logra por medio defuerzaselctricasqueactancomosihubierapequeosresortesqueunenuntomoconotro,estostomosestnenconstante vibracin respecto de una posicin media de equilibrio. Cuando aumenta la temperatura del slido seproduce un incremento en la agitacin de sus tomos, hacindolos que se alejen de su posicin de equilibrio. Enconsecuencia,ladistanciamediaentrelostomossevuelvemayorocasionandoladilatacindelslido.Ladilatacinenunslidopuedeserlineal,superficialyvolumtrica.Dilatacindeloslquidos:Loslquidossedilatandelamismaformaquelosslidos,perocomoloslquidosnotienenformapropia,loqueinteresaengeneralessudilatacinvolumtrica.Dilatacinirregulardelagua:Cuandolatemperaturadelaguaaumenta,entre0y4C,suvolumendisminuye.Alhacerque su temperatura se eleve a ms de 4 C, el agua se dilatar normalmente. En los pases donde el invierno es muyriguroso,loslagosylosrossecongelannicamenteenlasuperficie,mientrasqueenelfondoquedaaguaconmximadensidada4C,hechoqueesfundamentalparalapreservacindelafaunaylafloradedichoslugares.MATERIAL: FuentedecalorAnillosdeGravesandePROCEDIMIENTO:1.Introduzcalaesferademetalenelanilloparaasegurarellibreacceso.2.Calientelaesferayluegotratadeintroducirloenelaro.Anotaloquesucede:____________________________________________________________________________ Aqusedebeloanterior?____________________________________________________________________________3.Dejaenfriarytratedenuevo.Quobserva?________________________________________4.Calienta la esfera y el aro al mismo tiempo y trata de introducir la esfera en el aro. Anota lo que sucede:_____________________________________________________________________Aqusedebeloanterior?___________________________________________________________________________5.Enquotroscasoshasobservadoladilatacindelosslidos?,escribealmenosuno:____________________________________________________________________________6.Culeslarazndequeelhieloflote?____________________________________________________________________________7.Una placa metlica que contiene un orificio circular, se calienta de 50 a 100 C. A consecuencia de estecalentamiento,podemosconcluirqueeldimetrodelorificio:___________________Subrayalarespuestacorrecta:SeduplicasereducealamitadnocambiaAumentaunpocodisminuyeunpoco8.Elaboraundibujodondemuestreselmaterialqueutilizasteenlaelaboracindeestaactividadexperimentalyrealizaunreportedelprocedimientoexperimentaldedichaactividadconconclusinybibliografa.Seevaluarconunalistadecotejo. SITUACINDIDCTICA3:Enunamaanadefrioinvierno,Jossesientaatomarchocolatecalienteeneldesayunoelcualestabacasihirviendoperocomotenaprisa,sumamleaconsejacolocarunacucharademetaldentrodelataza.CONFLICTOCOGNITIVO:Paraquhayquemeterlacucharaenlatazadechocolate?Quseesperalograrconello?Seralomismosisecolocaraunademadera?SECUENCIADIDCTICA1duracin(2horas)ACTIVIDAD1:Transferenciadecalor.Sesolicitaporequipode4alumnosrealicenunainvestigacinbibliogrficasobrelasformasdetransferenciadecalor para que realicen en cartulina o utilizando las TIC una breve exposicin de una de ellas, las cuales sernasignadas al azar por sorteo en el momento de la exposicin de 5 a 7 minutos (de acuerdo a la cantidad deequipos). Cada equipo evala la exposicin de sus compaeros manteniendo una actitud atenta y respetuosa,utilizandounarbricadondeseindicanlosaspectosaevaluar,loscualesson:presentacin,contenido,creatividadyconocimientodeltema.Sevanasortearentrelosequiposlastrespreguntasdelconflictocognitivoparaquelascontestendespusdesuexposicinysecomenteenplenariaconelrestodelgrupo.Sernevaluadosconunarbricaycoevaluacinmostrandorespetoaltrabajorealizadoporlospares. ACTIVIDAD20De manera cuidadosa, realiza la siguiente actividad en tu casa, teniendo la precaucin de que se encuentre unapersonaadultaresponsablecomocompaa.Siguelasinstruccionespasoapasoyanotatusobservacioneslascualessecomentarnenplenariaenformagrupalparallegaraunaconclusinfinal.Laconduccindecaloratravsdeunaaguja.Objetivo:Notarlosefectosdelapropagacingradualdelcalor.Material:Agujadetejer,cubitosdemantequillacongelada,unavela.1.Perforaconlaagujadetejertrescubitosdemantequillacongeladaycolcalosentrespuntosdelaaguja:unoen su punto medio y los otros dos en posiciones simtricas, a unos cuantos centmetros de distancia delprimero.Ponlapartedelaagujasobrelallamadelavela. Culcubitosedesprendeprimero?Culsedesprendealltimo?Qusucediparaquesecalentaranlostrescubitos?Iniciamosel2011conmuchofrioporloquealsalirnosponemossuter,chamarra,gorra,guantes,bufanda,etc.esoesdebidoaquelaropamencionadaescalientita?Explcalo.____________________________________________________________________________Estetipoderopanosdacalor?Porqugeneralmenteusamosropadecolornegroenelinviernoyropadecoloresclarosenelverano?____________________________________________________________________________Porqunoesconvenienteusarcamisetanegraenlaplayaduranteelverano?____________________________________________________________________________ CAPACIDADCALORFICAYCALORESPECFICOSITUACINDIDCTICA4:Has estado en la playa? Cmo explicaras que el agua y la arena habiendo recibido la misma cantidad de energatrmicadelSol,laarenatequemelospiesyelaguano?De un horno se sacan un alfiler y un gran tornillo, ambos de acero. Cuando se dejan caer en cantidades idnticas deaguaalamismatemperatura,eltornillohaceaumentarmslatemperaturadelagua.CONFLICTOCOGNITIVO:Aqusedebequesucedalomencionadoanteriormente?Explcalo.SECUENCIADIDCTICA1duracin(4horas)ACTIVIDAD 1: En binas realiza la siguiente lectura la cual te servir para que contestes de una forma razonada yresponsableloscuestionamientosquesepresentanalfinaldeella.Intercambiacontuscompaerostusrespuestaseidentificatuserrorescompartiendoexperienciasyaprendizajesadquiridosdemanerarespetuosa.CapacidadcalorficayCalorespecficodelassustancias.Es probable que ya hayas notado que algunos alimentos permanecen calientes mucho ms que otros. Si sacas deltostadorunarebanadadepantostadoyalmismotiempoviertessopacalienteenunplato,alospocosminutoslasopaestarcalienteydeliciosa,mientrasqueelpansehabrenfriadoporcompleto.Deigualmodo,siesperasunpocoantesdecomerunapiezadeasadoyunacucharadadepurdepapa,queestabanalprincipioalamismatemperatura,versquelacarnesehaenfriadomsqueelpur.Lassustanciasdistintastienendistintascapacidadesdealmacenamientodeenergainterna.ENERGA INTERNA: Es el gran total de las energas en el interior de una sustancia. Adems de la energa cintica detraslacin de las molculas en movimiento en una sustancia, hay energa en otras formas. Hay energa cintica derotacindemolculas,yenergacinticadebidaamovimientosinternosdelostomosdentrodelasmolculas.Tambinhay energa potencial debida a las fuerzas entre las molculas. Se ve entonces que una sustancia no contiene calor,contieneenergainterna.Queselcalor?Segnelsentidocomn,elcaloresalgoquecontienenloscuerposcalientesydeloquecarecenloscuerposfros.Alvertertcalienteenunatazaatemperaturaambiente,latazasecalienta.Sedicequeelcalorpasdeltalataza.Alrecibirelcalor,latazasecalienta,mientrasque,debidoalaprdidadecalor,eltseenfra.En realidad, el calor no es un fluido material sino la energa transferida entre cuerpos que estn a diferentestemperaturas.Definiciones:Lacalora(cal)eselcalorqueeleva1Clatemperaturade1gramodeagua.Lacapacidadcalorficaespecficadecualquiersustanciasedefinecomolacantidaddecalorrequeridaparacambiar1gradolatemperaturadeunaunidaddemasadesustancia.Elcalorespecfico(ce)deunasustanciaesigualalcalornecesarioparaaumentar1Clatemperaturadeungdeesasustancia.Latablamuestraloscaloresespecficosdediferentessustancias:ce= QmTcc=cuIg CEnbinas,contestenlassiguientespreguntasysediscutenlasrespuestasenformagrupal.1.Alaplicarlamismacantidaddecalora1kgdecobreya1kgdeacero,duranteelmismotiempocreesquesecalentarnalamismatemperatura?______________________________________________Porqu?_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.Imaginaquepones1litrodeaguaduranteciertotiemposobreunallama,yquesutemperaturaaumenta2C.Sipones2litrosdeaguaalmismotiemposobrelamismallama,Cuntosubirsutemperatura?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3.Qutienemscapacidadcalorficaespecfica,elaguaolaarena?_______________Porqu?__________________________________________________________________________________________________________________________________________4.Porquunarebanadadesandapermanecefradurantemstiempoquelosemparedados,siambossesacaronalmismotiempodeunaheleraenelpicnicdeundacaluroso?______________________________________________________________________________________________________________________________________caloresespecficosSustancia Cal/gCAluminio 0,212Cobre 0,093Hierro 0,113Mercurio 0,033Plata 0,060Latn 0,094Aguademar 0,945Vidrio 0,199Arena 0,20Hielo 0,55Agua 1,00Alcohol 0,58Lanadevidrio 0,00009Aire 0,0000053ACTIVIDAD2:Realizalasiguientelecturaqueescomplementodelaanterioryresuelvelosejerciciosanalizandocuidadosamentelosejemplos.Cualquierduda,acrcateatumaestroocompartetusconocimientoscontuscompaerosconrespetoyseriedad.Calorespecficodelassustancias.Calorcedidoycalorabsorbidoporloscuerpos.Lacalorimetrasignificamedirelcalor.Utilizando los valores conocidos de calor especfico de las mediciones de materiales y temperatura, es fcil calcular elcalorabsorbidoycedidoporalgunassustancias.Elprincipiobsicodelacalorimetraeslaconservacindelaenerga.Siuncuerpocalienteyuncuerpofroseponenencontactotrmico,coneltiempoalcanzarnelequilibriotrmicoalamismatemperaturadebidoalatransferenciaoflujodecalor.Sinoseemitecaloralosalrededores,entoncesconformealaleydeconservacindelaenergatendremos:Calorperdido=Calorganado(Porelcuerpocaliente)=(Porelcuerpomsfro)Qperdido=QganadoUndispositivodelaboratorioqueseutilizaparamedirlaprdidaogananciadecaloreselcalormetro. Ejemplo1:Qucantidaddecalorcedenasusalrededores50gdeagua,siseenfrande90Ca20C?Solucin:Elcalorespecficodelaguaes1.0cal/gCylavariacindelatemperatura70C.Siaplicamoslafrmulatenemos:Q=mceTQ=(1cal/gC)(50g)(70C)Q=3,500calElaguaseenfrade90Ca20c,esdecir,pierdecalor,locualserepresentamedianteelsignonegativo.Ejemplo2:Untermocontiene450gdecaf(ce=1cal/gC)a85C.Siseagregan100gdeleche(ce=1cal/gC)a12C,Culeslatemperaturafinaldelcaf?Solucin:Sisuponemosqueeltermoestbienaislado,nofluyecalordelcafaltermo.Elcalorperdidoporelcafesganadoporlaleche,locualseexpresaconlaleydelaconservacindelaenerga:Calorperdidoporelcaf=CalorganadoporlalecheQueexpresadacomofrmularesulta:[mceT]caf=[mceT]lecheTparaelcafqueda(85CT);paralaleche(T12C).Siendotlatemperaturafinaldelamezcla,sustituyendoenlafrmula:_1 colgC] (4Su g)(8SC - I) = _1 colgC] (1uu g)(I - 12C)38,250gC450g(T)=100g(T)1200gC38,250gC+1200gC=100g(T)+450g(T)39,450gC=550g(T)T=71.73CEnconclusin,lalecheenfrialcafhaciendoquesutemperaturadescendiera13.27C;elcafcalentalaleche,aumentando59.73Csutemperatura.Ejerciciospropuestos:En equipo de tres alumnos, resuelvan los siguientes ejercicios sin olvidar poner datos, frmula, sustitucin,procedimientoyresultadocorrecto.1.Qucalorserequiereparaelevarlatemperaturadeuntrozodehierrode10Ca70C,sisumasaesde200g?2.Paraqueelherreropuedatrabajarlamejor,unaherraduradebeestaralrojovivo,esdecir,aunatemperaturade800C.Silamasadelaherraduraesde0.5kgysutemperaturainicialerade20C,qucantidaddecalornecesitarecibirparallegaralatemperaturadelrojovivo?Elcalorespecficodelhierroesde450J/kgC3.Untrozodemetalde50gdemasa,tieneunatemperaturade90C;sisecolocaen150gdeaguaa17Cylatemperaturafinales25C,determinaelcalorespecficodelmetal.4.Semezclan10litrosdeaguaa17Ccon5litrosa70C.Determinalatemperaturafinaldelamezcla.5.Unplomeroseencuentrasoldandounatuberadecobreycalientaconsusopleteeltuboa120C.Cuandoestapuntodecolocarlasoldadurasedacuentadequenolatiene.Asque,paraevitarunaccidentedecidesumergireltubodecobreen100gdeaguaa15Cparaenfriarlo.Eltubosumergidoenelaguallevaaunatemperaturade22C.Determinalacantidaddecobrequeelplomerocalentinicialmente.6.Cuandoseretiran50caldecalorde10gdeunasustancia,seobservaquesutemperaturadecrecede40Ca15C.Culeselcalorespecficodelasustancia?7.Siseagregan175Jdeenergaa10gdeaguaa25C,culeslatemperaturafinaldelagua? 8.Uncalentadordeaguaconunacapacidadde40litrosseutilizaparacalentaraguademodoquesutemperaturacambiede12Ca30C.Qucantidaddecalorseletienequesuministrar?Intercambiacontuscompaeroslosresultadosobtenidosenlosejerciciosrealizados.Identificatuserroresycorrgelos,compartiendoexperienciasyaprendizajesadquiridosdemanerarespetuosa.Seevaluarconunalistadecotejo.ACTIVIDAD3:Aparatostecnolgicosquerealicenintercambiodelcalor.En binas, los alumnos realizarn una investigacin bibliogrfica sobre el funcionamiento de aparatos tecnolgicosdondesemanifiestenfenmenosrelacionadosconelintercambiodecalor.Conlainformacinobtenida,elaborarnun ensayo con ilustraciones sobre lo anteriormente mencionado. En equipo de 6 personas, intercambiarn lainformacin obtenida enriqueciendo su trabajo, el cual ser comentado en plenaria compartiendo lo investigado yescuchandoconatencinloscomentariosdesuscompaerosylasaportacionesdelmaestro.Se eval uar con una r br i ca yCoeval uaci n.