aumenta la temperatura cuando un líquido gana o absorbe ... filecalor fluye desde un cuerpo a mayor...
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Cuando un líquido gana o absorbe
calor debido a un incremento de
temperatura, se presenta el proceso
denominado vaporización o
ebullición
La condensación es el cambio
de estado de la forma gaseosa
a la forma líquida. En la naturaleza
se observa la condensación en el
rocío de la mañana. El aire pierde
calor debido a la disminución de
temperatura, y es cedido al
ambiente que se condensa en
forma de gotas
Aumenta la temperatura
Figura 5. Estado Líquido Figura 6. Líquido en ebullición
Disminuye la temperatura
Figura 7. Estado gaseoso Figura 8. Rocio de la mañana
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Observa la figura 9 y deduce si en cada proceso se presenta una ganancia o pérdida de calor en
cada objeto.
Figura 9. Gráfico cambios de estado
Solidificación
Fusión
Cristalización
Sublimación
Vaporización
Condensación
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Observa las definiciones de conducción, colisiones moleculares, radiación y convección.
Figura 10. Vaso con líquido caliente Colisiones moleculares
La conducción se produce gracias a
las colisiones moleculares que se dan
al interior de un material. Cuando se
calienta el extremo de un objeto, las
moléculas en su lugar se mueven cada
vez más rápido, chocando con sus
moléculas vecinas y transfiriendo parte
de su energía cinética
En los metales son las colisiones de los
electrones libres los responsables de la
conducción
Figura 11. Fenómeno de colisión, bolas de billar
Figura 12. Representación movimiento de moléculas. Fenómenos de colisión
Figura 13. Radiación del Sol
Figura 14. Convección en líquidos
Los cuerpos emiten parte de
su energía térmica como ondas
electromagnéticas. Esta emisión
se hace normalmente en ondas
infrarrojas, invisibles; pero cuando
la temperatura es alta, se llega a
emitir también radiación visible
Radiación
Conducción Se denomina conducción al
proceso de transmisión de
calor basado en el contacto
directo entre los cuerpos. El
calor fluye desde un cuerpo a
mayor temperatura, a otro a
menor temperatura
Convección Se produce por medio de un fluido
(líquido o gas) que transporta el
calor entre zonas con diferentes
temperaturas
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Reúnete con dos compañeros y respondan las siguientes preguntas:
Señalen en cada una de las figuras 15, 16 y 17, a qué tipo de transferencia de calor corresponde. Dé
su respectiva explicación. Posteriormente da tres ejemplos de cada uno de los tipos de transferencia
de calor.
1. ¿Qué es necesario para que se caliente el líquido que está en la olla?
Figura 15. Hornilla
2. ¿Cómo funciona un panel solar?
Figura 16. Central solar
3. ¿Qué ocurre con el líquido en el interior del recipiente cuando se calienta?
Figura 17. Experimento
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Actividad 2
Observa con atención la secuencia de figuras (18 a la 21), en ellas se presenta el proceso de colisiones
moleculares en la transferencia de calor por conducción.
Figura 18. Transferencia de calor: conducción
Al realizar un zoom al mango de madera de la
olla, se pueden observar las moléculas de cada
objeto.
Figura 19. Moléculas en movimiento, zoom al mango de madera
Observa lo que sucede al aumentar la llama de
la estufa.
Figura 20. Moléculas en movimiento, aumentando la energía de la estufa
Mango de madera
Cacerola
Placa Caliente
Mango de madera
Cacerola
Placa Caliente
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Inicialmente vibran las partículas de la placa de la
estufa, este movimiento se propaga a toda la olla
y genera un aumento de temperatura.
Figura 21. Moléculas en movimiento, aumentando la energía de la estufa
Cuando el movimiento llega al mango de madera que está en contacto con la olla, se evidencia una
disminución de vibración de las moléculas.
1. ¿A qué se debe el movimiento de las moléculas que se da en la olla?
2. ¿Por qué es más lento el movimiento de las moléculas en el mango de madera?
Analiza las siguientes figuras de transferencia de calor por convección en líquidos y corrientes de
convección.
Mango de madera
Cacerola
Placa Caliente
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El líquido depositado en una olla sobre una fuente
de calor (estufa) experimenta un aumento en su
energía calórica. El líquido que está en el fondo
experimenta mayor calor, luego asciende y
desplaza el líquido más frío de la superficie, este
a su vez desciende y se calienta.
Figura 24. Movimiento convección en los líquidos
Convección en líquidos
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En la figura 25 y 26 observa un ejemplo de convección en la atmósfera a escala local que se presenta
en las costas colombianas.
La porción caliente del fluido (aire) sube hacia
regiones más frías, y cede energía térmica a las
zonas vecinas, enfriándose.
Figura 25. Corrientes de convección en el día
Las corrientes de convección durante la noche
se dan de la costa hacia el mar, el agua absorbe
el calor del Sol durante el día y en la noche es
liberado.
Figura 26. Corrientes de convección en la noche
Partiendo de lo observado responda:
¿Qué diferencia notas entre las figura 25 y 26 con respecto al movimiento de las flechas y el color que
tienen?, ¿a qué se debe la diferencia?
Corrientes de convección
Corrientes de convección
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¿Explica la relación que existe entre las figuras 24, 25 y 26?
El clima y las corrientes de convección
Observa con atención el gráfico
Gráfico 1. El clima y las corrientes de convección
Ahora realicemos la siguiente interpretación del
grafico 1: cuando se comunican dos zonas que
están a diferente presión, el aire se mueve desde la
zona dónde hay más presión (anticiclones) hacia
dónde hay menos presión (borrascas) originando
los vientos (masas de aire en movimiento). El aire
a su vez contiene vapor de agua, la capacidad
del aire para contener vapor de agua varía en
función de la temperatura, de modo que cuanto
más frio esté el aire, menos cantidad de vapor de
agua podrá admitir, hasta llegar a la condensación
y formarse pequeñas gotas de agua líquida que
caen a la superficie terrestre en forma de lluvia.
Figura 27. Representación de las zonas de presión
En zonas con aire
caliente se presenta
presión atmosferica baja
Se denominan
ciclones o borrascas
Zonas con aire frío
se presenta
Presión atmosferica alta
Se denominan
anticiclones
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Observa la animación sobre la formación de vientos en la atmósfera, registra tus apreciaciones en la
siguiente guía.
Guía de observación animación Nombre del observador (estudiante):
Nombre del docente:
Objetivo:
Fecha:
Toma nota de los aportes que te permitan responder a la siguiente pregunta:
Consulta y explica: ¿Cómo se forman los huracanes?
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Figura 35. Vista satelital del ________________________________________________________________ ojo del huracán
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________________________________________________________________ Figura 36. Huracán Dennis Florida
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Actividad 5
Observa con atención el video de producción de energía eólica.
A continuación toma nota de las ideas fundamentales del video, respondiendo a las preguntas propuestas.
Guía de observación video Objetivo:
Nombre del estudiante:
Nombre del docente:
Nombre del video:
Realiza el resumen del video, retomando aspectos importantes:
Partiendo de las siguientes imágenes responda:
¿Qué condiciones favorecen la producción de energía eólica?
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Figura 37. Departamento de la Guajira
Se utiliza para medir la velocidad del viento y ¿se denomina?
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_______________________________________________________________ Figura 38. Elemento de un aerogenerador
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Analiza los siguientes fenómenos y describe el proceso de transferencia de calor que ocurre en el
efecto invernadero, y en el funcionamiento de un termo o frasco de Dewar.
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Figura 39. Efecto invernadero
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Figura 40. Termo o frasco de Dewar
Consulta: ¿qué condiciones permitirían capturar con mayor eficiencia la energía eólica?
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Actividad 6
Comparte conocimientos: reúnete con dos compañeros e identifiquen el tipo de transferencia de
calor al que corresponde cada imagen.
Figura 41. Playa
Figura 42. Cubos de hielo
Figura 43. Líquido en ebullición
Figura 44. Vaso con líquido caliente
Figura 45. Hierro fundido
Figura 46. Sistema térmico
Figura 47. Radiación del Sol
Figura 48. Corrientes de viento
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Observa primero los términos y luego relaciónalos con las definiciones
Definiciones/Descripciones
Por medio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas
Se produce por medio de la excitación molecular en el interior del material
La transmisión de calor en los sólidos. Se necesita que ambos cuerpos se toquen
Es una forma de transmisión en líquidos y gases. El fluido caliente asciende y el frío baja
La cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una diferencia de
temperatura entre ambos
Material que transmiten lentamente la energía térmica de un punto a otro
Es una forma de emisión de ondas electromagnéticas que emana de todo cuerpo que esté a mayor
temperatura que el cero absoluto
Una medida de la energía cinética media que tienen las moléculas
A continuación ubica al frente de cada término la o las definiciones correspondientes
Radiación Convección Conducción
Temperatura Calor Aislante Térmico
Radiación
Conducción
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Términos asociados a la transferencia de calor
Calor: es energía “calorífica” que fluye de los cuerpos que se encuentran a una mayor temperatura,
hacia unos de menor temperatura. Para que fluya es necesario que exista una diferencia de temperatura.
Temperatura: es una medida de la energía cinética media que tienen las moléculas. A mayor temperatura
mayor agitación térmica (mayor energía cinética).
Conductividad: las sustancias presentan diferencias en su conductividad térmica, existen materiales
que posibilitan la conducción térmica y otros que actúan como aislantes térmicos.
Figura 49. Hierro caliente Figura 50. Aislante térmico, lana de roca
Conductores térmicos: son aquéllos materiales
que transmiten rápidamente la energía térmica
de un punto a otro. Por ejemplo, los metales.
Aislantes térmicos: Materiales que transmiten
lentamente la energía térmica de un punto a
otro. Ejemplos: vidrio, hielo, ladrillo rojo, madera,
corcho. Suelen ser materiales porosos o fibrosos
que contienen aire en su interior.
Convección
Temperatura
Aislante térmico
Calor
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1. La conducción y el fenómeno de colisiones moleculares:
Conducción: en la conducción el calor fluye de
la zona de mayor temperatura a una de menor
temperatura, debido al intercambio de energía
entre las partículas en contacto.
La temperatura representa una medida de la
energía cinética media de las moléculas de un
sistema. El incremento de la temperatura refleja
un aumento en la intensidad del movimiento
molecular. Figura 51. Fenómeno de colisión, bolas de billar
Cuando dos sistemas están en contacto, se transfiere energía entre sus moléculas como resultado
de las colisiones. Esta transferencia continúa hasta que se alcanza el equilibrio térmico.
2. Convección: el fluido caliente tiende a
mezclarse continuamente con el frío. El fluido de
mayor temperatura se desplaza hacia arriba
mientras que el de menor temperatura desciende,
este movimiento genera corrientes en el fluido.
Figura 52. Formación de vientos
Formación de vientos en la atmosfera
Cuando existe una variación en la presión atmosférica,
se generan corrientes de aire. El viento es simplemente
aire en movimiento, el cual tiene dos componentes:
uno en sentido horizontal y el otro en sentido vertical.
A este último se le denomina corrientes ascendentes
y descendentes de convección. El calentamiento del
aire de la atmósfera se produce de abajo hacia arriba,
por contacto con el suelo. Figura 53. Sistemas de vientos
! El Calor:
Puede propagarse de tres formas: conducción, convección y radiación. En algunos
casos las tres obran simultáneamente, pero cuando se trata de cuerpos sólidos en
contacto predomina la conducción. Si se trata de fluidos se denomina convección y,
si se trata de cuerpos distantes entre sí, predomina la radiación.
Ecuador
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Figura 54. Departamento de la Guajira
Energía eólica en Colombia
La evaluación del potencial eólico del país se
encuentra en estado incipiente. En los estudios
que se han desarrollado a escala macro, la región
más atractiva, desde el punto de vista eólico, es
la Costa Atlántica, donde los vientos aumentan
en dirección a la península de La Guajira.
En Colombia se cuenta desde abril del 2004 con
el Parque Eólico Jepirachi; este está conformado
por quince aerogeneradores que producen aproximadamente un total de 19,5 MW (megavatio) que
equivale al consumo de 1000 lámparas incandescentes de 75W (Vatios), encendidas en promedio 8
horas durante un mes.
El parque eólico está distribuido en un terreno de 1,2 kilómetros en la costa de la Guajira.
3. Radiación: los cuerpos emiten parte de su energía térmica como ondas electromagnéticas. Esta
emisión se hace normalmente en ondas infrarrojas invisibles al ojo humano; no obstante, cuando la
temperatura es alta, se llega a emitir también radiación visible o perceptible a la vista del humano.
Las tres propiedades de la radiación térmica son:
Radiación absorbida Radiación reflejada Radiación transmitida
Es la cantidad de radiación que
incide en un cuerpo y queda
retenida en él, como energía
interna. Se denominan cuerpos
negros
Es la radiación reflejada por un
cuerpo gris
La fracción de la energía radiante
incidente que atraviesa un cuerpo
se llama, radiación transmitida
Actividad 1
Responde, según tus conocimientos, seleccionando una sola respuesta.
1.1. Cuando calientas la comida en un horno microondas, la transferencia de calor que predomina
es:
a. Conducción
b. Radiación
c. Convección
Guajira
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Justifica el porqué de la opción seleccionada
1.2. El agua de la piscina en la noche se torna caliente, debido a una transferencia de calor por:
a. Convección
b. Conducción
c. Radiación
Justifica el porqué de la opción seleccionada
1.3. En la formación de un tornado interviene la transformación de calor por:
a. Radiación
b. Convección
c. Conducción
Justifica el porqué de la opción seleccionada
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Actividad 2
Consulta y responde
Teniendo como referencia el video de producción de energía eólica, responda las siguientes preguntas.
¿Qué ventajas conlleva la utilización de energía eólica?
En Colombia la producción de energía eólica se localiza en el departamento de la Guajira,
específicamente en el Parque Eólico Jepirachi. ¿Qué consideras necesario para aumentar el
nivel de generación de energía eólica en el país?
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