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LAS PARTICULAS VIAJERAS
Te sugerimos que primero leas la actividad experimental completa, para que tengas una idea
general de su realización.
La Teoría Cinética Molecular establece características diferentes para cada uno de los estados
de la materia. Cuando existe una variación en la temperatura también se puede presentar un
cambio en la energía cinética molecular y en la energía potencial, así cuando un sólido, líquido
o gas se enfría, su energía disminuye. Con aparatos especiales se pueden controlar
temperaturas bajas de tal manera que el movimiento de las partículas puede ser mínimo.
Cuando se puede conseguir que las moléculas de una sustancia no se muevan, se dice que se
ésta se encuentra en cero absoluto.
OBJETIVO
Relacionar el movimiento de las partículas de una sustancia con su temperatura.
PARA INICIAR
De acuerdo a la Teoría Cinética Molecular en los tres estados de la materia; sólido, líquido y
gaseoso, la energía potencial y cinética de las moléculas guardan relaciones diferentes. A los
líquidos y gases, se les conoce como fluidos porque presentan características similares.
Explica cuales son las características que comparten líquidos y gases a simple vista y a nivel
molecular de acuerdo a la Teoría cinética molecular.
Explica cuáles son las diferencias entre líquidos y gases, a simple vista y a nivel Teoría Cinética
Molecular
Si aumenta la temperatura en los fluidos ¿Qué sucede con el movimiento de sus moléculas?
En cambio si la temperatura disminuye ¿Qué ocurre con el movimiento de sus moléculas?
PROBLEMA
¿Qué relación existe entre el movimiento de las partículas de una sustancia y su temperatura?
HIPOTESIS
Comenta con tus compañeros cuál es la posible respuesta al problema planteado en el párrafo
anterior y a continuación anótala
ACTIVIDAD 1
Para saber si tus hipótesis son correctas realiza las siguientes actividades.
Experimento 1. Coloca 100 ml de agua fría en un vaso y 100 de agua caliente en el otro, agrega
2 gotas del indicador azul en cada vaso de manera simultánea. Observa lo que sucede en
ambos durante un minuto. Describe lo que sucede en cada uno.
Experimento 2. Monta el dispositivo como se muestra en la siguiente figura. Revísala antes para
que identifiques el material que será necesario.
DISPOSITIVO DEL CERO ABSOLUTO
Coloca hielo dentro del cristalizador, mide la temperatura y observa el valor que indica el
medidor del cero absoluto. Después de varios minutos agrega bastante sal de grano al hielo y
observa los valores del medidor y temperatura. Después agrega agua a temperatura ambiente
al cristalizador, espera unos minutos y observa los valores. Anótalos en la tabla siguiente. Vacía
el agua con la sal en la tarja y agrega agua solamente al cristalizador toma los datos que marca
el dispositivo y el termómetro. Anota los datos en la tabla1.
Termómetro
Cristalizador
Hielo
Dispositivo del cero
absoluto
Tabla 1
TEMPERATURA
O C
DATOS DE LA ESCALA DEL
DISPOSITIVO DEL CERO
ABSOLUTO
.
Con los datos registrados en la tabla traza una gráfica de los valores registrados en el medidor
del dispositivo del cero absoluto y la temperatura.
Gráfica
¿Cuáles son las variables que intervienen en el sistema?
¿Qué piensas que mide el aparato del cero absoluto?
¿Qué relación existe entre el movimiento de las partículas y la temperatura?
¿Qué sucede con la energía cinética de las partículas al variar la temperatura?
Extrapola los datos de la grafica para estimar que el movimiento mínimo de las partículas (cero
absoluto) ¿A cuántos grados centígrados corresponde?
CONCLUSIONES
El movimiento de las partículas es _________________proporcional a su_____________. Por
lo tanto la energía cinética de las partículas _______________al bajar la temperatura y por
consiguiente el movimiento mínimo de las partículas se debe a las bajas ___________
EVALUACIÓN
¿Un termómetro medirá la velocidad media de las partículas? Explica.
¿Un termómetro mide la energía cinética de las partículas? Porque.
¿Si se duplica la temperatura, se duplica el movimiento de las partículas?
AUTOEVALUACIÓN
Anota dentro del paréntesis una V Si tu respuesta es verdadera o una F si es falsa
( ) Puedo explicar a algún compañero la relación de proporcionalidad que se presenta
entre el movimiento de las partículas y la temperatura.
( ) Se presentó algún problema dentro del desarrollo de la actividad que no fue posible
resolver.
( ) Comenté con mis compañeros las posibles respuestas a las preguntas planteadas
El material será proporcionado por:
Laboratorio Alumno
UN TERMOMETRO HIELOS
UN APARATO DEL CERO ABSOLUTO SAL 200gr
UN CRISTALIZADOR
UN VASO PRECIPITADO DE 600mL
DOS VASOS DE PRECIPITADO DE 150 mL
UNA FORMA DISTINTA DE CALENTAR EL AGUA
Te sugerimos que primero leas la actividad experimental completa, para que tengas una idea
general de su realización.
CONTEXTO
Todas las personas en algún momento han tenido la experiencia de generar energía a partir de
frotar algunos objetos como frotar las dos manos o encender un cerillo, frotando el fósforo en la
lija de la caja. A través de experiencia como éstas, podrás apreciar cómo se ha transformado,
por rozamiento, la energía mecánica en un aumento en la energía interna. Por supuesto,
estimar esta energía no es posible, sin embargo es posible inferir que ésta se incrementó a
través de identificar incrementos en la temperatura del sistema que estés estudiando.
OBJETIVO
Establecer la relación que existe entre el trabajo mecánico suministrado a un sistema y el
cambio en su temperatura.
PARA INICIAR
Coloca tus manos en las mejillas y siente su temperatura, ahora frota ambas palmas de las
manos intensamente durante 15 segundos e inmediatamente vuelve a tocar tus mejillas.
¿Encontraste alguna diferencia antes y después de frotar tus manos? Descríbela.
Toma una regla de plástico y colócala nuevamente en tu mejilla, usando una franela frota la
regla durante 15 segundos. De inmediato toca tu mejilla con ella. ¿Se repite la misma situación
de la anterior o encuentras alguna diferencia? Explica.
Coloca un globo desinflado en tus labios y siente su temperatura, enseguida estíralo varias
veces y vuelve a colocarlo en tus labios.
¿Qué sucede? Explica.
¿En los ejemplos anteriores se realizó trabajo? Explica.
¿Crees que exista alguna relación entre el rozamiento y el aumento de temperatura? Explica
Cuál es la masa de una pesa de 27 N.
Cuál es la masa de una pesa de 2 N.
PROBLEMA
¿Qué relación existe entre el trabajo realizado en un calentador mecánico y el cambio de
temperatura de determinada masa de agua?
HIPOTESIS
Comenta con tus compañeros las posibles hipótesis. Escríbelas a continuación.
ACTIVIDAD 1
Identifica el material para realizar la actividad experimental con tu equipo a partir de la siguiente
figura.
En el Tubo de cobre del calentador mecánico se vacía agua (50 ml) y se sella con un tapón de
hule. Dentro de él se coloca un termómetro esté debe tener su bulbo dentro del agua
Toma la cuerda y dale una vuelta al cilindro de cobre y ata una pesa de 2 N en uno de los
extremos y otra de 27 N en el otro extremo. Pasa ahora la cuerda sobre las poleas.
Se inicia la actividad colocando el peso de 2 N sobre la superficie del suelo y en el otro extremo
el de 27 N. Al liberar los dos pesos, el mayor, llegará al suelo mientras que el menor subirá
TERMOMETRO
TAPON
PESA
TUBO DE
COBRE
POLEA
inmediatamente. Intercambia las pesas de lugar de manera que la de 2N este en el suelo y la
de 27N en el otro extremo vuelve a soltar los dos pesos. Repite el experimento varias ocasiones
al dejar caer diferentes veces las pesas, como se te indica en Tabla 1. Realiza la actividad lo
más rápido posible para obtener los datos del cambio de temperatura del agua con poca
pérdida de energía.
Discute con tu profesor como puedes calcular el trabajo de la actividad experimental que se
requiere en la tabla 1.
Tabla 1
Número de caídas Trabajo (We)
T= Tf - Ti
m = 50ml = 50 gr
10
C
O
N
S
T
A
N
T
E
20
30
40
50
En esta actividad cuál fue la variable dependiente. Explica
Construye una grafica en la cual ubiques el trabajo y el cambio de temperatura. Recuerda que
la variable independiente se ubica en el eje de las ordenadas.
¿Qué relación existe entre el trabajo y el cambio de temperatura?
A partir de tu respuesta anterior construye el modelo matemático de esa proporcionalidad.
¿Qué sucede con la temperatura del agua dentro del tubo si dejamos caer pesos mucho
mayores?
Contestando lo anterior y con ayuda de tu profesor construye el modelo matemático de las tres
variables T (cambio de temperatura) m (masa) y W (trabajo)
CONCLUSIONES
En base de lo aprendido en las actividades anteriores, escribe en los espacios las palabras que
completen el sentido de los siguientes enunciados:
La relación que existe entre la caída de las pesas y la temperatura es
___________________proporcional. Por otro lado el _______________es lo que origina que se
eleve la temperatura en el tubo.
EVALUACION
Para que la relación sea útil, es necesario hacer el experimento para 1 kg de agua, pero debido
al diseño del calentador esto no es posible ¿cuál será el incremento de temperatura de 1
kilogramo de agua a partir de los resultados? Si con una masa de 0.50 kg se obtuvo un
incremento de temperatura de 4°C, con 1 kJ de trabajo, ¿qué aumento se espera si usas una
masa de agua 20 veces mayor que la del experimento ( en este caso 1 kg)?
AUTOEVALUACION
Explica en que momento al dejar caer las pesa hay una transformación de la energía potencial a
cinética.
Explica donde está la transformación en la actividad que realizaste de energía mecánica a
energía calorífica.
MATERIAL
Laboratorio Alumno
CALENTADOR MECANICO
TERMÓMETRO
PESAS
PROBETA O VASO DE PRECIPITADOS
UN FOCO HONESTO
Te sugerimos que primero leas la actividad experimental completa, para que tengas una idea
general de su realización.
CONTEXTO
El Sol calienta la Tierra, los mares, a las personas y esto se debe a su energía solar (radiación)
que esta transmitiendo. Cuando calentamos un vaso con agua en una parrilla de la estufa
también existe una transmisión de energía de la flama de la parrilla hacia el agua. El estudio de
la energía es tan basto que todavía falta saber más de está. Como por ejemplo aprovechar al
máximo la energía solar, la energía de las mareas, etc.
OBJETIVO
Determinar la potencia de un foco.
PARA INICIAR
Para lograr el objetivo de la actividad experimental es necesario tener algunos conocimientos
previos. Por esto es importante que contestes las siguientes preguntas con tu equipo y después
con tu profesor.
1.- ¿Por qué un foco ilumina más que otro?
2.- ¿Cómo se puede calcular el incremento en la energía interna de un sistema?
3.- ¿Qué unidades tiene la energía?
PROBLEMA
El electricista llega a la casa de la Sra. Amalia (la dueña de la casa) para realizar algunas
reparaciones. La Sra. Amalia comentaba los problemas que tenia con las instalaciones de la
casa y con unos focos, señalando una bolsa llenos de éstos. Explicaba al electricista que hacía
mucho tiempo en una tienda de autoservicio los compro en oferta, pero que al pasar el tiempo
se borro el letrero los Watts (o sea su potencia), así que le encargó identificarlos.
HIPOTESIS
Discute con tu compañero las posibles hipótesis para resolver el problema.
ACTIVIDAD 1
Identifica el material con tu equipo de la siguiente figura para realizar la actividad experimental.
El desarrollo de la actividad experimental consiste principalmente en identificar la capacidad de
tres focos (A, B y C). A continuación te daremos algunas sugerencias para realizar la actividad.
Con una probeta u otro material mide la cantidad de agua que vas a depositar en el
calentador eléctrico. Verifica que está cubre totalmente el foco sin que toque el socket. Con
este volumen determina la masa de agua. Recuerda que para este líquido 1 mL = 1 gr.
Toma la temperatura inicial del agua.
Cierra el calentador eléctrico y conéctalo
Durante el proceso mueve el tortillero varias veces para que se homogenice el calentamiento
de agua
Toma la temperatura final del agua después de 15 minutos.
Repite el experimento para cada caso.
Anota los datos obtenidos para cada foco en la tabla 1
Figura 1
Calentador
eléctrico
Realiza un dibujo en el siguiente espacio. En él representa dónde piensas que puede haber
disipación de energía.
Tabla 1
FOCOS
MASA (Kg) DEL
AGUA
TEMPERATURA (oC)
AMBIENTE DEL AGUA (t i)
TEMPERATURA (oC)
FINAL DEL AGUA (t f)
T = (t f - t i)
A
B
C
Con los datos que obtuviste y con el siguiente modelo matemático encuentra la energía
transmitida de cada foco al agua.
)()(2.4)(
0CTKgm
CKg
KjKJE O
...........(1)
En el espacio de siguiente realiza las sustituciones y calcula E (KJ) de la fórmula 1
Transcribe los resultados Ei (kJ) en la tabla 2 y con el tiempo que empleaste al calentar el
agua calcula la potencia de cada foco,
Tabla 2
FOCOS E
(kJ)
TIEMPO
(s)
POTENCIA
P = E/Tiempo
A
B
C
CONCLUSIONES
Construye una tabla en donde tengas la potencia encontrada experimentalmente y la que
marcan los focos.
Compara los valores experimentales y la lectura que aparece en los focos. Si no coinciden,
explica a qué piensas que se deba esto.
EVALUACION
¿Explica cómo se trasmitió la energía del foco al agua?
¿Explica el concepto de potencia en términos cualitativos?
¿En qué unidades se mide la potencia?
En esta actividad, ¿Cuáles fueron las variables dependientes e independientes?
Una máquina realiza un trabajo de 10000 Joules en un tiempo de una hora. Otra máquina
realiza el mismo trabajo pero en un tiempo de dos horas ¿Cuál de las dos máquinas tiene más
potencia?
AUTOEVALUACION
Explica algún compañero qué representa cada variable del modelo matemático de potencia y
después relaciónalo con la actividad experimental. También explícale en qué consiste el
concepto físico de potencia.
MATERIAL
Laboratorio Alumno
UN CALENTADOR ELECTRICO
3 FOCOS DE DIFERENTE POTENCIA
UN CRONOMETRO
PROBETA O VASO DE PRECIPITADOS
¿DE QUE QUIERES TU NIEVE?
Te sugerimos que primero leas la actividad experimental completa, para que tengas una idea
general de su realización.
CONTEXTO
Un fenómeno común es la transmisión de energía (calor) de una masa, de mayor temperatura a
otra masa de menor temperatura. En este proceso se presentan diferentes fenómenos físicos
tales como cambios de temperatura en ambas masas (desequilibrio térmico), variación de
energía interna y finalmente se presenta el equilibrio térmico. Esto se presenta en muchas
situaciones de nuestra vida diaria, como cuando nos sentamos en un banco metálico,
inicialmente lo sentimos frío y después de un tiempo lo ‘calentamos´ con nuestro cuerpo y ya no
lo sentimos frío.
OBJETIVO
Establecer el concepto de equilibrio térmico
PARA INICIAR
A Miguel no le gusta el café caliente sin embargo su hermana se lo sirvió. Miguel para enfriar un
poco el café le agrego una pequeña cantidad de leche fría
¿Que sucede con la temperatura de la mezcla?
Cuando están en contacto térmico dos cuerpos de diferente temperatura, ¿que sucede con
ésta?
Cuando están en contacto térmico dos cuerpos de temperatura igual. ¿qué sucede con ésta?
PROBLEMA
Un vecino de Claudia hace nieve de limón, que por cierto le quedan muy sabrosa. Un día
Claudia y su hermano se quedan a observar como su vecino convierte el agua de limón en
nieve de limón. Su hermanito que estudia la primaria le pregunto a Claudia ¿porque el agua de
limón se convierte en nieve de limón si no esta adentro del refrigerador?, ¿cómo responderías
tú a esta pregunta?
HIPOTESIS
Comenta con tu equipo las hipótesis del problema anterior y escríbelas a continuación.
ACTIVIDAD 1
Identifica el material de la siguiente figura para realizar la actividad.
Para realizar la siguiente actividad experimental te sugerimos:
Llena parcialmente con 0.250 kg de agua sabor limón al recipiente de aluminio. (recuerda
que 1 kg de agua equivale a 1 litro de agua), y toma la temperatura inicial (Ti) del agua de
limón.
Introduce el bote de aluminio con el agua del sabor limón en el recipiente de unicel.
Coloca alrededor del bote de aluminio hielo y sal de la siguiente forma; primero vierte una
capa de hielo después una capa de sal, otra vez una capa de hielo etc.
Gira constantemente el bote de aluminio dentro del hielo y con una cuchara de madera agita
el agua de sabor. Observa cómo varia la temperatura del agua de limón.
Toma la temperatura final (Tf) cuando toda el agua de limón se convierta en nieve.
Toma la temperatura del hielo y la sal. Anota el resultado.
Determina la variación de la energía interna del agua de limón para enfriarla hasta 0°C
utilizando la siguiente formula con los datos de la actividad.
E KJ
Kj
Kg Cm Kg T CO( ) . ( ) ( )
4 2
0...........(1)
CONCLUSIONES
Con los resultados obtenidos ¿Explica por que varia la energía interna del agua?
¿Por qué el resultado de la fórmula tiene signo negativo?
¿Quién cede energía para que el agua de limón se convierta en nieve de limón? Explica
Compara las temperaturas del hielo y la sal con la nieve de limón. ¿Que temperatura es menor?
¿Crees que la nieve podría alcanzar la temperatura del hielo? Explica
¿En qué momento existe equilibrio térmico entre el agua de sabor y el hielo con sal?
Explica.
EVALUACIÓN
Representa mediante esquemas al agua de limón (sistema A) y al hielo con sal (sistema B).
Dibuja en el esquema qué sistema cede energía y qué sistema recibe energía.
¿Qué tipo de energía se transfiere entre el agua y el hielo?
¿Por qué se transfiere energía entre el agua y el hielo?
¿En qué condiciones ya no existe flujo de energía entre el agua y el hielo?
AUTOEVALUACION
Explica a alguno de tus familiares la relación entre el modelo matemático y el experimento que
realizaste para llegar al concepto físico de la transferencia de energía y equilibrio térmico.
Después pregunta a tu familiar sobre los conceptos que le explicaste. ¿Diste una buena
explicación a tu familiar?, ¿pudo comprender los conceptos importantes sobre equilibrio
térmico?
Si los cuerpos están absorbiendo energía de sus alrededores ¿Por qué no se incrementan
continuamente la temperatura de estos?
MATERIAL
LABORATORIO ALUMNO
2 TERMOMETROS 1 BOLSA CON HIELO
1 RECIPIENTE DE UNICEL 0.5 Kg DE SAL GRUESA
1 RECIPIENTE DE ALUMINIO CON TAPA
(CALORIMETRO )
1 LITRO DE AGUA SABOR LIMON
EQUILIBRATE Y COMPRUEBA
Te sugerimos que primero leas la actividad experimental completa, para que tengas una idea
general de su realización.
CONTEXTO
El calor es energía en tránsito de un sistema a otro, asociado al azaroso movimiento molecular
que se intercambia cuando dos cuerpos de diferente temperatura se ponen en contacto. ¿Has
notado que algunos alimentos se conservan más calientes que otros?. El relleno de un pay de
manzana caliente, puede quemarnos la lengua, mientras que la corteza no, incluso recién
sacado del horno. En las diferentes el hombre encontró una cantidad que no varía cuando se
eleva su temperatura. Ésta recibe el nombre de capacidad térmica específica. A partir del
ejemplo del pay se puede evidencias que diferentes sustancias tienen capacidades diferentes
para almacenar energía interna, porque los materiales absorben energía en forma distinta. A
esta propiedad se le llama capacidad térmica específica y se define como la cantidad de
energía que se requiere para elevar la temperatura de una unidad de masa de la sustancia en
un grado de temperatura.
OBJETIVO
Estimar la capacidad térmica especifica de un material desconocido. PARA INICIAR
En la siguiente figura se muestra una servilleta con tortillas. Todos en nuestros alimentos hemos
consumido en repetidas ocasiones este alimento. A partir de tus experiencias cuando has
estado en contacto con este alimento, responde las siguientes cuestiones.
¿Cómo se siente al tacto la servilleta que contiene las tortillas respecto de las tortillas recién
salidas de la tortillería?
La servilleta y las tortillas, ¿alcanzarán un equilibrio térmico?, Explica.
En este caso qué sistema cede energía y qué sistema recibe energía. Explica.
PROBLEMA
¿Cómo puedes determinar la capacidad térmica especifica de una tortilla? ¿Por qué hay
materiales que se conservan más calientes que otros aplicando la misma cantidad de calor?
HIPÓTESIS
A continuación formula una hipótesis que te ayude a resolver el problema.
ACTIVIDAD 1
Observa la siguiente figura y prepara tu material para realizar la actividad.
Realiza lo siguiente:
Mide la masa del material que vas a emplear y pon a calentar la misma masa de agua en
un vaso de precipitados
Cuando ésta hierva tómale la temperatura y viértela inmediatamente dentro del
calorímetro y tápalo.
Espera a que se llegue al equilibrio térmico entre estos dos materiales y calcula con base
a las medidas obtenidas la capacidad térmica específica del material.
Considera lo siguiente: la temperatura final para el material y el agua se obtiene cuando
se alcanza el equilibrio térmico.
La temperatura inicial del material desconocido corresponde a la temperatura ambiente.
Apóyate en la siguiente tabla para ordenar tu información.
TABLA 1
m(Kg) Tf(°C) Ti(°C)
Agua
Material desconocido
Sustituye los datos de la tabla 1 en los siguientes modelos matemáticos.
Cuando existe equilibrio térmico la temperatura final de los dos sistemas en contacto térmico es
la misma. Como inicialmente se encontraban a diferente temperatura, el de mayor temperatura
cedió energía al de menor temperatura.
-ΔEiagua = ΔEimaterial desconocido.
Nota que en ΔEiagua se introduce un signo menos, esto es porque el agua, que se encuentra a
mayor temperatura, cede energía al material desconocido.
Al emplear el modelo para calcular ΔEi de cualquier material se tiene que:
- magua Cagua (Tf agua – Ti agua ) = mmaterial desconocido Cmaterial desconocido (Tf material desconocido -Ti material desconocido )
Recuerda que Tf agua es igual a Tf material desconocido.
Sustituye los valores registrados en la tabla, despeja y calcula Cmaterial desconocido en el siguiente
espacio.
Para identificar el material con el que trabajaste, compara tu resultado con la tabla 2.
TABLA 2
Así, el material desconocido en realidad es:
ACTIVIDAD 2
Repite el mismo procedimiento empleando un material diferente y compara tus resultados con la
Tabla 2
TABLA 1
m(Kg) Tf(°C) Ti(°C)
Agua
Material desconocido
En el siguiente espacio escribe tu procedimiento.
Sustancia CTE (KJ / Kg°C)
Hierro 0.475
Cobre 0.391
Aluminio 0.911
Plata 0.235
Vidrio 0.836
Plomo 0.130
Latón 0.390
Mercurio 0.140
Acero 0.480
El material desconocido es:
CONCLUSIÓN
A continuación discute con tus compañeros de equipo si lograron identificar los dos materiales
con los que trabajaron y si la capacidad térmica específica tiene alguna utilidad en nuestra vida
diaria. Explica tus respuestas.
EVALUACIÓN
¿Podrías calcular ahora la capacidad térmica específica de cualquier material?, Explica
Resuelve el siguiente problema: en un experimento de laboratorio se utiliza un calorímetro para
determinar la capacidad térmica específica del hierro. Se colocan 80g de balines de hierro en el
recipiente y se calientan a 95°C. El calorímetro se llena parcialmente con 150g de agua a 18°C .
Los balines calientes se vacían rápidamente en el recipiente y se sella el calorímetro. Después
de que el sistema ha alcanzado el equilibrio térmico, la temperatura final es de 22°C . Calcula la
capacidad térmica específica del hierro.
AUTOEVALUACION
Explica qué representa la capacidad térmica específica en términos cualitativos.
Qué obstáculos encontraste para identificar los materiales a través del cálculo de la capacidad
térmica específica.
¿Cómo los sobrepasaste?
En caso de haber identificado los materiales, ¿fue difícil el procedimiento o el desarrollo
matemático?, explica tu respuesta.
Como encontrarías la C de las tortillas en términos de una actividad experimental. Explica
MATERIAL
Laboratorio Alumno
CALORÍMETRO CALCULADORA
BARRAS O LÁMINAS DE COBRE,
HIERRO, PLOMO, ACERO, ZINC, ETC
2 TERMÓMETROS
1 VASO DE PRECIPITADOS DE 500ML
MECHERO BUNSEN
TRIPIE CON SU REJILLA DE ASBESTO
PROPAGACIÓN DE CALOR
Te sugerimos que primero leas la actividad experimental completa, para que tengas una idea
general de su realización.
CONTEXTO
La propagación del calor dentro en la materia se lleva acabo de tres formas distintas:
conducción, convección y radiación.
En los metales la energía se transmite por conducción, esto es, al calentar un trozo de metal en
un punto, el flujo de energía (calor) se transmite por el interior del objeto hasta que se calienta
todo. Seguramente lo has experimentado al intentar calentar la punta de una aguja con un
cerillo y has sentido que tus dedos se queman. Esto es debido a la transferencia de energía
(calor) del punto en que se proporciona energía al punto en que tienes sujeta a la aguja. A este
efecto se le llama conducción y es característico de los sólidos.
En los gases y líquidos el calor se transfiere por convección. Cuando ponemos a calentar agua
en un pocillo, por ejemplo, las capas de agua que se encuentran en el fondo del recipiente, son
las mas cercanas a la fuente de calor y reciben energía primero . Esas capas de mayor
temperatura comienzan a ascender, mientras las de menor temperatura en la superficie
descienden formando corrientes de convección.
La radiación se presenta a través de ondas electromagnéticas que se desplazan permitiendo
que la materia reciba la energía que transportan. Sin embargo, la cantidad de energía que es
posible recibir depende del tipo de superficie que tenga el material. Los materiales oscuros
absorben mas energía que los claros, por eso en invierno, se prefiere ropa de color oscuro.
OBJETIVO
Aumentar la temperatura de objetos a través de la conducción.
PARA INICIAR
Viridiana observaba a su mamá como planchaba la ropa con mucha facilidad, pero además noto
que no siempre utilizaba la misma graduación de la plancha cuando movió la perilla al planchar
una blusa y además ella acercaba la mano a esta para ‘sentír el calor’. También se sorprendió
que su Mamá al conectarla para comenzar a planchar tocó la base de metal y comentó que la
plancha ‘ya estaba lista’ para iniciar con la primer prenda.
Por este motivo a Viridiana le surgieron algunas dudas las cuales planteó en las siguientes
preguntas. Comenta con tus compañeros de equipo y trata de dar respuesta a ellas.
a) ¿Qué proceso se realiza en el interior de la plancha para calentar?
b) ¿Por que cuando se pone la mano cerca de la plancha se ‘siente caliente’?
c) ¿Por que los fabricantes de planchas combinan plástico y metal?
d) ¿Por qué se gradúa la plancha al utilizar diferente prenda?
PROBLEMA
¿Cómo se propaga el calor en los sólidos?
HIPÓTESIS
Comenta con tus compañeros y escribe a continuación una posible respuesta al problema
anterior.
ACTIVIDAD 1. CONDUCCIÓN.
Observa la figura 1 y comenta con tu
profesor el material que se requiere
para realizar la actividad.
FIGURA 1
Para realizar la actividad experimental toma en cuentas estas sugerencias.
Identifica los metales de la estrella.
A cada uno de los metales colócale una gota de parafina en su extremo. Este proceso se
realiza al encender una vela y verter la gota de parafina sobre el metal.
Después de colocar la parafina, enciende el mechero con cuidado y colócalo en el centro de
la estrella de conducción para que ésta le transmita energía a cada uno de los metales.
Al encender el mechero toma el tiempo en que se derrite la parafina para cada metal de la
estrella
Llena la tabla 1.
Tabla 1
No Metal Tiempo (s) en derretirse la parafina
1
2
3
4
5
¿En cuál material se propaga mejor el calor? Explica.
ACTIVIDAD 2
Observa la figura 2 y comenta con tu profesor el material que se requiere para realizar la
actividad.
FIGURA 2
Esta actividad consiste en determinar, con ayuda de una gráfica, el comportamiento de la
conducción del calor en los metales.
Para realizar la actividad necesitas de dos alambres de diferentes material, cobre y aluminio.
Antes de comenzar toma en cuenta estas sugerencias.
Enrolla el alambre de cobre alrededor del bulbo del termómetro y deja un tramo de 10 cm
aproximadamente sin enrollar.
Toma la temperatura del alambre cada dos minutos aproximadamente.
Enciende mechero y colócalo en el extremo del alambre que no está enrollado.
Toma lecturas del termómetro cada minuto.
Elabora una tabla que contenga la información de la temperatura y el tiempo.
Repite esta experiencia pero ahora hazlo con el alambre de aluminio.
Elabora una gráfica con la información de ambos alambres.
En este espacio construye la tabla y elabora la gráfica.
¿Cuál de los dos materiales es mejor conductor del calor? Explica
CONCLUSIONES
Explica cómo se explica la transmisión del calor en la estrella y en el alambre por medio del
modelo cinético molecular.
Con base en que existen buenos y malos conductores del calor, explica porqué al tocar las
patas de un banco de laboratorio éstas se sienten más frías que si tocamos la cubierta de
madera.
EVALUACIÓN
Explica las siguientes situaciones de acuerdo a lo aprendido en cada una de las actividades.
1.- A una persona le sirven un café en dos tipos de tazas, la primera es de porcelana y la
segunda es de aluminio, ¿en cual taza disfrutara más su café, si a él le gusta muy caliente?
AUTOEVALUACIÓN
Un carnicero que tiene su negocio en Acapulco tiene dos mesas metálicas iguales. Una está
dentro del refrigerador donde almacena la carne y otra está afuera donde despacha a sus
clientes. Cuando toca a cada mesa ¿existe conducción? Explica.
MATERIAL
Laboratorio Alumno
ESTRELLA DE CONDUCCION VELAS
MECHERO BUNSEN
SOPORTE UNIVERSAL
PINZAS PARA TERMOMETRO
TERMOMETRO DE -20 A 110 OC
ALAMBRE DE COBRE No 18
ALAMBRE DE ALUMINIO No 18
CRONOMETRO
