Parque Natural de la Sierra de Tejeda y...

Unidad Didáctica: La Energía del agua

Parque Natural de la Sierra de Tejeda y Almijara

Antonia Torres Lorente

I.E.S. “Ntra. Sra. de la Estrella” Villa del Río

Objetivos generales de etapa del Área de Ciencias de la Naturaleza relacionados con los objetivos de área del I.E.S.

Objetivos Generales de etapa Objetivos de área del I.E.S. Utilizar los conceptos básicos de las Ciencias de la Naturaleza para elaborar una interpretación científica de los principales fenómenos naturales, así como para analizar y valorar algunos desarrollos y aplicaciones tecnológicas de especial relevancia.

1. Fomentar el conocimiento y utilización

correcta de términos científicos adecuados a cada situación.

2. Aumentar la capacidad de memorización utilizando técnicas adecuadas.

3. Fomentar la aplicación de los conocimientos adquiridos para explicar los hechos que ocurren a nuestro alrededor.

4. Estimular la capacidad de razonamiento lógico.

Aplicar estrategias personales, coherentes con los procedimientos de la ciencia, en la resolución de problemas.

5. Mejorar el planteamiento y resolución de

problemas de distinto tipo, aplicando estrategias propias del método científico.

6. Afianzar el uso correcto de herramientas aritméticas y algebraicas básicas.

7. Conseguir que valoren la utilización correcta de unidades.

8. Afianzar la correcta representación e interpretación de gráficos.

Participar en la planificación y realización en equipo de actividades e investigaciones sencillas.

9. Potenciar la participación en actividades

tanto individuales como de grupo. 10. Afianzar la manipulación correcta de

aparatos y herramientas. 11. Fomentar el respeto hacia los compañeros y

profesores. 12. Estimular el hábito de trabajo y la

continuidad en el esfuerzo. 13. Fomentar el respeto hacia el material del

aula y el laboratorio.

Seleccionar, contrastar y evaluar informaciones procedentes de distintas fuentes.

14. Fomentar el uso de bibliografía en la

elaboración de trabajos. 15. Utilizar videos como otra fuente de

información. 16. Utilizar Internet como fuente de información

Unidad didáctica: El agua pag. 2

Comprender y expresar mensajes científicos con propiedad, utilizando diferentes códigos de comunicación.

17. Favorecer la comprensión lectora utilizando

artículos científicos. 18. Mejorar la expresión oral y escrita de

conceptos relacionados con las Ciencias. 19. Eliminar las faltas de ortografía. 20. Mejorar la caligrafía.

Elaborar criterios personales y razonados sobre cuestiones científicas y tecnológicas básicas de nuestra época.

21. Favorecer una valoración ética de la Ciencia

y la Tecnología.

Utilizar sus conocimientos sobre el funcionamiento del cuerpo humano para desarrollar y afianzar hábitos de cuidado y salud corporal.

22. Utilizar los conocimientos sobre el

funcionamiento del cuerpo humano para desarrollar y afianzar hábitos de cuidado y salud corporal.

Utilizar sus conocimientos científicos para analizar los mecanismos básicos que rigen el funcionamiento del medio, valorar las repercusiones que sobre él tienen las actividades humanas contribuir a la defensa, conservación y mejora del mismo.

23. Fomentar el respeto hacia el medio

ambiente.

Conocer y valorar el patrimonio natural de Andalucía, sus características básicas y los elementos que lo integran.

24. Aumentar el conocimiento del entorno

natural y tecnológico.

Entender que la Ciencia es una actividad humana y que, como tal, en su desarrollo y aplicación intervienen factores sociales y culturales.

25. Propiciar el reconocimiento de la influencia

de factores sociales y culturales sobre la evolución de la Ciencia y de la Ciencia sobre la evolución de la Sociedad.

Entender la Ciencia como un cuerpo de conocimientos organizados en continua elaboración, susceptibles por tanto de ser revisados y, en su caso, modificados.

26. Favorecer la comprensión de que la Ciencia

está en continua evolución.


Unidad Didáctica: La energía del agua Nº Objetivos Didácticos C,P,A Obj. Área 1 Conocer los conceptos de energía, trabajo, calor,

energía mecánica, energía cinética, energía potencial. C 1,2

2 Entender que la energía puede transferirse de un cuerpo a otro.

C 1,2

3 Analizar las transformaciones que puede sufrir la energía.

P 3,4,5

4 Entender que siempre se producen pérdidas de energía por rozamiento en forma de calor y sonido y que esta transformación es irreversible.

C 3,4,5

5 Explicar el funcionamiento de: • Una noria. • Un acueducto. • Un molino de agua.

C 3,4,24,26

6 Reconocer las partes de un molino de agua. C 1,2 7 Comprender cómo se puede transformar la energía

mecánica del agua en energía eléctrica. C 3,4,24,26

8 Conocer los conceptos de magnetismo e inducción electromagnética.

C 1,2

9 Analizar el funcionamiento de: • La dinamo. • El alternador. • El motor eléctrico.

P 3,4,24

10 Analizar la influencia de las fuentes de energía en el desarrollo humano.

P 3,4,8,25,26

11 Leer e interpretar textos científicos. P 17 12 Interpretar tablas, esquemas y dibujos. P 8,17 13 Hacer búsqueda bibliográfica, utilizando Internet como

una herramienta más para buscar información. P 14,16

14 Elaborar y presentar de forma escrita y oral la información recopilada.

P 18,19,20

15 Realizar actividades prácticas en el laboratorio. P 3, 9,10,13 16 Trabajar con autonomía y en grupo. A 9, 11 17 Valorar el orden, limpieza, buena caligrafía y correcta

ortografía en la presentación de trabajos. A 12,18,19,20

18 Entender la importancia de la energía en la vida cotidiana y como puede condicionar el desarrollo de un pueblo.

A 8,21,25


Nº Contenidos Obj. Didáctico

Actividades

1 Conceptos de: energía, trabajo, calor, energía mecánica, energía cinética, energía potencial.

1 1,2,3,5

2 Transferencia de energía entre cuerpos. 2 2,3,5,10,11 3 Transformaciones de la energía en distintos casos

relacionados con el agua. 3 1,2,3,5,10,11

4 Pérdidas de energía en forma de calor, sonido, etc. 4 2,3,5 5 Funcionamiento de:

• Una noria. • Un acueducto. • Un molino de agua.

5 1,4,5,6,7,8,9

6 Partes de un molino de agua 6 7,8,9 7 Obtención de energía eléctrica a partir de la energía

mecánica del agua. 7 10,11,12,13,

14 8 Conceptos de electromagnetismo e inducción

electromagnética. 8 12,13

9 Funcionamiento de: • Una dinamo. • Un alternador. • Un motor eléctrico.

9 13,14,15

10 Las fuentes de energía y el desarrollo humano. 10 16 11 Necesidades cotidianas de energía. 18 17,18 12 Interpretación de tablas, esquemas y dibujos. 12 2,8,11,16,17,

18 13 Lectura e interpretación de textos científicos. 11 1,3,10 14 Manejo correcto del material de laboratorio. 15 4,12,14,15 15 Recopilación de información de libros o Internet. 13 1,6,7,8,9 16 Elaboración y presentación de la información obtenida

de forma escrita u oral. 14,17 1,3,6,7,8,9,

10,12,14,15


Nº Criterios de evaluación Obj.

Didáctico Obj. Área

1 Comprobar si el alumno/a conoce los conceptos de esta unidad didáctica.

1,8 1,2

2 Comprobar si el alumno/a analiza las transferencias y las transformaciones de energía en distintos casos relacionados con el agua.

2,3,4,7 1,2,3,4,5,25,25

3 Comprobar si el alumno/a explica el funcionamiento de la noria, acueducto, molino de agua, dinamo, alternador, motor eléctrico

5,6,9 1,2,3,4,24,26

4 Comprobar si el alumno/a analiza la influencia de las fuentes de energía en el desarrollo humano.

10 3,4,8,25,26

5 Comprobar si el alumno/a explica la importancia de la energía en la vida cotidiana y como puede condicionar el desarrollo de un pueblo.

18 8,21,25

6 Comprobar si el alumno/a interpreta tablas, esquemas y dibujos.

12 8,17

7 Observar el manejo del material de laboratorio. 15 3,9,10,13 8 Valorar la búsqueda de información. 13 14,16 9 Observar la lectura e interpretación de textos

científicos. 11 17

10 Valorar en la presentación de trabajos, los contenidos, el orden, limpieza, ortografía y caligrafía.

14,17 12,18,19,20

11 Observar el trabajo autónomo y en grupo. 15,16 3,9,10,11,13

12 Observar el comportamiento en el aula, en el laboratorio y en el campo.

15,16 9,10,11,13

Nº Instrumentos de evaluación Crit. eval 1 Prueba escrita de contenidos conceptuales y de aplicación lógica

de dichos contenidos. 1,2,3,4,5

2 Cuestionario sobre tablas, gráficos y dibujos. 6 3 Observación de lecturas en clase y cuestionario sobre dichas

lecturas. 9

4 Observación del trabajo en clase y en casa reflejado en el parte trimestral.

11

5 Observación de la presentación de la información recopilada. 8,10 6 Cuaderno del alumno. 10 7 Observación del comportamiento en clase, laboratorio y en el

campo, reflejado en el parte trimestral. 11,12

8 Observación del manejo del material de laboratorio 7


Metodología • Exposición oral del profesor. • Realización individual o en grupo de 2, 3 ó 4 alumnos de las actividades

propuestas en el aula, laboratorio y en el campo. • Puesta en común de dichas actividades. • Realización de trabajos. • Lectura e interpretación de textos. • Búsqueda de información de libros o Internet.

Material necesario • Cuaderno de actividades. • Lecturas: “Usos tradicionales del río I, II y III” y “Otras caras de la energía” • Conexión a Internet. • Material de laboratorio que se especifica en las prácticas (Ver materiales). • Cámara fotográfica

Bibliografía Nacenta Torres, P. Y Guinda Berdor, L.M., Física y Química de 3º de ESO. Ed. AKAL. 2002 Pinar Gallardo, I., Física y Química de 3º de ESO. Ed. Oxford. 2002. Instrucciones de uso de la Turbina de Pelton. Didaciencia Páginas web

Estefanía Caamaño Martín, OTRAS CARAS DE LA ENERGÍA, Instituto de Energía Solar, Universidad Politécnica de Madrid http://centros5.pntic.mec.es/cpr.de.aranjuez/foro/tecno/agua.html#cigoñal http://www.criecv.org/es/proyectos/pag_agua/usos_rio.html http://olmo.pntic.mec.es/~jpag0004/molino%20de%20agua.htm#rio http://www.arrakis.es/~rinord/sp-molinos.html http://www1.uniovi.es/ingenios hidráulicos históricos molinos, batanes y ferrerías.htm http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_2852000/2852993.stm http://www.bbc.co.uk/spanish/especiales/agua/default.stm


http://www.criecv.org/es/proyectos/pag_agua/usos_rio.html

http://olmo.pntic.mec.es/~jpag0004/molino de agua.htm#rio

Actividades Actividad 1 Lee el siguiente texto y contesta a las preguntas:

Usos tradicionales del río (I)

El río fuente de agua Ya los primeros pobladores de nuestras tierras establecieron sus asentamientos cerca de los ríos para garantizarse el suministro de agua, pero entonces se debía acudir al río para consumir sus aguas.

Fueron los romanos quienes idearon los primeros

sistemas para acercar las aguas a los lugares de consumo. Azudes, canales y acueductos las conducían hasta las casas y las huertas.

Para su uso agrícola los árabes, mejoraron y

ampliaron las construcciones romanas, creando grandes zonas de regadío y extensas redes de canales que han perdurado hasta nuestros días.

El río: camino y medio de transporte

Los ríos han sido siempre la vía por la que los nuevos colonos han entrado desde el mar a poblar las tierras del interior. Romanos y árabes encontraron en los ríos un camino cómodo y surtido de recursos por el que expandirse desde las costas. Así, es también a la orilla de los ríos donde después realizaron sus principales asentamientos, no sólo por estar cerca de los caminos naturales sino también por la riqueza que concentran los ríos. Agua para el consumo, pesca, caza, recursos vegetales tanto para consumo como para fabricar los más variados objetos o energía son algunos de los valores que atesoran los ríos.

Después, esas mismas corrientes han servido de medio para transportar

personas o mercancías, bien aprovechando el impulso de sus aguas o bien luchando contra él al remontarlas.

Ya en nuestros tiempos, se han construido canales que han permitido unir

océanos, en ocasiones escalonados mediante esclusas como el canal de Panamá, facilitando los transportes marítimos y dotando a quienes controlan el canal de una extraordinaria herramienta de poder económico y político. a) Busca el significado de la palabra azud. b) Busca en Internet información sobre los acueductos: ¿Para qué sirven?, ¿Por qué se empezaron a construir? ¿Cómo funcionan? ¿Qué transformación de energía se produce en ellos? ¿Cómo se consigue presión en los tramos rectos o de subida? Nombre de una ciudad española famosa por su acueducto.


Actividad 2 Fíjate en el dibujo y contesta: a) ¿Por qué el agua de un río está en continuo

movimiento desde que nace hasta llegar al mar o a otro río?

b) ¿Qué tipo de energía tiene el agua del río en el nacimiento?

c) ¿Qué transformaciones de energía se producen a lo largo del cauce?

d) ¿La transformación es íntegra o hay pérdidas de energía por algún motivo?

Actividad 3 Lee el siguiente texto y contesta a las preguntas:

Usos tradicionales del río (II)

Una fuente inagotable de energía El agua llega al molino, mueve las ruedas y sale harina, clavos, papel o tela. Mover las muelas que deshacen el grano, los martinetes que repican el hierro, la sierra que convierte el tronco en tableros o las palas que hacen la pasta de papel precisa mucha fuerza, pero cuando no se conocía la electricidad y el vapor estaba aún por dominar, las corrientes de agua proporcionaban energía barata e inagotable.

Incluso la corriente de agua podía, mediante la noria, elevar agua hasta las acequias que regaban las fértiles huertas de las riberas.

En cualquier caso el funcionamiento es siempre el mismo, mediante un canal se desvía cierta cantidad de agua del río, la cual se hace entrar a gran velocidad y en cantidad suficiente en el molino. Al llegar choca contra las palas de una rueda hidráulica que transmite a lo largo de su eje el movimiento a otras piezas. Poleas, engranajes o bielas comunican el giro de la rueda hidráulica a las muelas, los martinetes o cualquier otro mecanismo que gire u oscile. a) ¿Qué tipo de energía lleva el agua del río? b) Cuándo el agua choca con la rueda hidráulica, ¿qué transformación de la

energía se produce? c) ¿Se producen pérdidas de energía? ¿Dónde?


Actividad 4 Haciendo una noria de agua.

Material:

• Una huevera de plástico • Tijeras • Una cartulina plastificada • Clips de diferentes tamaños • Grapas o pegamento • Alambre • Un compás

Procedimiento:

1. Recorta las copas de la huevera. 2. Haz dos círculos iguales en la cartulina. 3. Empieza a pegar las copas una a una. 4. Haz un agujerito en medio de los círculos, como se ve en el dibujo, y pasa por

ahí el alambre. Déjalo secar. 5. Ahora coloca la noria debajo de un grifo. Al caer el agua tu invento se moverá.

OTRA POSIBILIDAD Material:

• Corcho. • Vaso de plástico. • Tiras de plástico. • 2 Agujas. •

Procedimiento: 1. Coloca el corcho y las tiras de plástico tal y como indica el

dibujo. 2. Pincha en cada extremo del corcho una aguja. 3. Introdúcelo dentro de un vaso grande de plástico. 4. Ahora coloca la noria debajo de un grifo. Al caer el agua tu

invento se moverá. Actividad 5 Contesta a las siguientes preguntas: a) ¿Por qué se mueve la noria? b) ¿Qué tipo de energía tiene el agua? c) ¿En qué se transforma esa energía del agua al empujar la noria? d) ¿Se transforma toda la energía del agua o hay pérdidas de algún tipo?


Actividad 6 Esta noria está en Córdoba. Averigua: ¿Dónde se encuentra situada? ¿Cómo se llama? ¿Quién la construyó? ¿Que utilidad tenía? Actividad 7 Busca información en Internet y contesta a las siguientes preguntas sobre los molinos de agua: a) ¿Indica qué tipos de molinos de agua hay? b) Relaciona cada dibujo con los dos tipos de molinos:

c) ¿Cuál de ellos recibe también el nombre de aceña? d) ¿Cuántas piedras utiliza el molino y cómo se llaman? e) ¿Cuál permanece fija? f) ¿Qué era el pago por maquila? g) Coloca el nombre que corresponda a cada tipo de molino: Molino de rueda vertical y admisión superior Molino de rueda vertical y admisión inferior


Actividad 8 Partes de un molino: Pon número a las partes del molino que se indican.

1- Espada 2- Tolva 3- Solera, Durmiente o fija4- Rueda, turbina, rodete, rodezno 5- Saetín o saetino 6- Árbol 7- Harnero 8- Volandera 9- Tirante

Actividad 9 Explica cómo funciona un molino harinero, utilizando los términos del apartado anterior. Actividad 10 Lee el siguiente texto y contesta a las preguntas:

Usos tradicionales del río (III)

Electricidad de las corrientes de agua Igual que desde el siglo X el río mueve la muela del molino hoy hace girar potentes generadores que producen miles de kilovatios de electricidad. La energía hidráulica es la principal fuente renovable de energía empleada en el mundo, suministrando cerca del 20% de toda la energía consumida. El mar también puede producir electricidad. El movimiento de las olas mueve pequeños generadores que suministran electricidad a boyas de señalización y a faros marinos de poca potencia. El subir y bajar de las mareas, atrapados mediante presas mueve grandes generadores, pues aunque la diferencia de altura no es muy grande la cantidad de agua que se desplaza es enorme. a) ¿Qué es la energía hidráulica? b) Investiga: ¿Cómo se puede obtener energía eléctrica a partir de la energía

cinética del agua?


Actividad 11 Observa el dibujo y explica las transformaciones de energía que se producen Actividad 12 Magnetismo y producción de corriente eléctrica. Introducción: Cuando un imán se introduce y se saca de una bobina, se genera una corriente eléctrica. Cuando por un conductor circula una corriente eléctrica crea a su alrededor el mismo efecto que un imán. (un campo magnético) Material: - Imán - Cables de conexión. - Una bobina de hilo conductor. - Una fuente de alimentación. - Un amperímetro. Procedimiento: 1.- Realiza el montaje de la figura. 2.- Introduce y saca el imán de la bobina. 3.- ¿Qué le ocurre a la aguja del amperímetro?. 4.- Cambia el polo del imán. ¿Qué le ocurre a la aguja del amperímetro? 5.- Introduce y saca el imán de la bobina más rápido. ¿Qué ocurre?. 6.- Deja fijo el imán y mueve, ahora, la bobina. ¿Qué ocurre? Investiga: ¿Qué científico descubrió este fenómeno?


Actividad 13 Observa el dibujo del interior de la dinamo de una bicicleta. (En la figura 1 se hace girar un imán en el interior de una bobina. En la figura 2 es la bobina la que gira entre dos imanes).

Con ayuda de los resultados de la experiencia anterior, analiza su funcionamiento.

Actividad 14 Obtención de energía eléctrica a partir de una turbina

Material: - Turbina de Pelton o similar. - Cables de conexión. - Polímetro. - Bombilla o LED. - Agua. Procedimiento: 1. La turbina de Pelton es un disco de cazoleta, en cuyo eje de giro se ha acoplado

una dinamo de bicicleta. Con un LED alimentado por la dinamo. 2. Se pone la turbina de Pelton bajo el grifo y se deja caer un choro continuo de

agua sobre las cazoletas hasta que éstas empiecen a moverse.


Actividad 15 El motor eléctrico Introducción Si un alternador o una dinamo se conectan a la corriente eléctrica alterna, en el primer caso y continua, en el segundo, se invierte el proceso visto en el ejemplo anterior y la bobina se pone a girar, transformando la energía eléctrica en energía cinética. Es el fundamento de los motores eléctricos. Material: • Máquina eléctrica didáctica. • Imanes • Pila de petaca • Juego de cables • Polímetro Procedimiento: 1.- Hacer el montaje de la figura. 2.- Conectar a la pila. ¿Qué ocurre? 3.- Invertir los bornes de conexión. ¿Qué ocurre? 4.- Invertir los imanes. ¿Qué ocurre? 5.- Suprimir uno de los imanes. ¿Qué ocurre? ¿Qué electrodomésticos tienes en casa que funcionen con un motor eléctrico? Actividad 16 A partir de la lectura del artículo: “Otras caras de la energía. La energía en la historia de la humanidad”, elaborar un poster sobre las distintas fuentes de energía que ha utilizado la humanidad a lo largo de la historia. Actividad 17 A partir de la lectura del artículo: “Otras caras de la energía. La energía en la actualidad”, preparar un poster sobre el consumo global de energía y la procedencia de dicha energía. Actividad 18 A partir de la lectura del artículo: “Otras caras de la energía. Energía y pobreza”. Analizar la relación entre la pobreza y las necesidades de energía.


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