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Clase 16 Bimestre: IV Ciencias 8

Aulas sin fronteras 61

ANTES (PREPARACIÓN)

DURANTE

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD CONSEJOSDISTRIBUCIÓN

DE LOS ESTUDIANTES

Intr

oduc

ción

5 min: Presente la agenda de la clase:

a) Objetivo (s) de la clase:

- Relacionar los conceptos básicos de la segunda Ley de la termodinámica con eventos de la vida cotidiana.

b) Actividades:

- Revisión de la tarea.

- Proyección de video.

- Actividades de la Guía del estudiante: Tabla Sequya, mapa conceptual, lectura, resolución de situaciones y preguntas.

Salude de manera afable y cálida a sus estudiantes, estableciendo contacto visual con cada uno de ellos.

Organice rápidamente a los estudiantes para dar inicio a la clase.

Clase magistral

Expl

icac

ión

25 min: • Pida a los estudiantes que respondan las preguntas de la Tabla Sequya

que se encuentran en la columna “Lo que sé” de la Actividad 38 de la Guía del estudiante, para volver evidente el proceso de aprendizaje al establecer los conocimientos previos sobre las las Leyes de la Termodinámica.

Individual

• Proyecte el Video No. 24 y pida a los estudiantes que con base en él, completen el mapa conceptual que se encuentra en el punto 2 de la Actividad 39 de la Guía del estudiante.

• Con base en la información del video, contextualice e identifique los conceptos acerca de la segunda Ley de la termodinámica.

Detenga el video cuando lo considere necesario, e invite a los estudiantes a analizar las situaciones presentadas.

Video

Preparación: Sugerencias de preparación conceptual- Vea el video con anterioridad para poder desarrollar la

clase en caso de que haya alguna falla o inconveniente en la proyección del mismo durante la clase.

- Utilice los contenidos del video y lecturas para identificar los temas en que requiera ampliar el conocimiento.

- Lea con anterioridad la Guía del docente y la Guía del estudiante.

Materiales o recursos para el profesor- Guía del docente y Guía del estudiante.

Materiales o recursos para el estudiante- Guía del estudiante cuaderno y cartuchera.

Evidencias de aprendizaje: Analiza los conceptos básicos de la segunda Ley de la termodinámica y los relaciona con situaciones de la vida cotidiana.

Tema: Segunda Ley de la termodinámica y máquinas térmicas

Ciencias 8 Bimestre: IV Número de clase: 16

62 Aulas sin fronteras

DURANTE


DE LOS ESTUDIANTES

Expl

icac

ión

• Solicite a los estudiantes que lean el texto “Segunda Ley de la termodinámica” que se encuentra en el punto 1 de la Actividad 40 de la Guía del estudiante, para analizar la teoría asociada a la segunda Ley de la Termodinámica.

Realice la lectura con todo el grupo, para ir aclarando las posibles dudas que se presenten.

Clase magistral

Apl

icac

ión 15 min:

• Solicite a los estudiantes que realicen el punto 2 de la Actividad 40 de la Guía del estudiante, para relacionar la segunda Ley de la termodinámica con situaciones de la vida cotidiana.

Verifique que las parejas estén trabajando y aclare dudas e inquietudes.

Parejas

Sínt

esis

5 min: • Socialice algunas de las respuestas del punto 2 de la Actividad 40

de la Guía del estudiante.

Socialice las respuestas en torno al cuadro de preguntas de cada situación.

Plenaria

Sugerencias de evaluaciónActividad 42.

Materiales del estudiante para la siguiente claseMateriales para la práctica (para traer en grupos de 4):- 2 latas de gaseosa (una de las dos sin destapar).- Un trozo de madera de 25 x 15 cm.- 4 puntillas de 6 cm.- 1 palo de pincho.

DESPUÉS

- 1 chinche.- Medio pliego de papel.- Pegamento.- 20 ml de alcohol etílico.- Fósforos o encendedor.- Un clavo.- Estopa.

Ciencias 8Bimestre: IV Número de clase: 16


RESPUESTAS

Actividad 39

El mapa conceptual de cada estudiante se debe centrar en estas ideas principales.

Actividad 40

3. A partir de la lectura responda para cada situación:

a) Indique con flechas la dirección en la cual se desarrolla el proceso.

b) Responda las preguntas.

Situación A

Conceptos claves Máquinas térmicas

Todos los procesos en la

naturaleza:

tienen una direccionalidad

La transferencia de energía térmica

siempre es:

del objeto de mayor temperatura

al de menor temperatura

Es un dispositivo que convierte energía térmica en otras formas útiles de energía cumpliendo un proceso:

1) Se absrobe calor de una fuente a alta temperatura.

2) La máquina realiza un trabajo.

3) Libera calor a una fuente a temperatura más baja.

Segunda Ley de la termodinámica

Ciencias 8 Bimestre: IV Número de clase: 16


¿Una vez el agua hierve, puede volver al estado inicial conservando la cantidad de agua inicial? No, porque cuando el agua cambia de estado pierde cierta cantidad de volumen, de tal manera que no puede volver al estado inicial.

¿Cuál fuente tiene mayor temperatura en la situación? La estufa suministra energía térmica al envase de agua. ¿Cuál menor? En este caso el agua tiene una temperatura menor que la de la estufa.

¿Qué tipo de proceso es? Es un proceso irreversible.

Situación B

¿Al pasar el tiempo, puede el árbol crecer hacia abajo? No es posible que un árbol crezca hacia abajo pues va en contra del ciclo natural del crecimiento, este crece en una dirección determinada.

Si por accidente el árbol comienza a quemarse después de días, ¿podría el arbol volver a su estado inicial? No es posible, ya que después de pasar por ese proceso cambia completamente de tamaño, forma, color… y no pueden restaurarse por ningún proceso.


Situación C

¿Es posible que los sucesos acontecidos a las 6 en el reloj se puedan devolver a las 3? No es posible ya que el tiempo tiene una dirección. Lo mismo sucede con los acontecimientos. Estos son en un momento determinado y no se pueden devolver, es imposible, ya que va en contra de la naturaleza.

12

6

39210

111

5748

12

6

39210

111

5748

12

6

39210

111

5748

12

6

39210

111

5748



Si usted tiene 13 años, en algún momento ¿podría volver a tener 5 años? Nunca se puede volver a ser niño de 5 años ya que esto va en contra las etapas naturales de crecimiento.


Situación D

Una vez el hielo es sometido a una fuente de calor, ¿puede el hielo no derretirse? El hielo está a una temperatura más baja que la olla con agua caliente. Al colocarlos en contacto, el hielo se derretirá como un cambio de estado, de no hacerlo iría en contra de lo observado en la naturaleza.

¿Cuál fuente tiene mayor temperatura en la situación? La olla con agua hirviendo a cual suministra energía térmica al hielo.

¿Cuál menor? En este caso el hielo.

¿ Qué tipo de proceso es? Es un proceso irreversible.

Agua

Agua tibia Agua caliente

Hielo




DURANTE


DE LOS ESTUDIANTES

Intr

oduc

ción



- Evidenciar experimentalmente los conceptos de transferencia de energía térmica, trabajo y energía interna argumentando el funcionamiento de una máquina térmica simple.

b) Actividades:

- Actividades de la Guía del estudiante: práctica de laboratorio y resolución de preguntas.

Salude de manera afable y cálida a sus estudiantes, estableciendo contacto visual con cada uno de ellos.


Clase magistral

Expl

icac

ión 5 min:

• Pida a los estudiantes que lean el procedimiento descrito en la Actividad 41 de la Guía del estudiante.

Resuelva preguntas sobre el procedimiento.

Individual

Preparación: Sugerencias de preparación conceptual- Utilice los contenidos del video y lecturas para

identificar los temas en que requiera ampliar el conocimiento.


- Verifique que la práctica propuesta pueda realizarse y que ésta funcione.

Materiales o recursos para el profesor- Guía del docente y Guía del estudiante.- Alicates - Cortafrios- Martillo- Una botella de alcohol etílico- Fósforos o encendedor.- 3 pliegos de cartulina

Materiales o recursos para el estudiante- Guía del estudiante, cuaderno y cartuchera.- Materiales para la práctica en grupos de cuatro:

. 2 latas de gaseosa ( una de las dos sin destapar).

. Un trozo de madera de 25 x 15 cm.

. 4 puntillas de 6 cm.

. 1 palo de pincho.

. 1 chinche.

. Medio pliego de papel.

. Pegamento.

. 20 ml de alcohol antiséptico.

. Fósforos o encendedor.

. Un clavo.

. Estopa.

Evidencias de aprendizaje: 1. Desarrolla habilidades experimentales a partir de unos parámetros específicos. 2. Evidencia experimentalmente los conceptos de calor, trabajo y energía interna.

Tema: Máquina térmica



DURANTE


DE LOS ESTUDIANTES

Apl

icac

ión

30 min: • Solicite a los estudiantes que resuelvan los puntos 2 y 3 de la Actividad

41, para evidenciar la relación entre fuerza y desplazamiento.

Acompañe en la solución individual de la actividad.

Asegúrese que empleen la estrategia para la resolución de problemas numéricos contemplada en la guía.

4Grupos de cuatro

• Solicite a los estudiantes que resuelvan las preguntas del punto 2 de la Actividad 41 de la Guía del estudiante para construir una explicación orientada en los conceptos básicos de la primera y segunda Ley de la Termodinámica, además del comportamiento de una máquina térmica.

• Pegue tres (3) cartulinas en diferentes lugares del salón,y escriba encada una de ellas, una de las siguientes preguntas:

a) ¿Cómo se pueden relacionar los conceptos de presión, fluido, densidad ley de los gases y masa?

b) ¿ Cómo interpreta los conceptos de calor, temperatura y equilibrio térmico en el experimento?

c) ¿Como se evidencia la primera y segunda Ley de la termodinámica?

Individual

Sínt

esis

10 min: • Socialice las respuestas a las preguntas del punto 2 de la Actividad 41

de la Guía del estudiante.

Discuta y analice en conjunto las respuestas haciendo énfasis en la relación que hay entre la primera y segunda Ley de la termodinámica y una máquina simple de vapor.

Plenaria

Materiales del estudiante para la siguiente clase- Guía del estudiante, cuaderno y cartuchera.- Tijeras y pegante.

DESPUÉS

RESPUESTAS

Actividad 43

2. A partir de la práctica y la lectura responda:

a) ¿Cuál objeto realizó la transferencia de energía térmica? ¿Por qué?

El recipiente que contenía el alcohol fue la fuente de transferencia de energía térmica, ya que el alcohol es un líquido inflamable (combustible) que al hacer contacto con el oxígeno (comburente), forma fuego y se crea una especie de mechero. Como lo estipula la segunda Ley de la termodinámica, la dirección del transporte de energía térmica es del objeto con mayor temperatura al de menor temperatura, en este caso es del fogón a la lata con agua el cual está a menor temperatura.

- Colores.- 1 octavo de cartulina.

Ciencias 8


Bimestre: IV Número de clase: 17

b) ¿Qué sucede al interior de la lata?

Al pasar el tiempo, el agua recibe energía térmica (calor), aumenta su temperatura hasta el límite y va cambiando de fase poco a poco ( líquido a gaseoso). Ese calor recibido se transforma en trabajo hacia el exterior.

d) Según lo observado, ¿qué aspectos tienen relación con la primera y segunda Ley de la termodinámica?

Primera Ley de la termodinámica: en este caso el sistema (agua-lata) gana calor por medio de la llama del recipiente inferior. Dicha transferencia de energía se pierde en el trabajo realizado por el vapor-agua al exterior lo que se evidencia en en el movimiento del ringlete. De esta manera se conserva la energía del sistema.

Segunda Ley de la termodinámica: estipula la dirección del transporte de energía térmica, la cual fluye del objeto con mayor temperatura al de menor temperatura, en este caso es del fogón a la lata con agua.

e) Si usted quisiera que el ringlete se moviera mas rápido, ¿qué modificaría en la maquina térmica?

Los estudiantes deben responder entorno a aprovechar toda la energía al interior de la botella, incluso hablar que el vapor emitido tenga mayor intensidad para ejercer mayor fuerza al ringlete.

También podrían escribir sobre la cantidad de agua, sin embargo hay que hacer una claridad respecto a la relación directa con la fuente de calor.

3. Escriba en las cartulinas pegadas en el salón sus análisis de las siguientes preguntas entorno a la maquina térmica construida:

a) ¿Cómo se pueden relacionar los conceptos de presión, fluido, densidad ley de los gases y masa?

b)¿ Cómo interpreto los conceptos de calor, temperatura y equilibrio térmico en el experimento?

c) ¿Cómo se evidencia la primera y segunda Ley de la termodinámica?

El objetivo de esta actividad es buscar leer las conclusiones, relaciones y afirmaciones respecto a las temáticas estudiadas a lo largo del bimestre. Por tal razón, las respuestas deben estar centradas en los conceptos trabajados, en las anteriores guías todas relacionadas en torno a la maquina térmica construida.

Luego de hacer lectura de dichas respuestas analizarlas en torno a las temáticas, realizar una socialización de las mismas para dar cierre al bimestre.




DURANTE


DE LOS ESTUDIANTES

Intr

oduc

ción



- Explicar el funcionamiento de una máquina térmica a partir del esquema de sus partes relacionando las Leyes de la termodinámica.

- Comprender la eficiencia de una máquina térmica y aplicar la expresión matemática para dar solución a diferentes situaciones.

b) Actividades:

- Actividades de la Guía del estudiante: lectura, construcción de máquina térmica, solución de ejercicios y Tabla Sequya.

Salude de manera amable y cálida a sus estudiantes, estableciendo contacto visual con cada uno de ellos.


Clase magistral

Expl

icac

ión

15 min: • Solicite a los estudiantes que lean el texto “Máquinas térmicas y

segunda Ley de la termodinámica” que se encuentra en el punto 1 de la Actividad la Actividad 42 de la Guía del estudiante.

Utilice los contenidos del video y lecturas para resolver dudas en que requiera ampliar el conocimiento. Parejas

Profundice en las explicaciones y ejemplos.

Clase magistral

Preparación: Sugerencias de preparación conceptual- Utilice los contenidos del video y lecturas para

identificar los temas en que requiera ampliar el conocimiento.


Materiales o recursos para el profesor- Guía del docente y Guía del estudiante.

Materiales o recursos para el estudiante- Guía del estudiante, cuaderno y cartuchera.- Tijeras y pegante. - Colores.- 1 octavo de cartulina.

Evidencias de aprendizaje: 1. Explica el funcionamiento de un máquina térmica, identificando sus partes y ciclo. 2. Relaciona simbólicamente las máquinas térmicas y su eficiencia a partir de expresiones matemáticas.

Tema: Máquinas térmicas y la segunda Ley de la termodinámica

Ciencias 8



DURANTE


DE LOS ESTUDIANTES

Apl

icac

ión 10 min:

• Solicite a los estudiantes que resuelvan el punto 2 de la Actividad 42 de la Guía del estudiante para aplicar los conceptos aprendidos durante la semana. Individual

Sínt

esis

5min: • Socialice las respuestas al punto 2 de la Actividad 42.

Plenaria

Sugerencias de evaluciónActividad 42, punto 2.

Caldera Pistón Vapor

Foco caliente

Balancín Condensador Biela

Foco frío Agua

Rueda

DESPUÉS

RESPUESTAS

Actividad 42

2. A partir de la lectura resuelva la siguiente actividad.

a) Coloree cada una de las partes de la máquina térmica que encuentra a continuación.

b) Ordene y pegue en un octavo de cartulina las piezas según el esquema de la máquina térmica.

c) Escoja de la siguiente tabla las palabras para identificar cada parte de la máquina térmica y escríbalas en cada parte respectivamente.

d) Al lado de cada pieza escriba su función.

Ciencias 8



e) Asigne el nombre que considere a la máquina térmica.

Foco Caliente: transfiere la energía térmica al sistema, es de las partes más importantes ya que sin esta fuente es imposible iniciar el ciclo de la máquina térmica.

Caldera: por esta zona el agua pasa al estado de vapor, mediante la entrada de una cierta cantidad de calor, QEntra. Este tipo de máquina simple es de combustión interna.

Foco frío (condensador): aquí el vapor se pone en contacto con el ambiente, de forma que el vapor se condensa y vuelve a la forma de agua líquida. En este proceso se expulsa una cierta cantidad de desecho al ambiente, Qsale. El agua vuelve a entrar en la bomba y se reanuda el ciclo. En esta parte recibe energía térmica (calor)de la máquina.

Pistón: en este dispositivo, se evidencia la recepción del trabajo mecánico moviéndose continuamente de arriba hacia abajo. Esta parte es muy importante ya que se conecta a otros componentes.

Balancín: esta herramienta está anclada al piñón, de tal manera que su función es evidenciar el trabajo mecánico moviéndose horizontalmente y verticalmente. La fuerza del balancín está relacionada directamente con la fuerza con la que se mueve el pistón.

Rueda: este dispositivo es el encargado de transformar todo el trabajo mecánico (energía) en movimiento (energía cinética) del tal manera que sirve para accionar otro dispositivo (molinos, locomotoras, electricidad...).

En conclusión Esta máquina térmica es de vapor en la cual la sustancia de trabajo es el agua. El agua se lleva a través de un ciclo

en el que primero se convierte a vapor en una caldera y después de expande contra un pistón. Después que el vapor se condensa con agua fría, se regresa a la caldera y el proceso se repite. En la operación de cualquier máquina térmica, se extrae una cierta cantidad de calor de una fuente a alta temperatura, se hace algún trabajo mecánico y se libera otra cantidad de calor a una fuente a temperatura más baja.

VaporRueda

Balancín

Biela

Caldera

CondensadorPistón

A

C

D

B

Ciencias 8



Clases 1 a 6:

Adaptado por: Mabel Constanza Díaz Patiño, ASF

Tippens, P. E. (2011). Física. Conceptos y aplicaciones. México: McGraw Hill.

Alvarenga, B. & Máximo, A. (1983). Física General con experimentos sencillos I. México: Harla.

Clases 7 a 9:

Adaptado por: Angie Liseth Alfonso Romero, ASF

Walker, J. Physics. Pearson Education: U.S.

Alvarenga, Beatriz. Máximo Antonio (1981). Física general con experimentos sencillos. México

CIDEAD: Calor y energía. España, Madrid: recuperado de http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esofisicaquimica/4quincena7/impresos/quincena7.pdf

Clases 10 a 12:

Adaptado por: Mabel Constanza Díaz Patiño, ASF

Alvarenga, B. & Máximo, A. (1983). Física General con experimentos sencillos I. México: Harla.

Timberlake K. (2009). Chemistry. An introduction to general, organic and biological chemistry. New Jersey: Pearson.

Clases 13 a 15:




Clases 16 a 18:




Universidad Concepción: Física, Segunda ley de la termodinámica (Cap.15), Chile: recuperado de http://www2.udec.cl/~jinzunza/fisica/cap15.pdf

Referencias Bibliográficas

Ciencias 8Bimestre: IV Notas


Notas

Ciencias 8 Bimestre: IV Notas


Notas

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