UNIDAD # 1 CALOR Y MECANISMOS DE TRANSFERNCIAPublicado en 14
marzo 2009 por FSICA CEFA 11UNIDAD # 1: CALOR Y TRANSFERENCIA DEL
CALORGUA DE APRENDIZAJE # 1Temas de la sesin: Calor y la medida del
calor Ley cero (equilibrio trmico) Calor especfico Transmisin del
calorObjetivos: Definir e interpretar el concepto de calor y
distinguirlo de la temperatura.Identificar el calor como energa
transferida de un cuerpo a otro que se encuentran a
diferentestemperaturas.Identificar las formas de transmisin del
calorActividades.1. Actividad de ex!o"aci#$ de ideas.En este
momento de la clase se plantearn problemas referentes al tema, los
cualessern resueltos en grupos a partir de los conocimientos
cotidianos de l@sestudiantes y usando como estrategia una
"eperimentacin mental" dondeintenten dar solucin a la situacin
planteada.%. Actividad de socia!i&aci#$En esta acti!idad se
busca que a partir de la sociali"acin l@s estudiantes den a conocer
al resto del grupo la forma en que solucionaron el problema, para
ello debern leer el enunciado, eplicar la solucin dada al problema
y decir que concepto cientfico se utili".'. Actividad de
co$cet(a!i&aci#$.En este momento de la clase se pretende #acer
una conceptuali"acin cientfica quepermita a l@s estudiantes conocer
de forma clara los conceptos y las ecuaciones que permiten desde la
ciencia dar solucin clara a los problemas planteados inicialmente.
$ambi%n se reali"aran algunos e&emplos relacionados con el
tema.). Actividad de a"oiaci#$ de! te*a:'ara este momento de la
clase se propone un taller donde se busca que l@s estudiantes
apliquen los problemas tratados durante la clase.Actividades de
ex!o"aci#$ de ideas.Actividad # 1 +U, SI-NIFICADO TIENE LA .ALA/RA
CALOR(ean la siguiente definicin de "calor" e intercambien entre
ustedes la informacin obtenida)*alor) es una forma de energa, a la
que se considera "en trnsito", pues se transmite de un cuerpo a
otro. $ambi%n se lo conoce como energa t%rmica. Esa transmisin se
da solo cuando entre los dos cuerpos #ay una diferencia de
temperatura, ya que el calor fluye del cuerpo que se encuentra a
mayor temperatura #acia el de menor temperatura. Este fenmeno se da
aun dentro de unmismo cuerpo) el calor se propaga dentro de un
mismo ob&eto, desde las "onas de mayor temperatura a las de
menor temperatura.+ partir de la informacin anterior cada una de
ustedes piense un e&emplo de situaciones en las que cree que se
da esta transmisin de calor. Epliquen cmo creen que se produce y
#agan un esquema mostrando cmo es el flu&o de calor.Actividad #
% +U, SI-NIFICADO TIENE LA LEY CERO DE LA TER0ODIN10ICA.,e toman
dos !asos con la misma cantidad de agua, el primero de ellos es
agua que acaba de #er!ir mientras que el otro !aso es sacado de un
refrigerador, estos !asos se colocan en un lugar donde no se
presenten cambios en la temperatura del lugar- luego se de&a
que pase cierto tiempo y se miden las temperaturas del agua en cada
!aso .*mo crees que son estos !alores de la temperatura/Actividad #
': CALOR ES.EC2FICO 3A +U, SE REFIERE4(as eperiencias de 0oule
12323423356 y 7ayer acerca de la conser!acin de la energa,
apuntaban al calor como una forma ms de energa. El calor no slo era
capa" de aumentar la temperatura sino que adems poda mo!er los
cuerpos y reali"ar traba&o. 0oule demostr que a partir de la
reali"acin de traba&o mecnico es posible producir determinada
cantidad de calor.En su eperimento utili"ando el calormetro 0oule
encontr que la temperatura de un gramo de agua aumenta en 2 8*
cuando la energa potencial de las pesas es 9,23: &ulios,
equi!alentes a una calora.+ partir de esta eperiencia se dedu&o
que el calor especfico *e, de un material es la cantidad de calor
que se debe suministrar a un gramo de una sustancia para que su
temperatura aumente en un grado centgrado.De acuerdo con la
informacin anterior si se tienen 9;< gr de agua a una
temperatura de 9 8* y se desea aumentar la temperatura #asta 3 #as
acampado en el bosque. 'ara calentar elambiente tus compa?eros
#acen una fogata. .Dnde es el me&or lugar para calentarse, unos
centmetros por encima de la fogata o a un lado de la fogata/ Eplica
tu respuesta. CONCE.TULI7ACI5NCa!o":+l calor se le considera como
energa en trnsito y significa que los cuerpos ceden oganan calor,
pero no lo poseen. Esa transmisin se da solo cuando entre los dos
cuerpos #ay una diferencia de temperatura, ya que el calor fluye
del cuerpo que se encuentra a mayor temperatura #acia el de menor
temperatura. Este fenmeno se da aun dentro de un mismo cuerpo) el
calor se propaga dentro de un mismo ob&eto,desde las "onas de
mayor temperatura a las de menor temperatura.7edicin del calor)El
cientfico britnico 0ames 'rescott 0oule demostr cuantitati!amente
que un traba&o mecnico determinado produca siempre una misma
cantidad de calor. 'ara ello utili"o un calormetro como el que se
ilustra en la figura.+l de&ar caer las pesas desde diferentes
alturas, la energa potencial se transformaba en traba&o capa"
de #acer que se mue!an las paletas del calormetro. *omo
consecuencia de dic#o mo!imiento, 0oule comprob que se produca un
calentamiento en el agua contenida en el calormetro y que, para una
misma cantidad de agua siempre se produca el mismo aumento de
temperatura con una energa potencial dada. +s encontr que para
aumentar un grado centgrado cada gramo de agua era necesaria una
energa de 9,23: &ulios.+ partir de este eperimento se como la
unidad de calor la calora 1cal6 que se define como) la cantidad de
calor necesaria que debe absorber un gramo de agua para que su
temperatura aumente en un grado centgrado. 2 cal @ 9,23:
&ulios. Calor especifico)El calor especifico de una sustancia
es la cantidad de calor que debe absorber un gramo de esa sustancia
para que su temperatura aumente en un grado centgrado.El calor
especifico se mide en &ulios por Ailogramo por Ael!in &B Ag
. A o en caloras por gramo por grado centgrado calBgr
.8*T"a$s*isi#$ de! ca!o":*uando #ay una diferencia de temperatura
de dos cuerpos o entre dos partes de un mismo cuerpo, se establece
espontneamente un transporte de calor que puede producirse por
conduccin, con!eccin o radiacinCo$d(cci#$.Es la forma en que el
calor se propaga en los cuerpos slidos, proceso en el cual no
ocurre transporte de materia a lo largo del cuerpo. (a conduccin
del calor se produce porque las mol%culas del cuerpo ms primas a la
fuente de calor absorben energa de %ste y la transmiten a las
partculas !ecinas.'ara calcular la rapide" con la cual se propaga
el calor #acemos uso de la epresin)
Qt
= k .A .(T1 - T2)eDonde A) se llama constante de conducti!idad
t%rmica, e es el espesor del material y + es el rea del
cuerpo.Co$vecci#$.Es el proceso mediante el cual el calor se
propaga en los lquidos y en los gases, es importante tener en
cuenta que la transferencia de calor por con!eccin implica
transporte de materia. TALLER DE A.LICACI5N.2. .Cu% cantidad de
calor deben absorber tres Ailogramos de agua para que su
temperatura incremente de
