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FASE DE APERTURA
El
Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, solicita a cada equipo responda
a la pregunta:
¿Qué es más
fácil de calentar en una misma cantidad de grados, 1 kg de agua líquida, 1 kg
de hielo o 1 kg de vapor de agua?
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¿En qué consiste la conservación de la energía?
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¿Cómo se puede transformar la energía del Sol?
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¿Qué es un colector de energía solar de placa
plana?
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¿Qué es un colector concentrador de energía
solar?
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¿En qué consiste un horno solar?
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¿En que
consiste una casa inteligente?
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Equipo
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4
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3
|
6
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2
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Respuesta
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La ley de la conservación de la energía afirma que la cantidad
total de la energía en cualquier sistema físico aislado, permanece
invariante con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra
forma de energía ,”Afirma que la energía no se puede crear ni destruir,
sólo puede cambiar de una a otra”
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Es el
tipo de colector usado y difundido :El
colector solar de placa plana.
Básicamente
consiste en una caja hermética aislada, preparada para proyectar y para
soportar las inclemencias del tiempo, puede estar fabricada con distintos
materiales, aluminio, acero inoxidable, etc.
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Este horno solar funciona con una única
fuente de energía libre, el sol, por efecto de concentración y efecto de
invernadero acumulados.
Funciona en cualquier lugar, en la playa, en el patio, en la veranda de su
apartamento.
El proceso de cochura lleva dos veces más
tiempo que con un cocinero tradicional a gas o eléctrico, pero como no
pueden quemar es posible tener otras ocupaciones durante la cochura.
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Después
discuten y sintetizan el contenido
FASE DE DESARROLLO
Actividad con el simulador:
En el experimento de Joule se determina
el equivalente mecánico del calor, es decir, la relación entre la unidad de
energía joule (julio) y la unidad de calor caloría.
Mediante esta experiencia simulada, se
pretende poner de manifiesto la gran cantidad de energía que es necesario
transformar en calor para elevar apreciablemente la temperatura de un volumen
pequeño de agua.
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Equipo
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Masa m
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Altura
cm
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Temperatura Inicial
20 Oc Final
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Q =Mgh/m(tf-ti)
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1
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100g
|
40
|
20.5°
|
20
|
|
2
|
100g
|
50
|
20.6°
|
30
|
|
3
|
100g
|
60
|
20.7
|
42
|
|
4
|
100g
|
70
|
20.8
|
56
|
|
5
|
100g
|
80
|
20.9°
|
80.8
|
|
6
|
100
|
100
|
21.2
|
120
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Conclusiones.
a) Calienta
en la parrilla dos vasos de precipitados con distinta cantidad de agua
durante el mismo tiempo. Mide la temperatura del agua de cada recipiente.
b)
Pon a calentar ahora, también durante el mismo
tiempo, un vaso de precipitados con agua y otro con un trozo de hierro (ambas
sustancias deben tener la misma masa). Mide la temperatura de las dos
sustancias.
En estos ejemplos, la parrilla encendida es
el cuerpo caliente, y las diferentes sustancias que se calientan son los
cuerpos fríos. La cantidad de energía calorífica suministrada por la parrilla
dependerá del tiempo durante el que se hayan estado calentando los cuerpos.
Si el tiempo es el mismo, podemos concluir que:
La variación de temperatura depende de la
masa del cuerpo
La variación de temperatura depende de la
sustancia
La cantidad de calor transferida es proporcional a la variación
de la temperatura.
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Equipo
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Volumen de agua ml
|
Temperatura inicial del
agua
|
Temperatura final del agua
|
Temperatura inicial del
agua con metal
|
Temperatura final del agua
con metal
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1
|
100
|
18°
|
24°
|
18°
|
30°
|
|
2
|
100
|
19°
|
30°
|
16°
|
34°
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
4
|
100
|
18°
|
61°
|
18°
|
72°
|
|
5
|
100
|
19°
|
35°
|
17°
|
39°
|
|
6
|
100
|
19
|
41
|
18
|
37
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Conclusiones:
Estos hechos experimentales pueden
expresarse cuantitativamente así:
Dónde:
Q es la energía calorífica
suministrada, que se expresa en julios;
m la masa, expresada en kilogramos;
t2 y t1 son las temperaturas
final e inicial, respectivamente, expresadas en °C o K
c, la capacidad calorífica
específica, que depende de la naturaleza del cuerpo.
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Equipos
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Masa kg
|
Cp
Kjoule/Kg.oK
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ti oC
Ti oK
|
tf oC
Tf oK
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Q= m Cp ( Tf –
Ti)
Kjoule
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1-6 a
|
|
1
|
|
|
|
|
2-5 a
|
|
1
|
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|
3-4 a
|
|
1
|
|
|
|
|
1-6 b
|
|
0,385
|
|
|
|
|
2-5 b
|
|
0,385
|
|
|
|
|
3-4 b
|
|
0,385
|
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Conclusiones:
Caso a=
Caso a=
Caso b=
Después
discuten y sintetizan el contenido en equipo y grupalmente.
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 importancia de la Ley de la
conservación de la energía.
Revisa el trabajo a cada alumno y
lo registra en la lista de MOODLE.
Actividad Extra clase:
Los
alumnos:
Ø
Elaboraran su informe, para registrar sus resultados en su Blog.
Ø
Indagaran los temas siguientes de acuerdo al
cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su
información,
Ø
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.
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