Semana 13

Seman13 martes SESIÓN 37	Unidad 3. Energía: fenómenos térmicos, tecnología y sociedad
contenido temático	1 Energía: su transferencia y conservación. • Energía y su conservación Primera ley de la termodinámica.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Conocerán el cambio de la energía interna a trabajo y calor. Procedimentales Reconoce y analiza dos formas en la transformación de energía a trabajo y calor Elaboración de acetatos y manejo del proyector. Presentación en equipo Actitudinales Puntualidad, respeto, responsabilidad, tolerancia, solidaridad y actitud crítica.
Materiales generales	De laboratorio: Parrilla eléctrica, dos vasos de precipitados de 250 ml, termómetro. De proyección: Pizarrón, gis, borrador Proyector de acetatos De computo: PC, y proyector tipo cañón Programas: Gmail, Googledocs. Didáctico: Resumen escrito en  documento electrónico.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase plantea las preguntas siguientes: Preguntas ¿Qué le ocurre a la energía interna por el calor? Ejemplos de cambio de energía interna por calor ¿Qué le ocurre a la energía interna por el trabajo? Ejemplos de cambio de energía interna por trabajo ¿Cómo se define la primera ley de la termodinámica? Expresión matemática de la primera ley de la termodinámica Equipo 5 2 6 1 3 4 Respuesta El calor (representado con la letra Q) es la energía transferida de un sistema a otro (o de un sistema a sus alrededores) debido en general a una diferencia de temperatura entre ellos. El calor que absorbe o cede un sistema termodinámico depende normalmente del tipo de transformación que ha experimentado dicho sistema. El universo termodinámico es minúsculo y está constituido por el sistema y sus alrededores, con el cual el sistema puede intercambiar energía como calor o trabajo. Cuando suministras trabajo a un sistema "aislado" lo que haces es aumentar su energía interna. Estas cediendo calor en forma del trabajo al mismo, o transformando trabajo en calor del sistema (por agitamiento, rozamiento) entonces la temperatura del mismo aumenta. Vapor de agua  ,Baterías , El agitar un líquido y los gases comprimidos. La energía no se crea ni se destruye solo se transforma Q=W IUPAC: ΔU=Q+W TRADICIONAL: ΔU=Q−W Dónde: ∆U : Incremento de energía interna del sistema ( ∆U = Ufinal - Uinicial ). Q : Calor intercambiado por el sistema con el entorno. W : Trabajo intercambiado por el sistema con el entorno. ¿A que temperatura se elevara el agua del matraz al calendarla con vapor de agua? Equipo Mililitros  de agua Temperatura del vapor en el vaso de precipitados 0C Temperatura del agua en el matraz erlenmeyer 0C 1   20 80 67 2 40 78° 66° 3 60 80° 70° 4 80 90 79 5 100 85° 63° 6 120 89 70 ¿Se podría colocar una botella tapada llena de agua dentro de una masa de hielo en derretimiento sin temor a que se rompa? b) Una botella llena de agua se encuentra dentro de una masa de hielo a 0 °C, y otra, dentro de agua a la misma temperatura. ¿En cuál de las botellas el agua se congelará antes? Después en equipo y grupalmente, discuten y sintetizan el contenido de las respuestas.                                                             FASE DE DESARROLLO A.- Colocar la broca al taladro y aplicar durante unos segundos la acción de taladrar a la madera, el metal y la piedra. Inmediatamente medir la temperatura en la perforación de cada material, anotar los datos: Observaciones: Equipo Temperatura madera Metal Piedra 1 2 3 4 5 6 Si se congelara el agua contenida en la botella, el vidrio se rompería a consecuencia de la dilatación del hielo. No obstante, en las condiciones especificadas el agua no se helará. Para ello no sólo habría que reducir la temperatura hasta 0 °C, sino también haría falta disminuir el calor latente de fusión en 80 calorías por cada gramo de agua que se congela. El hielo, dentro del cual se encuentra la botella, tiene una temperatura de 0 °C (se derrite) y, por consiguiente, el agua no transmitirá calor al hielo: la transmisión de calor es imposible cuando las temperaturas son iguales. Como el agua no cede calor a 0 °C, permanecerá en estado líquido. Por ello, no hay que temer que la botella se rompa. b) El agua no se congelará en ninguna de las botellas. En ambos casos la temperatura es de 0 °C, por consiguiente, el agua contenida en la botella se enfriará hasta 0 °C, pero no se helará, pues no podrá ceder calor latente de fusión al ambiente: si los cuerpos tienen temperaturas iguales, no intercambian calor. Después discuten y sintetizan el contenido                                                              FASE DE CIERRE       Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una conclusión grupal relativa a la conversión de energía interna en calor y trabajo. Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista de MOODLE. Actividad Extra clase: Los alumnos: Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs,  Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	El profesor revisara el Informe de la actividad depositado en el Blog personal.    Contenido: Energía: su transferencia y conservación. Energía y su conservación Primera ley de la termodinámica Resumen de la indagación bibliográfica. La primera ley de la termodinámica establece que  la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo, y viceversa En física, el término conservación se refiere a algo que no cambia. Esto significa que la variable en una ecuación que representa una cantidad conservativa es constante en el tiempo. Tiene el mismo valor antes y después de un evento. En física hay muchas cantidades conservadas. A menudo son muy útiles para hacer predicciones en las que de otra manera serían situaciones muy complicadas. En mecánica hay tres cantidades fundamentales que se conservan: energía, momento y momento angular. Informe de las actividades en el Aula-laboratorio.

Semana13 jueves SESIÓN 38	Unidad 3. Energía: fenómenos térmicos, tecnología y sociedad
contenido temático	2Energía: su transformación, aprovechamiento y degradación • Máquinas térmicas.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales • Identifica procesos de transformación de energía en máquinas térmicas simples. N2. • Calcula la eficiencia de algún caso de máquina térmica simple. N3. Procedimentales   Reconoce y ejemplifica la primera ley de la termodinámica en procesos simples Actitudinales Puntualidad, respeto, responsabilidad, tolerancia, solidaridad y actitud crítica.
Materiales generales	De laboratorio: Parrilla eléctrica, dos vasos de precipitados de 250 ml, termómetro. De proyección: Pizarrón, gis, borrador Proyector de acetatos De computo: PC, y proyector tipo cañón Programas:  Gmail, Goolgedocs. Didáctico: Resumen escrito, en documento electrónico.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor les plantea la siguiente pregunta: ¿Se puede construir una máquina que convierta íntegramente (100%) la energía proporcionada por un combustible en trabajo mecánico?, ¿Existe algún método para generar energía en forma ilimitada? Preguntas ¿Qué es una maquina térmica? ¿Cómo funciona una maquina térmica? ¿Qué es la eficiencia ideal de una maquina térmica? ¿Cómo se calcula la eficiencia real de las maquinas térmicas? ¿Cuáles son las variables que intervienen en las maquinas térmicas? ¿Qué unidades se utilizan en las variables de las maquinas térmicas? Equipo 6 5 2 1 4 3 Respuesta Es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina.  Un motor térmico o máquina térmica es un artefacto que convierte energía térmica en trabajo mecánico por medio del aprovechamiento del gradiente de temperatura entre una “fuente” caliente y un “sumidero” frío. El calor se transfiere de la fuente al sumidero y, durante este proceso, algo del calor se convierte en trabajo por medio del aprovechamiento de las propiedades de un fluido de trabajo, usualmente un gas o un líquido. Se dice que la eficiencia es la relación entre la salida, la energía que se busca tener, y la entrada, la energía que cuesta pero se debe definir la salida y la entrada. Se puede decir que una maquina térmica, la energía que se busca es el trabajo y la energía que cuesta es el calor de la fuente de alta temperatura ( costo del combustible)  Se trata de una máquina de fluido en la que varía el volumen específico del fluido en tal magnitud que los efectos mecánicos y los efectos térmicos son interdependientes. Temperatura y el trabajo entregado. N*m=Joules Q--Calorías W--Joules Los equipos trabajaran con la información que indagaron para contestar  la pregunta. Uno de los alumnos de cada equipo lee la respuesta de su equipo y se aclaran dudas. FASE DE DESARROLLO     Colocar en un vaso de precipitados 50 ml de agua, colocar sobre este vaso otro vaso con 50 ml de agua y medir su temperatura. -          Colocar el conjunto de los dos vasos sobre la parrilla. -          Calentar hasta ebullición del agua del vaso de precipitados inferior y medir la temperatura del vapor, medir el tiempo de ebullición del agua del vaso inferior y la temperatura del agua del vaso superior. Observaciones: Equipo Temperatura inicial del  agua Vaso superior Temperatura del vapor vaso inferior Temperatura final del agua Vaso superior Tiempo en ebullir el agua vaso inferior. 1 2 3 4 5 6 Graficar los datos obtenidos: Investigación documental sobre las máquinas térmicas y discusión de resultados. • Actividad experimental: Construcción de una máquina térmica simple. El vapor calentado hasta 100 °C puede ceder calor al agua siempre que la temperatura de ésta sea inferior a los 100 °C. A partir del instante en que se igualan las temperaturas del vapor y el agua, el primero deja de transmitir calor a la segunda. Por ello, es posible calentar agua hasta 100 °C mediante el vapor que tiene esa misma temperatura, pero éste no podrá transmitirle la cantidad de calor necesaria para pasar al estado gaseoso. Por consiguiente, se puede calentar agua hasta la temperatura de ebullición mediante el vapor, cuya temperatura es de 100 °C, más es imposible lograr que empiece a hervir: seguirá en estado líquido? El Profesor solicita a los alumnos que  presenten resultados, empleando la técnica seleccionada. FASE DE CIERRE         Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una conclusión grupal relativa a la Primera Ley de la Termodinámica. Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista. Actividad Extra clase: Los alumnos: Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs,  Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	El profesor revisara el Informe de la actividad depositado en el Blog personal.    Contenido: 2Energía: su transformación, aprovechamiento y degradación Máquinas térmicas Resumen de la indagación bibliográfica. Una máquina térmica es un dipositivo cuyo objetivo es convertir calor en trabajo. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire, gasolina) que realiza una serie de transformaciones termodinámicas de forma cíclica, para que la máquina pueda funcionar de forma continua. A través de dichas transformaciones la sustancia absorbe calor (normalmente, de un foco térmico) que transforma en trabajo. El desarrollo de la Termodinámica y más en concreto del Segundo Principio vino motivado por la necesidad de aumentar la cantidad de trabajo producido para una determinada cantidad de calor absorbido. Informe de las actividades en el Aula-laboratorio.