Los Materiales y El Calor Quinto Grado

7/26/2019 Los Materiales y El Calor Quinto Grado

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Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires

Secretara de Educacin

Subsecretara de Educacin

Direccin General de Planeamiento

Direccin de Currcula

Ciencias Naturales

Documento de trabajo n5.Propuesta didctica para la enseanzadel tema Termmetros, temperatura y calor

en el segundo ciclo

1998


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GOBIERNO DE LA CIUDAD DE BUENOS AIRES

Jefe de GobiernoDr. FERNANDO DE LA RA

Vicejefe de GobiernoDr. ENRIQUE OLIVERA

Secretario de EducacinProf. MARIO A. GIANNONI

Subsecretario de EducacinDr. ROGELIO BRUNIARD

Directora General de PlaneamientoLic. MARGARITA POGGI

Directora de CurrculaLic. SILVIA MENDOZA

Como es de conocimiento pblico, durante el ao 1998 se ha iniciado en el mbito de laCiudad de Buenos Aires el proceso que culminar con la sancin por la Legislatura de la Ley deEducacin de la Ciudad. Esa ley establecer el marco normativo para la organizacin y elfuncionamiento del sistema educativo en esta jurisdiccin. Hasta entonces, el proceso deactualizacin curricular se enmarca en la normativa que ha venido definiendo la implementacingradual y progresiva de la Educacin General Bsica (EGB):

Resolucin N 2846/95. Primer ciclo de EGB.

Resolucin N 336/96 (15/10/96). 4grado (1 ao del segundo ciclo de EGB) paraEscuelas de Gestin Privada.

Resolucin N 746/96 (4/12/96). 4grado (1 ao del segundo ciclo de EGB).

Resolucin N 15/98 (9/1/98). 5 y 6 grados (2 y 3aos del segundo ciclo deEGB).

En consecuencia, hasta la sancin de la mencionada ley, se dar continuidad a ladenominacin en uso.


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Ciencias NaturalesDocumento de trabajo n5.

Propuesta didctica para la enseanza del tema

Termmetros, temperatura y caloren el segundo ciclo

Lic. Paula BriuoloDra. Andrea Costa

Dra. Graciela DomenechLic. Daniel FeldmanLic. Mirta Kauderer

Lic. Vernica Kaufmann

Lic. Laura Lacreu


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DIRECCIN DE CURRCULA

Equipo de profesionalesa cargo de la actualizacin curr icular del Nivel Primario

Asesora: Flavia Terigi.Coordinadora:Ana Dujovney.

Beatriz Aisenberg, Helena Alderoqui, Silvia Alderoqui, Clarisa lvarez, Paula Briuolo,Claudia Broitman, Andrea Costa, Jos Chelquer, Graciela Domenech, Adriana Elena, DanielFeldman, Claudia Figari, Silvia Gojman, Mariela Helman, Horacio Itzcovich, Mirta Kauderer,Vernica Kaufmann, Laura Lacreu, Delia Lerner, Silvia Lobello, Liliana Lotito, Gabriel Marey,Guillermo Mic, Susana Muraro, Nelda Natali, Alberto Onna, Silvina Orta Klein, CeciliaParra, Mara Elena Rodrguez, Abel Rodrguez de Fraga, Patricia Sadovsky, Graciela Sanz,

Anala Segal, Isabelino Siede, Mariana Spravkin, Adriana Villa, Hilda Weitzman de Levy.

Supervisin editorial: Virginia Piera.Diseo y diagramacin: Mara Laura Cianciolo.Diseo de tapa: Laura Echeverra.

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ISBN 9879327047 Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires Secretara de Educacin Direccin de Currcula. 1998.Hecho el depsito que marca la ley N 11.723

Direccin General de PlaneamientoDireccin de CurrculaBartolom Mitre 1249 (1036) Buenos Aires


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ndice

Presentacin

Algunos aspectos del enfoque general para la enseanzade las Ciencias naturales

a) En relacin con la seleccin y la organizacin de los contenidosb) En relacin con la articulacin de conocimientos

Caractersticas generales del tema propuesto

Por qu trabajar Termmetros, temperatura y calor?Comentarios sobre las secuencias

Secuencias de actividades

Informacin para el docente

Secuencia I: Termmetros

Actividades

Secuencia II: Cambios de temperatura y equilibrio trmico

Actividades

Secuencia III: Materiales aislantes

ActividadesOrientaciones para el docente

Bibliografa


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Presentacin

En este documento presentamos una propuesta didctica para la enseanza de un tema de

Ciencias naturales. En este caso se trata de Termmetros, temperatura y calor y est des-tinado a los alumnos del segundo ciclo de la Educacin General Bsica (EGB).

Este documento es un material de apoyo a las tareas de desarrollo del contenido cu-rricular y, al igual que el documento Los metales, concreta puntualmente aspectos del en-foque propuesto en los Documentos de trabajo n1y n2de Ciencias naturales, y ampla elenfoque planteado en el Diseo curricular de 1986.

Este tema est previsto para ser desarrollado en aproximadamente siete u ocho cla-ses1. Los restantes contenidos propuestos por el Diseo curricular podrn ser planificados yenseados de acuerdo con el plan general para el grado y con la programacin institucional.

Por las caractersticas del tema elegido y de las propuestas de trabajo, creemosque las secuencias de actividades que planteamos se adecuan particularmente para 4grado. No es necesario que todas las secuencias se realicen en el mismo ao. Espec-ficamente, la secuencia I puede ser desarrollada de manera independiente en 4 grado,y las restantes en otro perodo. Corresponde a cada docente o institucin evaluar lasposibilidades de llevar adelante esta propuesta teniendo en cuenta la planificacin ins-titucional y la de clase.

Tanto en la secuencia II como en la secuencia III se sugieren puntos de articula-cin con temticas tratadas en el documento Los metales, por lo cual es preferible queste haya sido trabajado previamente. Sin embargo, sta no es una condicin indispen-sable para el desarrollo de las mismas.

Algunos aspectos del enfoque general para la enseanzade las Ciencias naturales

En lo que sigue se plantearn algunos aspectos del enfoque general para la enseanza delas Ciencias naturales que tienen relevancia para encuadrar esta propuesta. Dicho encuadrefue organizado en torno a dos temticas: los criterios para la seleccin y la organizacin decontenidos, y la articulacin de conocimientos en el rea.

a) En relacin con la seleccin y la organizacin de los contenidos

En el documento para el primer ciclo2, presentamos un criterio de organizacin de los conte-nidos teniendo en cuenta dos dimensiones. Una de ellas est referida a distintos aspectosdel mundo natural(Los materiales, Los seres vivos) que se vinculan de un modo aproxi-mado con lo que constituyen los objetos de estudio de las disciplinas del rea, y sobre loscuales proponemos centrar la enseanza.

1Cada clase est considerada como un mdulo de 80 minutos.2

Sugerimos la lectura del texto Ciencias naturales. Documento de trabajo n2. Actualizacin curricular, destinadoa los docentes del primer ciclo.


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La segunda dimensin la constituyen ejes de anlisis(Unidad y diversidad; Interac-ciones, transformaciones y conservacin; El hombre y el mundo natural). Los llamamos mi-radas, ya que son maneras de analizar o mirar los aspectos del mundo natural que seestudian.

As, desde la mirada Unidad y diversidad del mundo natural, se trata de respondera la pregunta: Qu hay y cmo es el mundo que me rodea? Esto supone, en principio,reconocer la diversidad de objetos y fenmenos que ocurren en el mundo natural, conocersus propiedades, diferenciar unos de otros y encontrar regularidades dentro de la diversidad.

La siguiente mirada toma en cuenta algunas interacciones y transformacionesqueocurren en la naturaleza. La intencin es que a la vez que se distinguen los componentesdel entorno se analicen algunas interacciones entre los mismos y los cambios que se pro-ducen.

Finalmente se introduce una tercera mirada, ahora teniendo en cuenta cmo elhombre se relaciona con el entorno , en dos sentidos diferentes:

Por una parte lo aprovecha y, en muchos casos, lo modifica. En este sentido, se proponecomenzar a reflexionar acerca de las consecuencias de estas modificaciones y de la necesi-dad de preservar el entorno.

Por otra parte, el hombre indaga al mundo natural, intentando encontrar explicacionesacerca de lo que en l ocurre. Se trata entonces de que los alumnos comprendan que, eneste intento, los hombres construyen modelos explicativos que van conformando, segn laspocas y los lugares, ideas y representaciones acerca de cmo es el universo y quines lohabitan. Se trata tambin de aproximarlos al conocimiento de dichos modelos.

Segn este enfoque, los contenidosexpresan la interseccin entre un aspecto delmundo natural (Los materiales, Los seres vivos) y un eje de anlisis (Unidad y diversidad;Interacciones, transformaciones y conservacin; El hombre y el mundo natural).

A la vez, se trata tambin de aproximar a los alumnos a modos particulares de co-nocer vinculados con el conocimiento cientfico. stos incluyen actitudes y metodolo-gas relacionadas con el pensamiento cientfico que se convierten en materia de ense-anza y de aprendizaje. Es decir, son tambin contenidos.

El siguiente cuadro muestra cmo, en la unidad temtica Termmetros, tem-peratura y calor que se trata en el documento, un mismo aspecto del mundo natural,

en este caso Los materiales, puede ser analizado desde estos diferentes ejes o mi-radas. En la formulacin de los contenidos, se han articulado los conceptos, las in-formaciones, las ideas y los procedimientos que se propone ensear.

En el cuadro puede apreciarse que los contenidos incluyen los aspectos con-ceptuales por ejemplo, Los cambios de temperatura se deben a la transferencia decalor del cuerpo que est a mayor temperatura al que est a menor temperatura yaspectos relacionados con procedimientos de trabajo por ejemplo, Registro seria-do de variaciones de temperaturas. Interpretacin de resultados de las experiencias .


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UNIDAD TEMTICA: TERMMETROS, TEMPERATURA Y CALOR

Unidad y diversidad Interacciones, transformacionesy conservacin

El hombre y el mundo natural

Los

Materiales

Termmetros y temperaturaLos termmetros sirvenpara medir la temperaturade las cosas que nos rodeany de nosotros mismos.

Los distintos cuerpos puedentener la misma temperaturaaunque parezcan ms fros oms calientes segn nuestrossentidos.

Materiales aislantes del

calor. Algunos materialesdificultan ms que otros latransferencia de calor. Estosmateriales se llaman aislan-tes. En general, ellos son losque conducen menos el ca-lor. Los materiales que con-ducen mejor el calor se lla-man conductores.

Los materiales y el calorCambios en la tempera-tura de los cuerpos y ma-teriales

Cuando se ponen en con-tacto dos cuerpos, que ini-cialmente estn a tempera-turas diferentes, la tempe-ratura de ambos se modifica.

Los cambios de tempe-ratura se deben a la transfe-rencia de calor del cuerpo

que est a mayor tempera-tura al que est a menortemperatura. En esta trans-ferencia el primero pierdecalor y el segundo lo gana.

Los fenmenos de transfe-rencia ocurren entre cuer-pos que estn a diferentetemperatura. Al cabo de untiempo, las temperaturas seigualan y ya no hay mstransferencia de calor.

Realizacin de experien-

cias con cuerpos a diferentestemperaturas. Registro se-riado de variaciones de tem-peraturas. Interpretacin deresultados de las experien-cias.Variaciones en la velo-cidad de transferencia decalor. La variacin de latemperatura de los cuerpospuede dificultarse si se loscubre con materiales ais-lantes.

Realizacin de experien-cias con materiales aislan-tes.

Registro seriado de varia-ciones de temperaturas.

Interpretacin de resulta-dos de las experiencias.

Los termmetrosA travs de nuestros senti-dos podemos saber si uncuerpo est ms fro o mscaliente que otro. Esta sen-sacin es subjetiva.Los termmetros nos per-miten medir con precisin latemperatura de los mate-riales y de los cuerpos quenos rodean.

Uso de los termmetros y

lectura de temperaturas.Exploracin sistemticacon termmetros clnicos yde laboratorio.

Existen distintos tipos determmetros. Los term-metros se diferencian se-gn el rango de tempera-turas que pueden medir ysegn la manera en quemarcan la temperatura.

Indagacin sobre los dife-rentes tipos de termme-

tros. Elaboracin de infor-mes de resultados.Errores de medicin

Los termmetros de unmismo tipo pueden pre-sentar pequeas variacio-nes en sus marcas detemperatura.

Se pueden aceptar pe-queas variaciones en losresultados al medir la tem-peratura de un mismocuerpo con distintos ter-mmetros.


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b) En relacin con la articulacin de conocimientos

Tal como se propone en el Documento de trabajo n2, los temas o unidades temticasagrupan contenidos provenientes de diversas intersecciones entre las miradas y losaspectos del mundo natural.

En algunos casos, las unidades temticas se vinculan ms con un aspecto delmundo natural (Los materiales, Los seres vivos,...) y se analizan desde las tres miradas. Enotros, las unidades temticas podran vincularse ms estrechamente con alguna de lasmiradas o ejes de anlisis. Un ejemplo de esto es el tema los cambios en la vegetacin a lolargo del ao que se propuso para el primer ciclo, en el cual el foco de atencin est puestoen los cambios. Finalmente, una unidad temtica podra incluir contenidos provenientes dediferentes aspectos y miradas simultneamente.

Existe un aspecto de la articulacin que habitualmente es desatendida y consiste enla integracin entre distintas dimensiones del contenido. Conjuntamente con la dimensinconceptual nos proponemos ensear ciertos modos de abordar el conocimiento desde las

Ciencias naturales: utilizar diferentes maneras de explorar fenmenos, poner a prueba hi-ptesis, registrar y analizar informacin, etc. Esto abre un espacio de integracin de granimportancia en los niveles de organizacin curricular, programacin y actividades de ense-anza.

La unidad temtica Termmetros, temperatura y calor est focalizada en unaspecto del mundo natural (Los materiales) y es analizado desde las tres miradaspropuestas. Tambin incluye otras dimensiones del contenido como el uso correctode instrumental de laboratorio (en este caso, los termmetros), o la formulacin deanticipaciones respecto de un fenmeno a investigar .

Por otra parte, se propone una articulacin con otro tema ya propuesto, el delos metales, al tratar la temtica vinculada con la transferencia de calor y su vincula-

cin con la conduccin del calor.


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Caractersticas generales del tema propuesto

Las secuencias de actividades que proponemos estn, principalmente, dirigidas a que los

alumnos puedan aproximarse a la idea de temperatura, la utilizacin de los termmetros ylos conceptos relacionados con la transferencia de calor.

Asimismo, pretendemos que los alumnos se aproximen gradualmente al conoci-miento del mundo natural desde una perspectiva diferente de la que estn habituados, yms cercana al conocimiento cientfico. De un modo general, se trata de ofrecer actividadesque permitan a los alumnos:

La elaboracin de respuestas alternativas a preguntas.

El debate de diferentes ideas acerca de los fenmenos estudiados.

La utilizacin de estrategias que permitan contrastar sus ideas y ampliar sus conocimientos

por medio de la realizacin de experiencias.

La utilizacin de cuadros de registro de datos e informacin y la elaboracin de informes deresultados.

El anlisis y la interpretacin de los datos registrados y la discusin de conclusiones paraampliar sus conocimientos.

Por qu trabajar sobre Termmetros, temperatura y calor ?

En estas secuencias se ofrecen actividades para trabajar contenidos sobre termmetros,temperatura y calor. Esta temtica permite enriquecer y ampliar conocimientos que losalumnos ya poseen. Tambin es apropiada para cuestionar y relativizar algunos de esosconocimientos que resultan errneos desde el punto de vista cientfico por estar, en un prin-cipio, muy relacionados con las percepciones inmediatas (por ejemplo, pensar que un cuer-po que percibo ms fro que otro est siempre a menor temperatura).

Esta secuencia, entonces, constituye una primera aproximacin a conceptos vincula-dos con el calor y la temperatura, que sern retomados en distintos momentos de la escola-ridad con crecientes niveles de complejidad.

Comentarios sobre las secuencias

En este documento el tratamiento del tema Termmetros, temperatura y calor est organi-

zado en tres secuencias, cada una de las cuales consta de varias actividades.

La presentacin se realiza en tres partes: la primera incluyeinformacinbsica sobreel tema en el que se encuadran las tres secuencias; la segunda incluye las secuenciaspropiamente dichas en las que se especifican las actividades a desarrollar, y se ofrece aldocente algunas sugerencias puntuales3; en la tercera y ltima parte se dan orientacionespara el trabajo del maestro en clase4.

3Todas las secuencias de actividades contienen: propsitos y objetivos, actividades propiamente dichas, suge-rencias para su desarrollo (en recuadro), sistematizacin del conocimiento (recuadros grisados).4

Todas las orientaciones para el docente contienen: orientaciones puntuales ligadas a las actividades que seproponen, y reflexiones ms generales sobre el mismo tema (en recuadro).


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La secuencia I tiene como propsito que los alumnos conozcan que los termmetrossirven para medir temperatura, aprendan a manipular y leer correctamente el termmetro delaboratorio y adquieran conocimientos acerca de otros tipos de termmetros y su funciona-miento.

La secuencia II est orientada a que los alumnos puedan constatar dos fenmenosrelacionados entre s. Uno de ellos es el hecho de que cuando se ponen en contacto dos oms cuerpos a diferentes temperaturas iniciales, estas temperaturas se modifican con eltranscurso del tiempo. El segundo fenmeno se vincula con el hecho de que dos o mscuerpos en contacto tienden a igualar sus temperaturas, es decir que tienden al equilibriotrmico. El objetivo de la secuencia es ofrecer actividades que permitan reconocer estos fen-menos y reflexionar sobre los procesos involucrados.

La secuencia III incorpora la idea de materiales que dificultan la transferencia de ca-lor. stos son los materiales que denominamos aislantes. Los materiales aislantes no sonbuenos conductores del calor. Las ideas de conduccin de calor han sido trabajadas en elDocumento de trabajo n4(Los metales). Si esas actividades han sido realizadas, es conve-niente proponer una activa relacin con los conocimientos desarrollados all. Si no se hadesarrollado, sera conveniente que el docente se familiarizara previamente con ellas.

En varias ocasiones, a lo largo de las secuencias, se sugerir registrar las anticipacionesde los alumnos o los resultados de sus investigaciones, tanto experimentales como bibliogrfi-cas. Estos registros sern retomados tanto al finalizar cada una de las actividades como en lasactividades de cierre. Es recomendable, entonces, que sean conservados, para poder recurrir aellos y revisarlos, compararlos o reformularlos.


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SECUENCIAS DE ACTIVIDADES


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Informacin para el docente

Los trminos calor y caliente tienen significado para los chicos desde que son muy pe-queos. Por lo general, en la vida cotidiana, "caliente est asociado al fuego (de la cocina,

de la vela, de la estufa, del hogar a lea), y a sensaciones habituales y advertencias de notocar. Y, durante mucho tiempo, los chicos siguen asociando la palabra calor al fuego.

Sin embargo, sabemos que no siempre el calor proviene del fuego: tanto dos cuer-pos que han sido frotados entre s, como las lamparitas que han estado encendidas durantecierto tiempo, se calientan. De dnde proviene el calor en esos casos?

El calor y el modelo de partculas: una expl icacin para el calor

Hasta hace unos doscientos aos, se crea que el calor era una sustancia invisible, a la quese llamaba calrico, que pasaba de un cuerpo a otro. En realidad, muchas veces pareceque fuera as: si ponemos un cuerpo caliente en contacto con otro menos caliente, este lti-mo se calentar como si el primero le hubiera dado algo. El modelo del calrico sirve paraexplicar bastante bien estos casos, pero no nos sirve, por ejemplo, para dar cuenta de cmose produce calor por friccin situacin en la que los dos cuerpos, aun estando inicialmentea la misma temperatura, se calientan.

Actualmente disponemos de modelos ms adecuados y ms abarcativos que permi-ten interpretar los diversos procesos de calentamiento. Contamos con el modelo de part-culas que propone que la materia est formada por muchsimas partculas pequeas, tanpequeas que ni siquiera son visibles con el microscopio. Estas partculas no estn quietas,se encuentran en constante movimiento; es decir, tienen una cierta energa. Cuanta mayor

energa reciban, mayor ser la velocidad con que se muevan.Cmo se vincula el modelo de partculas con el calor? Como sabemos el calor esuna forma de energa, y cualquier forma de energa puede transformarse en otra; en estecaso la energa del movimiento de las partculas puede transformarse en calor y viceversa.

La temperatura y el modelo de partculas

La temperatura a la que se encuentran las cosas nos da una idea de la velocidad con que seestn moviendo las partculas que las constituyen. Cuanto mayor sea esa velocidad, mayorser la temperatura a la que est el cuerpo.

Ustedes pueden hacer un experimento sencillo para poner de manifiesto lo que es-tamos diciendo. Buscar dos recipientes transparentes. Agregar agua a alrededor de 50C enuno de ellos y agua a casi 100C en el otro. Observarlos. No notaremos diferencias, nada enespecial que nos seale cul de los dos est a mayor temperatura. Pero si agregamos yerbaen la superficie del lquido de ambos recipientes y miramos a trasluz podremos ver cmo layerba se mueve mucho ms rpido en el agua caliente que en el agua fra. Esto ocurre co-mo consecuencia de que las partculas que forman el agua caliente tienen ms energa quelas que forman el agua fra y entonces se mueven a mayor velocidad, lo cual provoca que, alchocar con las partculas de yerba, hagan que ellas se muevan ms rpido.


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Calor y temperatura

De qu manera podemos aumentar la velocidad de las partculas que componen un cuer-po? Podemos aumentarla dndoles energa. Cmo? Hay muchas maneras de hacerlo. Por

ejemplo, golpeamos una cuchara con un martillo, las partculas que forman el martillo cu-ya velocidad estamos aumentandochocan contra las de la cuchara haciendo aumentar, asu vez, su velocidad y, en consecuencia, la energa de su movimiento. Es as que tanto elmartillo como la cuchara que estamos golpeando se calientan. Pero tambin es posible au-mentar la velocidad de las partculas que forman la cuchara, por ejemplo, ponindola en unrecipiente con agua ms caliente o directamente sobre la llama. En todos estos casos, lacuchara se calent porque las partculas que la componen habrn recibido cierta energaque har que se muevan con mayor rapidez, por lo cual la temperatura ser mayor.

Hasta ahora pareciera no haber diferencias entre el calor y la temperatura. Sin embargo,no son lo mismo. Supongamos que ponemos al fuego un recipiente con agua durante ciertotiempo y observamos que la temperatura aumenta. Pero, si ponemos una cantidad doble delmismo lquido sobre la misma llama, tardar el doble de tiempo para alcanzar la misma tempe-ratura. Por lo tanto, en el segundo caso, estar recibiendo ms cantidad de calor (ya que, a ma-yor tiempo transcurrido, mayor cantidad de calor entregado). Esto es as porque habiendo unacantidad doble de partculas en el segundo caso, a cada una le tocar aproximadamente lamitad de energa. La energa para repartir es la misma, pero ahora ser entre el doble departculas.

Los termmetros

Los termmetros son instrumentos que se utilizan para medir la temperatura, los hay demercurio, alcohol u otras sustancias lquidas. Tambin hay termmetros metlicos, de gas,de resistencia elctrica y pirmetros.

En cada caso se aprovecha el hecho de que los materiales presentan diversos cam-bios en sus propiedades cuando se modifica su temperatura. Por ejemplo: algunos lquidoscambian apreciablemente su volumen con la variacin de la temperatura, se dilatan cuandoaumenta y se contraen cuando disminuye. Esta variacin se utiliza para la construccin determmetros de mercurio o alcohol. Los gases cambian su presin con la variacin de latemperatura. Algunos materiales cambian el color; por ejemplo, los utilizados en la construc-cin de termmetros que se colocan en la frente para tomar la fiebre y otros modifican suconductividad elctrica.

Cmo se elige el termmetro adecuado cuando se desea medir temperaturas?

Para temperaturas superiores a 300C se utilizan diferentes tipos de termmetros; porejemplo, los termmetros bimetlicos. Estos termmetros estn construidos con dos cintasde distintos metales enrollados en forma de espiral. Como los metales estn elegidos demanera que se dilaten en forma apreciablemente diferente ante los aumentos de temperatu-ra, esta espiral se enrolla y desenrolla con esos cambios, haciendo mover una aguja sobreuna escala.


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Cuando se desea medir temperaturas muy altas, superiores a 1000C, los pirmetros sonlos termmetros ms adecuados. Su funcionamiento se basa en la propiedad que tienenalgunos materiales de cambiar de color ante los cambios de temperatura (por ejemplo, losmetales que se ponen al rojo).

Los termmetros de mercurio se utilizan preferentemente para medir temperaturas entre

360C y algo menos de 0C. Consisten esencialmente de un tubo de vidrio cerrado muy del-gado, llamado capilar, con un ensanchamiento en un extremo llamado bulbo; all es dondese coloca el mercurio. Por qu se elige el mercurio? Este metal es lquido entre los -39C ylos 360C, es muy visible aun dentro de capilares muy finos, no se adhiere al vidrio y por lotanto no deja residuos al descender por el capilar. El mercurio se dilata cuando sube la tem-peratura, por lo tanto el volumen del mercurio aumenta con el aumento de la temperatura.

Cmo se construyen estos termmetros? Se marca sobre el capilar de vidrio 0Ca la altura que alcanza el mercurio cuando el termmetro se sumerge en hielo fundindose y100C a la altura alcanzada por el mercurio cuando se lo sumerge en agua hirviendo. Ladistancia entre estas dos marcas se divide en cien unidades, con lo cual queda armada laescala.

El mercurio se utiliza tanto para los termmetros de laboratorio como para los clni-cos. (Los de laboratorio tambin pueden ser de alcohol.) El alcohol hierve a 78C y se con-vierte en slido a -117C. As es posible construir termmetros de alcohol con diferentesrangos comprendidos entre esas temperaturas.

La escala de los termmetros clnicos est comprendida entre los 35C y 42C.Cmo es qu no vara lo que marca el termmetro clnico cuando se lo saca para leerlo? Elcapilar del termmetro posee un estrangulamiento cerca del bulbo que impide que el mercu-rio retroceda al sacarlo una vez que se ha dilatado y alcanzado la marca que corresponde ala temperatura del lugar en que estaba colocado. El mercurio no puede bajar por el capilar y

esto permite leer la temperatura; por ejemplo, aun sacando el termmetro de la axila. Por

Termmetro metlico


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esto hay que sacudir el termmetro clnico antes de usarlo. En cambio, no es necesario sa-cudir el termmetro de laboratorio debido a que no tiene tal estrangulamiento, el lquidocontenido en el capilar se desliza fcilmente por l adecundose a los cambios de tempera-tura segn los lugares donde se coloque.

El equilibr io trmico

Cuando ponemos en contacto dos cuerpos a distinta temperatura observamos que al cabode un tiempo las temperaturas se igualan. Por qu sucede esto?

Las partculas que forman el cuerpo ms caliente se mueven ms rpido, y en con-secuencia la energa de su movimiento es mayor que las que forman el cuerpo menos ca-liente. Al ponerlos en contacto, las velocidades de las partculas cambian. Las partculasms cercanas de ambos cuerpos chocan entre s y, en esos choques, las ms rpidas pier-den parte de su velocidad y las ms lentas la incrementan, aumentando as la energa demovimiento de estas ltimas. Los choques constantes que ocurren entre las partculas de

cada cuerpo aumentarn la velocidad de las partculas prximas del cuerpo menos calientey finalmente todas habrn modificado en promedio sus velocidades. Las del cuerpo menoscaliente la habrn aumentado y, paralelamente, las partculas del cuerpo que actu comofuente (el cuerpo ms caliente) habrn disminuido la suya.

El proceso finaliza cuando se igualan las velocidades promedio de las partculas quecomponen ambos cuerpos que pusimos en contacto. Entonces ambos estn a la mismatemperatura: se ha alcanzado el equilibrio trmico. Esto no significa que las partculas hayandejado de moverse sino que todas, en promedio, se mueven a la misma velocidad. Y por lotanto los cuerpos estn a la misma temperatura: se ha alcanzado el equilibrio trmico.

Lo que permite utilizar al termmetro de laboratorio como termmetro es justamente estaevolucin hacia el equilibrio trmico, proceso durante el cual se transfiere calor de un cuerpo a

otro, hasta que los dos se encuentren a la misma temperatura.Qu sucede cuando utilizamos un termmetro de laboratorio para medir la tempe-

ratura del agua dentro de un recipiente? Al poner, por ejemplo, el bulbo en un recipiente conagua a mayor temperatura que a la que estaba el bulbo, el agua calienta el bulbo y tambinel mercurio que hay en su interior, hasta que llegan ambos a la misma temperatura. En esteproceso, el mercurio se dilata por efecto del calor que le transfiere el agua y sube por el ca-pilar. Cuando ambos, el agua y el mercurio, han alcanzado la misma temperatura, la colum-na del termmetro se estabiliza y entonces leemos el resultado de nuestra medicin: la tem-peratura del mercurio del termmetro es la misma que la temperatura del agua.

La transferencia de calor sucede siempre que se ponen en contacto dos cuerpos a

distinta temperatura y contina hasta que ambos estn a la misma temperatura. En estesentido, es importante que quede claro que cualquier material es fuente de calor para otroque est a menor temperatura, aun cuando la palabra calor no parezca la adecuada. Fro y caliente son trminos relativos y adquieren significado en la comparacin.Cierta cantidad de agua a 90C es fuente de calor para cualquier material cuya temperaturasea de 89C, 70C o menor y cierta cantidad de agua a 8C es fuente de calor para agua a2C aunque consideremos que el agua a 8C es agua fra.

Es importante tener en cuenta que los alumnos no suelen considerar al ambientecomo una fuente de calor para los cuerpos menos calientes y aun cuando pueden reconocerque un recipiente con agua o arena es fuente de calor para cuerpos a menor temperatura yque luego de estar en contacto durante cierto tiempo sus temperaturas se habrn igualado,


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les cuesta reconocer que otro tanto sucede con el aire. Por ello es importante alentar la re-flexin sobre este hecho.

Consideraciones finales

El modelo de partculas permite interpretar los fenmenos de transferencia de calor teniendoen cuenta las velocidades y energas de las partculas que constituyen los materiales. Dichomodelo resulta ms apropiado que el modelo del calrico.

Sin embargo, no creemos que sea conveniente cuestionar en este momento la ideadel calor como sustancia que tienen la mayora de los chicos: no es necesario para el nivelconceptual que se desea alcanzar; ser preferible cuestionarla recin cuando tengan clara lanocin de temperatura, hayan comenzado a trabajar con profundidad el tema de la energa yaprendan el modelo de partculas.

Tampoco proponemos trabajar a este nivel la diferencia entre los conceptos de calory temperatura, que los chicos suelen confundir. De todas maneras, si este problema se

planteara, es posible realizar algunas experiencias; por ejemplo, las que mencionamos en laparte de la informacin referida a calor y temperatura.

Una ltima aclaracin: cuerpo, material, sustancia

Cuando se trabaja con temas referidos al calor, es difcil elegir el trmino con el cual desig-nar los objetos. Esta dificultad proviene de las connotaciones que los trminos tienen en ellenguaje cotidiano y que difieren de las que adoptan en el lenguaje cientfico. El trmino conel que agrupamos todas las cosas con las que se trabaja en esta secuencia es el de cuer-pos. Esto requiere una aclaracin ya que no siempre resulta fcil adjudicar este trmino a,

por ejemplo, el agua o el aire aunque no hay dudas en adjudicrselo al recipiente que lacontiene. Sin embargo, es el trmino ms inclusivo. Por eso, en las actividades propuestas,si consideramos las interacciones entre una barra de metal y el agua en la que est sumer-gido, diremos que son interacciones entre dos cuerpos. De todos modos, se podr apreciarque, para referirnos al aire en particular, utilizamos generalmente la expresin el ambiente.Esta aclaracin es, en principio, necesaria para evitar confusiones en la lectura de la se-cuencia.

Con los alumnos la dificultad se puede soslayar, en parte, dando a cada cosa sunombre (la barra, el agua, el aire, etc.). Sin embargo, habr que llegar a un acuerdo cuandose trate de realizar alguna generalizacin. Se puede, entonces, proponer la idea de cuerpo,con la debida aclaracin de que designa no slo a cosas que tienen lmites precisos.


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SECUENCIA I: TERMMETROS

Objetivos de la secuencia

Relacionar el termmetro con la medicin de la temperatura de distintos cuerpos.

Distinguir entre termmetro clnico y termmetro de laboratorio.

Utilizar correctamente termmetros clnicos y de laboratorio.

Acti vidades

En esta secuencia nos proponemos que los alumnos conozcan diversos tipos de termme-

tros y aprendan a usar algunos de ellos.Para iniciar la secuencia de actividades, el docente propondr a los alumnos unabreve conversacin grupal en la cual se haga mencin a diferentes situaciones en las que semide temperatura. Para ello podr apelar a situaciones familiares, tales como la medicin dela temperatura corporal o el registro de temperatura ambiental que aparece en los diarios onoticieros televisivos.

El propsito de este intercambio es que los alumnos compartan la idea de que lostermmetros se usan para medir temperaturas, entendiendo este trmino como relativo acun fro o caliente est determinado cuerpo.

Acti vidad 1 (pequeos grupos). Presentacin del termmetro de laboratorio. Aproximacinal uso del termmetro de laboratorio.

Para esta actividad se contar con los siguientes materiales:

Tres recipientes con agua a diferentes temperaturas (agua de la canilla, agua con hielomolido, agua a ms de 40C);

Termmetros de laboratorio.

El docente comenzar la clase mostrando a los alumnos el termmetro de laborato-rio. Explicar cmo se utiliza: que el bulbo debe estar en contacto con el cuerpo cuya tempe-ratura se quiere medir, que la temperatura se lee mirando la altura de la columna de mercu-rio, que hay que esperar a que la columna no se mueva ms para leer la temperatura. Ade-ms, mencionar los cuidados y recaudos que es necesario tener para no romper los ter-mmetros y, si alguno se rompiera, recordar que el mercurio es txico y no hay que tocarlo.

Propondr a cada grupo que mida la temperatura del agua de cada uno de los reci-pientes. Tambin podr preguntar qu piensan que suceder si sostienen con el puo ce-rrado el bulbo del termmetro. Luego puede pedirles que lo hagan y observen qu sucedecon la columna de mercurio luego de cierto tiempo.


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El propsito de esta primera actividad es que los alumnos se familiaricen con eluso del termmetro de laboratorio, que aprendan cmo usarlo y que reflexionen acercadel modo en que funciona.

A pesar de las explicaciones del docente, es probable que los alumnos necesitende un tiempo para familiarizarse con la lectura de los termmetros. El docente interven-dr en los grupos ayudando a los alumnos a encontrar la columna de mercurio y leer latemperatura, de modo de facilitar la tarea.

A medida que los alumnos realizan la actividad el docente podr pasar por los dife-rentes grupos para orientar la exploracin mediante preguntas, por ejemplo:

Cmo saben a qu temperatura est el agua?

Dnde est ubicado el bulbo?

Cmo se dan cuenta de que el agua de uno de los recipientes est a mayor tempe-ratura que la del otro?

Qu pasa cuando sacan el termmetro del agua? Queda igual o se modifica latemperatura que indica?

Cul es la menor temperatura que se podra medir con este termmetro? Y la mayor?

Si tienen el termmetro fuera del agua y lo sacuden:

Qu pasa con la columna de mercurio cuando agitan el termmetro? Se modificala marca del termmetro? Pueden bajar la columna de mercurio todo lo que ustedes

quieran agitando el termmetro?

Una vez que los alumnos hayan realizado las experiencias se trabajar con los re-sultados de las mismas con el fin de sistematizarlos. El docente orientar mediante pregun-tas la reflexin de los alumnos con el propsito de que puedan sacar algunas conclusiones.

Cuando el termmetro est en el agua medimos la temperatura del agua, qu tem-peratura estamos midiendo cuando sacamos el termmetro del agua?

Por qu baja/sube la temperatura cuando se saca el termmetro del agua?

A continuacin el docente podr introducir el termmetro en una bolita de plastilina ycolocando el conjunto en distintas posiciones (la bolita hacia arriba, hacia abajo, hacia loscostados) preguntar:

La temperatura de qu est midiendo el termmetro ahora?

Les parece que influir la posicin en la cual se encuentra el termmetro para medirla temperatura?


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Acti vidad 2 (grupo total). Comparacin entre las mediciones registradas con distintos ter-mmetros de laboratorio.

En esta actividad, proponemos que los alumnos detecten posibles variaciones en lamedicin de la temperatura, que pueden existir entre los distintos termmetros de laborato-rio, para tenerlas en cuenta al comparar resultados de experiencias posteriores.

Para ello sern necesarios los siguientes materiales:

Termmetros de laboratorio.Un recipiente con agua a temperatura ambiente.

El docente propondr medir con los diferentes termmetros la temperatura del aguade un mismo recipiente. Podr designar tantos alumnos como termmetros haya, para quecada uno de ellos lea y registre en el pizarrn la temperatura que indica el termmetro con elcual est trabajando. No estar de ms recordarles que, para determinar la temperatura,deben esperar a que el mercurio o el alcohol no se muevan ms.

Preguntas:

Qu temperatura creen que marcarn los termmetros?

Todos marcarn la misma temperatura? Por qu?

Es probable que las mediciones si bien muy semejantes no resulten idnticas.Por ello, una vez realizada la experiencia, el docente har notar al conjunto de la clase lasdiferencias entre los resultados de las mediciones de cada uno de los termmetros a pesarde que se est midiendo la temperatura de un mismo cuerpo. Podr explicar que los term-metros, al igual que otros instrumentos de medicin, pueden presentar diferencias entre s, yque ser importante tener en cuenta este dato cuando se realicen posteriores mediciones.

Para facilitar la explicacin, podr hacerles notar que lo mismo ocurre con otros ins-trumentos de medicin ms familiares para los alumnos, como reglas, centmetros de tela,

Cuando medimos la temperaturade la bolita de plastilina, el resultado es elmismo independientemente de la posicindel termmetro.


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cintas mtricas, etc. Se pretende con esto que quede establecido que deben aceptarse pe-queas variaciones (no ms de un grado y medio de ms o de menos) entre las lecturasrealizadas con distintos termmetros.

Acti vidad 3 (pequeos grupos). Comparacin entre el termmetro de laboratorio y el ter-mmetro clnico.

Materiales:

Termmetros clnicos.Un recipiente con agua a 40C (rotulado con el n1).Un recipiente con agua a temperatura sensiblemente menor (rotulado con el n2).

Se propondr a los alumnos medir la temperatura del agua con el termmetro clnico.En primer lugar medirn la temperatura del agua que se encuentra a mayor temperatura.Luego medirn la del otro recipiente. Por ltimo, se les solicitar que midan la temperaturaretirando el termmetro del agua; es decir, que traten de registrar la temperatura ambiente.

Antes de sumergir los termmetros en el agua, leern la marca del mismo en el mo-mento inicial y se les preguntar:

Qu piensan que pasar con la marca del termmetro cuando lo sumerjan en el re-cipiente n1?

Y al pasarlo del 1 al recipiente n2?

Qu temperatura piensan que marcar al retirarlo del agua?

En cada caso registrarn los resultados. Para ello, el docente podr facilitarles uncuadro como el que sigue:

Temperaturainicial

Temperaturaen el recipiente n1

Temperaturaen el recipiente n2

Temperaturadel ambiente

Una vez que han realizado la experiencia, compararn los datos obtenidos con suspropias anticipaciones. A partir de esto, y retomando los resultados de las experiencias con

el termmetro de laboratorio, el docente explicar a qu se deben las diferencias entre unosy otros, y las razones por las cuales los resultados no concordaron con lo esperado.

Una pregunta interesante para iniciar la explicacin podra ser: Ser hoy un dade 40C? , haciendo referencia a la evidente incongruencia entre la marca que obtuvieron almedir la temperatura ambiente y los resultados esperables.

Al finalizar la explicacin deber quedar claro que, en realidad, con el termmetroclnico no midieron la temperatura del agua del segundo recipiente ni del ambien-te, ya que este tipo de termmetro no lo permiti, por sus propias condiciones de fabri-cacin.


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Para esta actividad es importante que el maestro controle con precisin la tempe-ratura del agua caliente ya que la misma debe encontrarse dentro del rango de tempe-

raturas que mide el termmetro clnico. Si el agua superara los 42C, la medicin nopodra realizarse y se estropeara el termmetro.El recipiente con agua a menor temperatura se incluye con el fin de que los alum-

nos puedan apreciar que el termmetro clnico se mantiene, una vez que indica unadeterminada temperatura, en esa marca, y no desciende aunque su bulbo se ponga encontacto con otro cuerpo que se encuentra a una temperatura inferior. Teniendo encuenta esto, la temperatura a la cual se encuentre el agua de este segundo recipienteno es relevante, siempre que para los alumnos est claro que est a menor temperaturaque la del primero.

Es importante, entonces, proponer a los alumnos que midan en primer trmino el aguadel recipiente que se encuentra a mayor temperatura, para que resulte evidente que la

marca no baja, como sera de esperar, en el segundo caso.

Acti vidad 4(individual y pequeos grupos).Sistematizacin y comunicacin de informacin.Relevamiento de la existencia de diversos tipos de termmetros y sus caractersticas.

Como durante toda la secuencia I se utilizan termmetros de laboratorio y clnicos, sepropone esta actividad final para que los alumnos se informen sobre la existencia de otrostipos de termmetros y sus usos ms habituales.

Se conversar con los alumnos acerca de que los termmetros analizados hastaahora no son los nicos sino que existen diversos tipos. El docente propondr realizar unaindagacin para averiguar qu otros tipos de termmetros existen adems de los ya estu-diados. La fuente principal de informacin para el relevamiento ser la familia y los comer-ciantes del barrio (heladera, farmacia, veterinaria, panadera, tintorera, etc.), aunque tam-bin pueden buscar datos en libros y enciclopedias.

La actividad puede realizarse en grupos. Otra posibilidad es que la etapa de indaga-cin sea individual y luego se haga la sistematizacin de la informacin en pequeos gru-pos.

Para organizar el relevamiento, se sugiere formular una serie de preguntas que se

elaborarn en conjunto, a partir de lo que los alumnos y el docente vayan sugiriendo. Algu-nas de estas preguntas podran ser:

Utiliza algn termmetro?Dnde est ubicado?Cmo funciona?Cmo se lee la temperatura?Por qu es importante en su trabajo utilizar termmetro?Cul es la temperatura mxima y cul la mnima que puede medir con su termmetro?


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Una vez realizada la indagacin, cada grupo compartir los resultados y los organiza-r de manera de poder comunicarlos al resto de los grupos. Se pueden realizar exposicionesorales que incluyan dibujos, esquemas o el instrumento concreto.

Esta actividad tiene un carcter netamente informativo. Es decir, no se espera quelos alumnos tengan posibilidades de manipular estos termmetros, tampoco que se in-terioricen en su funcionamiento. Interesa que sepan que existen otros termmetros ade-ms de los que ya conocen, que algunos se usan para medir otros rangos de temperatura yque no todos funcionan de la misma manera.

Al fi nal izar esta secuencia los alumnos habrn podido aprender que:

Los termmetros miden la temperatura.

Existen distintos tipos de termmetros, los ms conocidos marcan la temperatu-ra con la altura de la lnea de mercurio o de alcohol. Cuanto mayor sea la tempe-ratura, mayor es el nmero que marca la lnea, y viceversa.

No todos los termmetros tienen el mismo rango (es decir, son distintas lasmarcas mnimas y las mximas).

El termmetro clnico, una vez que marca una temperatura, no vuelve a bajar apesar de que se lo coloque en un lugar ms fro (slo baja si se lo agita), aunquepuede seguir subiendo si se lo coloca en un lugar ms caliente.

La temperatura se lee correctamente cuando la columna de mercurio no se mue-ve ms.

Para medir correctamente la temperatura, el bulbo de los termmetros debe es-tar sumergido en o rodeado por el cuerpo del cual se quiere medir la tempera-tura.

La posicin en que se coloca el termmetro (horizontal o vertical) no influye enla medicin de la temperatura.


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SECUENCIA II: CAMBIOS DE TEMPERATURA Y EQUILIBRIO TRMICO


Constatar las modificaciones de temperatura cuando se ponen en contacto dos o mscuerpos con diferentes temperaturas iniciales.

Comprobar que cuando dos cuerpos que estn a diferentes temperaturas se ponen encontacto, las temperaturas de ambos se igualan al transcurrir un cierto tiempo.

Relacionar estos cambios con la idea de transferencia del calor.

Reconocer que el ambiente puede ser una fuente de calor.

Acti vidades

Acti vidad 1 (grupo total o pequeos grupos). Aproximacin a fenmenos que implicantransferencia de calor.

Como presentacin del tema se propone a los alumnos una serie de preguntas parapromover la reflexin sobre situaciones relacionadas con la transferencia de calor.

Consigna: pensemos en las siguientes preguntas.

Qu pasar con la temperatura de una gaseosa bien helada si la dejo una hora so-bre la mesa de la cocina? Por qu pasar esto?

Y si pusiera la lata de gaseosa fra dentro de un recipiente con agua caliente? Qupasara con la temperatura de la gaseosa?

Qu pasar con la temperatura de una taza de t bien caliente si la dejo una horasobre la mesa de la cocina?

Cuntas maneras conocen de enfriar un huevo duro? Cules son?

Si coloco una pava bien caliente sobre la mesa, qu suceder con la temperatura dela mesa en el lugar donde estuvo apoyada la pava?

Qu pas con la temperatura del t, de la gaseosa, del huevo duro, de la tabla de lamesa? Qu hizo que cambiara la temperatura en cada caso?

Esta parte del trabajo podr realizarse en pequeos grupos o con el grupo total. Enel primer caso, el docente propondr las preguntas y luego se comentarn las res-puestas en el grupo general. En el segundo caso, el docente prestar atencin a quetodos los nios tengan oportunidad de formular respuestas.


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Como sta es una actividad de iniciacin, no se espera que los nios den res-puestas absolutamente acertadas, ni tampoco que estn de acuerdo entre s. En estaactividad se trata de utilizar, en casos concretos, las ideas relacionadas con fenmenosde transferencia de calor. Estas ideas sern trabajadas a lo largo de esta secuencia y la

siguiente. Por ello, es importante tener en cuenta la diversidad de opiniones, dejandomarcado que se van a discutir durante el trabajo con este tema.

Acti vidad 2 (pequeos grupos). Realizacin de una experiencia para estudiar la variacinde temperatura de un volumen de agua en contacto con otro volumen distinto de agua amayor temperatura.

En esta actividad se procura registrar sistemticamente las variaciones de tempera-tura en un mismo cuerpo cuando ste entra en contacto con otro a mayor temperatura.Sern necesarios los siguientes materiales:

Dos recipientes (un jarro de 1/4 litro y una cacerola de 3 litros).Termmetros de laboratorio.Termos con agua fra (ms o menos 8C) y caliente (ms o menos 40C).Reloj.

Consigna

En el recipiente pequeo colocaremos agua a unos 8C y en el otro recipiente ms grande,agua a 40C. Introduciremos el recipiente ms pequeo dentro del ms grande.

Qu creen que suceder con la temperatura del agua del recipiente pequeo?Aumentar o disminuir?

Qu temperatura piensan que tendr despus de 10 minutos?

Una vez que los alumnos han enunciado y compartido sus opiniones, se les planteaque en primer lugar se medir la temperatura inicial del agua en el recipiente pequeo, antesde sumergirlo en el ms grande. Luego se colocar el recipiente ms pequeo dentro delms grande y se medir la temperatura del agua del recipiente pequeo cada 5 minutos,registrando los valores medidos.

Es importante que al realizar la experiencia se tenga cuidado de revolver suave-mente el agua antes de medir. Se puede preguntar: "para qu habr que revolver cada vez".

Mediante esta experiencia se trata de registrar los cambios en la temperatura deun solo cuerpo. Por eso la atencin se concentra en los cambios ocurridos en el reci-piente pequeo, aun a costa de dejar de lado otros factores intervinientes en la situa-cin.

Por ejemplo, es probable que los alumnos piensen que el agua del recipiente pe-queo alcanzar los 40C, que es la temperatura del agua del recipiente grande. Si


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tambin se midiera la temperatura del recipiente ms grande, se podra notar que estaprevisin no se cumple. Esto es as porque, a medida que la temperatura del recipientems pequeo asciende, va disminuyendo la temperatura del agua del recipiente grande.

Este descenso en la temperatura se explica por dos razones. La primera es el

contacto con otro cuerpo ms fro (el recipiente ms pequeo). La otra razn es que latemperatura de la cacerola desciende por el contacto con el ambiente el mismo casoque la taza de t caliente de la actividad 1.

Como se ve, si se continuara la experiencia, se incorporaran ms variables. Porrazones didcticas nos parece preferible reducir el nmero de variables en esta primeraexperiencia, y centrar la atencin slo en uno de los recipientes. En esta primera apro-ximacin interesa que los alumnos comiencen a pensar en que hay algo que se trans-fiere.

Por esta razn, es que se propone realizar el control durante un tiempo cortoquepermita apreciar cambios en la temperatura del agua del recipiente pequeo, sin insistiren la medicin de la temperatura del agua del recipiente mayor ni en el control durante

un perodo largo que llevara al equilibrio trmico.Por el mismo motivo es necesario que el recipiente mayor contenga un volumen

muy superior de agua. De ese modo, su influencia sobre el recipiente pequeo ser cla-ramente perceptible.

El docente puede ofrecer un cuadro para completar con el registro de temperaturas.Por ejemplo:

Tiempo(minutos)

Temperatura delagua del recipientepequeo

0

5

10

15

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Finalizada la experiencia se proponen algunas preguntas para obtener las primerasconclusiones.

Vari la temperatura del agua del recipiente ms pequeo?

Cul fue la temperatura del agua del recipiente pequeo en la ltima medicin?Era lo que esperaban?

Por qu creen que vari la temperatura del agua en el recipiente pequeo?

Las preguntas pueden ser propuestas a cada grupo o puede realizarse una conver-sacin con el grupo total.


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Acti vidad 3 (grupo total). Realizacin de una experiencia que permite analizar las relacionesentre las variaciones de temperatura de un volumen de agua y del ambiente.

En esta actividad se trata de estudiar simultneamentelas variaciones de temperatu-ra en doscuerpos (el agua del recipiente y el aire contenido en la caja de tergopol) que es-tn en contacto y que se hallan en una situacin inicial a temperaturas diferentes.

Se necesitarn los siguientes materiales:

Una caja de tergopol.Un trozo pequeo de polietileno transparente.Un recipiente pequeo.Plastilina.Dos termmetros de laboratorio.Un termo con agua fra (ms o menos 8C).Un reloj.Cinta de pintor para pegar el polietileno.

El docente presenta a los alumnos el siguiente dispositivo:

Una caja de tergopol con una ventana abierta en la tapa. La ventana est cubiertacon plstico transparente grueso debidamente sellado con cinta de pintor y tiene slo unafuncin visual. Por dos perforaciones del tergopol salen dos termmetros de laboratorio. Unotiene el bulbo dentro de un recipiente con agua a 8C y el otro mide la temperatura del airedentro de la caja. Conviene que las perforaciones por las que salen los termmetros sean

selladas con plastilina.


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El dispositivo es sencillo, pero su construccin demanda cierto tiempo. El docenteevaluar si es conveniente que cada grupo de alumnos lo prepare o prefiere presentar-los ya fabricados por l. Esta segunda opcin ofrece a los alumnos un dispositivo apto,

que luego puede ser reproducido por ellos para futuras experiencias y no necesita ungran insumo de tiempo. Por otra parte, la propia actividad no requiere de una manipulacinespecial por parte de los alumnos.

Sin embargo, no es en absoluto desaconsejable que cada grupo de nios preparesu caja y realice la experiencia y su registro por s mismo.

En el caso de que la actividad se realice por pequeos grupos, cada uno puedehacer un registro progresivo de los cambios de temperatura. Si se utiliza un solo apa-rato con el grupo total, el docente evaluar la conveniencia de dejar el dispositivo bajocontrol de algunos alumnos mientras los dems desarrollan otra tarea y luego convoca-r al conjunto para discutir las conclusiones que se desprendan del anlisis de la situa-cin final.

Una vez que el docente ha presentado y explicado el funcionamiento del dispositivo,podr preguntar:

Qu creen que pasar con la temperatura del agua al cabo de un tiempo? Y con latemperatura del aire de la caja?

Cuando se arm el dispositivo, la temperatura del agua era de 8C y la del aire era de24C. Qu temperatura creen que tendr cada uno al cabo de 10 minutos?

Consigna

Vamos a controlar la temperatura del agua y del aire dentro de la caja cada 2 minutos y re-gistraremos los resultados en un cuadro como el que sigue:

Tiempo (minutos) Temperaturadel aire (C)

Temperaturadel agua (C)

02468

Una vez finalizado el perodo se analizan los resultados o la situacin final mediantepreguntas como las siguientes:

Qu sucedi con la temperatura del agua? Qu sucedi con la temperatura delaire? Porqu subi la temperatura del agua? Por qu baj la temperatura del aire?

Qu pasara si hiciramos la experiencia al revs: ponemos al agua a mayor tempe-ratura que el aire?

Si el docente lo cree conveniente, podrn realizar una experiencia que ayude a res-

ponder la ltima pregunta (experiencia alternativa).


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A modo de orientacin para el docente, en los siguientes cuadros mostramos los re-sultados obtenidos por nuestro equipo al realizar ambas experiencias.

El aire a mayor temperatura inicial que el agua

Tiempo (minutos) Temperatura del ai re (C) Temperatura del agua (C)0 24 102 18 124 16 146 14 14

El agua a mayor temperatura inicial que el aire (experiencia alternativa)

Tiempo (minutos) Temperatura del ai re (C) Temperatura del agua (C)0 24 56

2 36 504 36 486 38 488 38 44

Los resultados de esta experiencia podran servir para comprender, por analoga,que el aire tambin modifica su temperatura en contacto con cuerpos que estn a unatemperatura diferente. Sin embargo, cuando nos hallamos en una habitacin las varia-ciones en el ambiente son muy pequeas y no pueden ser detectadas.

Al utilizar la caja aislante, es ms sencillo apreciar que las prdidas de temperatura

de uno de los cuerpos van acompaadas por ganancias del otro. En la medida en queel dispositivo est relativamente aislado, se puede concluir que, en el corto plazo, haexistido algn tipo de trasferencia de calor. Tanto en el caso en que el agua est a me-nor temperatura que el aire, como en el inverso, se puede prolongar la experienciahasta que el agua y el aire de la caja alcancen la misma temperatura. Entonces, sepuede analizar la situacin mediante preguntas de este tipo:

Seguir subiendo la temperatura del agua? Seguir bajando la del aire? (o, ala inversa, en caso de realizar la segunda experiencia). Estas preguntas introducen eltema del equilibrio trmico que se profundizar en la prxima actividad.

En todas estas experiencias es importante recalcar que se parte de situaciones en

las cuales los cuerpos estn a diferentes temperaturas, y que mientras uno pierde calor,el otro lo gana.

Al finalizar la experiencia, el docente podr proponer comparar los resultados con losde la actividad anterior. Esto permitir reconocer que, al igual que el agua del recipiente msgrande de la actividad 2, el ambiente tambin puede ser una fuente de calor para un cuerpoque est a menor temperatura.

Tambin podr preguntar qu piensan que habr sucedido con la temperatura delagua del recipiente ms grande en la actividad 2. De esta manera, se trata de generalizar elhecho de que la variacin de la temperatura de dos cuerpos en contacto se produce simul-

tneamente en ambos, y en sentidos contrarios.


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Luego, el docente podr retomar las preguntas formuladas en la actividad 1, pre-guntando esta vez qu fue lo que hizo que cambiara la temperatura del cuerpo en cada caso.

Si se realiza la segunda experiencia como experiencia alternativa, se podrn compa-rar sus resultados con las respuestas vinculadas con el t o con el huevo duro.

Acti vidad 4 (pequeos grupos o grupo general). Realizacin de una experiencia que per-mite registrar el hecho de que dos o ms cuerpos que inicialmente tienen una temperaturadiferente igualan su temperatura al cabo de un tiempo.

Materiales:

Recipientes iguales de vidrio (frascos de tipo del de mermelada) destapados conteniendola misma cantidad (llenos hasta la mitad) de limaduras de hierro, aserrn, agua. Todos ellos

a una temperatura de 8C.Un termmetro para cada recipiente.Un termmetro ms para controlar la temperatura ambiente.Un reloj.Tener a disposicin una heladera o un recipiente que conserve fros los materiales durantesu traslado a la escuela.

Al igual que en las actividades anteriores, esta experiencia puede ser realizada conel grupo total o en pequeos grupos de alumnos que desarrollen la tarea autnomamente.En ese caso, se deber contar con termmetros suficientes para cada grupo de trabajo.

Se colocan limaduras de hierro, aserrn y agua a una temperatura inicial de unos 8Cla del gabinete principal de una heladera. Una vez retirados de la heladera se pone, enforma simultnea, un termmetro en cada recipiente. Todos los recipientes, con los term-metros colocados, se ubicarn sobre una mesa separados por unos 20 cm, formando untringulo. El termmetro que controla la temperatura ambiente se apoyar tambin sobre lamesa.

Debemos tener en cuenta que para alcanzar unos 8C es necesario que los fras-cos con los materiales estn en la heladera al menos durante todo un da. Si no secuenta con heladera en la escuela, se los puede enfriar y trasladarlos en una caja o una

heladerita de tergopol. En ese caso, es conveniente que el trayecto hasta la escuelasea breve y que la actividad comience en la primera hora de clase.

Una vez que el docente present el material a los alumnos e inform acerca de supreparacin, podr preguntar:

Qu pasar con la temperatura de cada material si lo dejamos sobre la mesa duran-te una hora? A qu temperatura piensan que llegar cada uno, al cabo de ese tiem-po?


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Consigna

Vamos a controlar el cambio de temperatura de los distintos materiales. Para esto, medire-mos la temperatura en la situacin inicial, y volveremos a medirla cada 3 minutos las prime-

ras tres veces y, despus, cada 10 minutos.

Las primeras mediciones se tomarn cada 3 minutos y, luego, cada 10 minutos. Laexperiencia contina hasta que luego de dos observaciones consecutivas no se pro-duzcan ms cambios en la temperatura de ninguno de los materiales. A medida que sehacen las mediciones se realizar un registro de las variaciones.

Para la realizacin de la experiencia, es necesario tener en cuenta que:

los termmetros elegidos deben ser tales que a iguales condiciones marquen la mismatemperatura (esta cuestin se trata en "Orientaciones");

para efectuar las mediciones, no hay que levantar el termmetro del material;hay que revolver los materiales suavemente con el bulbo del termmetro antes deefectuar cada medicin;

es importante que la temperatura ambiente supere los 20C para que la actividad ten-ga resultados apreciables en un tiempo prudencial.

Las diferentes mediciones se podrn ir registrando en un cuadro como el que sigue(en ste informamos nuestros propios resultados):

Material Tiempo en minutos

0 3 6 9 19 29 39 49 59 69Aserrn 9C 15C 17C 19C 21C 22C 22CHierro 9C 16C 18C 19C 21C 22C 22C

Agua 7C 8C 9C 11C 14C 15C 17C 20C 22C 22CAire 22C 22C 22C 22C 22C 22C 22C 22C 22C 22C

Una vez finalizadas las mediciones y el registro, se analiza la situacin:

A qu temperatura estn ahora los distintos materiales? A qu temperatura est elambiente? Cmo expl icaran lo que pas?

Con la constatacin de que las temperaturas se han igualado y tomando en cuentalas respuestas a estas preguntas, el docente podr explicar que a este fenmeno se lo de-nomina "equilibrio trmico". A partir de este momento es posible enriquecer el trabajo me-diante preguntas como:

A qu temperatura hubiesen llegado los distintos materiales en un da fro? Porejemplo, a qu temperatura hubiesen llegado si el ambiente hubiera estado a 15C?

Tambin es posible realizar la experiencia a la inversa:

Qu pasara si los materiales estuvieran ms calientes que el ambiente? Hasta qutemperatura ll egaran despus de 30 minutos?


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Existe adems la alternativa de colocar un mismo material a dos temperaturas dife-rentes (por ejemplo 5C y 30C):

Llegar el material contenido en ambos recipientes a la misma temperatura?

Para ampliar este conocimiento a otros cuerpos que no han sido usados en la expe-riencia, se puede preguntar:

Si pudiramos medir la temperatura de dist intos objetos que hay en el aula (la mesade madera, los tornillos de metal, el interior de la cartuchera, el pizarrn, una tiza,etc.), qu temperatura piensan que mediramos? Por qu?

Una vez discutidas las respuestas, el docente podr indicar que, a pesar de que al-gunos cuerpos los sentimos ms fros o ms calientes, todos tendrn la misma temperatu-ra al estar en la misma habitacin durante mucho tiempo.

Al realizar un control seriado de las variaciones de temperatura (medir la tempera-tura en intervalos cortos de tiempo), la actividad tambin permite constatar que, aunquese llegue a la misma temperatura final, la velocidad de variacin de la temperatura esdiferente en cada material. Esta diferencia puede apreciarse en el cuadro de valorespresentado.

La diferente velocidad en la variacin de temperatura de cada material se explicaen parte por la diferente capacidad de conduccin de cada uno de ellos. Los materialesms conductores entregan calor ms rpido y, por lo tanto, muestran un descenso msveloz de la temperatura. Como se comenta en "Orientaciones", es posible relacionarestas actividades con las propuestas en el Documento de trabajo n4, Los metales, enla secuencia en la que se trabaja la idea de "conduccin del calor". (Ver Documento detrabajo n4, Los metales, secuencia III.)

Al fi nal izar esta secuencia, los alumnos habrn tenido opor tunidad de apren-der que:

Siempre que se ponen en contacto dos cuerpos a diferente temperatura, cambia

la temperatura de ambos.Ese cambio de temperatura se debe a la transferencia de calor del cuerpo queest a mayor temperatura al que est a una temperatura menor.

Cualquier material puede producir esa transferencia siempre que est a mayortemperatura.

Esos fenmenos de transferencia continan hasta que ambos cuerpos alcanzanla misma temperatura.


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SECUENCIA III: MATERIALES AISLANTES


Reconocer que algunos materiales dificultan la transferencia de calor.

Acti vidades

El propsito de esta secuencia es que los alumnos se aproximen a la idea de aislacin tr-mica.

Acti vidad 1(pequeos grupos). Realizacin de una experiencia en la que se aproximarn a

la idea de aislacin y materiales aislantes.

Para iniciar la actividad, el docente podr plantear a los alumnos una situacin comola siguiente:

Todos sabemos que cuando hace fro tenemos que ponernos un abrigo paraentrar en calor. Qu creen que ocurri ra con la temperatura de la mesa o de una sill asi les pusiramos un abrigo? Por qu? Y si le pusiramos un abrigo a un cubito dehielo, se derretir antes o despus que uno sin abrigo? Por qu? Qu haran paraprobarlo? Qu materiales necesitaran?

Luego de discutir y registrar las distintas respuestas se propone la realizacin de unaexperiencia. Se trata de comparar el tiempo que tardan dos cubitos (uno abrigado y otro sinabrigo) en derretirse. Para ello, se necesitarn los siguientes materiales:

dos platitos por grupo,trozos de tejido de lana,cubitos de hielo.

Antes de realizar la experiencia, el docente podr explicar a los alumnos la necesi-

dad de que los cubitos sean del mismo tamao y de dejarlos en el mismo lugar, y reflexionarcon ellos acerca del porqu de estas recomendaciones.Para comenzar, el docente podr preguntar:

Qu esperan que suceda con esta experiencia? Por qu?

Las respuestas se registran y se realiza la experiencia.Una vez finalizada, se confrontan entre todos los resultados obtenidos por los dife-

rentes grupos y se propone discutir lo observado mediante preguntas como las siguientes:

Por qu creen que se derritieron?

De dnde proviene el calor que hace que se derritan los cubitos?


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Cul se derrit i primero? Era lo que ustedes esperaban?Por qu piensan que sucedi esto?

El docente podr registrar las respuestas a estas preguntas para retomarlas al finali-

zar la siguiente actividad.

Acti vidad 2 (pequeos grupos). Realizacin de una nueva experiencia. Ampliacin y pro-fundizacin de las ideas sobre aislacin y materiales aislantes.

Esta actividad complementa la anterior. En este caso se trabajar con una situacininversa, en la que el agua est a mayor temperatura que el ambiente.

Materiales:

Dos botellas por cada grupo.Un trozo de tejido de lana.Un termmetro por cada grupo.Un termo con agua a 40C.

Antes de realizar esta actividad, el docente podr volver sobre la situacin planteadaen la actividad anterior haciendo notar que esta vez se trabajar con agua a mayor tempe-ratura que el ambiente.

Consigna

En cada una de las botellas vamos a poner agua a 40C. A una la cubriremos con lana y laotra quedar sin cubrir.

Qu temperatura alcanzar el agua de las botellas luego de transcurrido un t iempo?En cul de las dos botellas piensan que el agua alcanzar antes dicha temperatura?

Luego de discutidas y registradas las anticipaciones, se realiza la experiencia.Para comenzar, se medir la temperatura ambiente.En este caso, puede ser conveniente realizar un registro seriado (por ejemplo, cada 5

minutos) de las variaciones de temperatura. Puede tomarse como punto de finalizacin de laexperiencia el momento en que la primera botella llegue a temperatura ambiente. Luego, sediscuten los resultados mediante preguntas de este tipo:

En qu botella baj menos la temperatura del lquido?Por qu creen que baj menos?

Luego de intercambiar opiniones acerca de los resultados, el docente podr compa-rarlos con los de la experiencia anterior, y explicar que algunos materiales tienen la capaci-dad de dificultar la transferencia de calor. Mientras que en la primera experiencia el trozo delana dificult la transferencia de calor del ambiente hacia el cubito (y por eso tard ms en

derretirse), en la segunda, la lana dificult la transferencia de calor desde el agua hacia el


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ambiente (y por eso disminuy menos la temperatura del agua en la botella abrigada). Aestos materiales que dificultan la transferencia de calor se los llama "aislantes".

Tambin se podr volver a las preguntas iniciales, preguntar qu papel cumple elabrigo sobre nuestro cuerpo y de dnde proviene el calor en ese caso, remarcando que el

papel del abrigo es el de dificultar la transferencia de calor desde nuestro cuerpo al exterior.Valdr la pena recordar que los seres vivos somos una fuente de calor.

En esta actividad es bueno recordar con los alumnos las actividades de la secuen-cia anterior y discutir qu pasar luego de un tiempo prolongado. Se pretende estable-cer que, pasado un tiempo, las dos botellas alcanzarn la misma temperatura y que fi-nalmente siempre se llega al equilibrio trmico (en ms o menos tiempo). Lo mismo su-cede en el caso de los cubitos, ya que ambos terminarn derretidos.

sta es una manera de remarcar que los materiales aislantes tienen la propiedad dedificultar la transferencia de calor, pero esto no significa que la impidan.

Al igual que en la secuencia anterior, se puede relacionar la capacidad de un mate-rial de actuar como aislante con su mayor o menor conductividad (ver Documento detrabajo n4, Los metales, secuencia III). Para ello, se podr informar sobre la diferentecapacidad de aislacin de distintos materiales.

A parti r de esta secuencia, los alumnos habrn tenido oportunidad de apren-der que:

No todos los mater iales se comportan igual frente a la transferencia de calor.Algunos mater iales dif icul tan ms la t ransferenc ia que otros.

Esos mater iales se llaman aislantes.


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Orientaciones para el docente

Las secuencias

El orden en que se presentan las tres secuencias sigue la siguiente lgica: la primera se-cuencia tiene un carcter exploratorio sobre los termmetros y la temperatura de los cuer-pos. La segunda avanza sobre fenmenos que se ponen de manifiesto cuando dos o mscuerpos que estn inicialmente a temperaturas diferentes (transferencia de calor y equilibriotrmico) interactan. Finalmente, la tercera focaliza la atencin en los materiales que difi-cultan esa transferencia de calor (fenmenos de aislacin).

Si bien ste no es el nico orden posible ni la nica manera de organizar estoscontenidos, pensamos que esta secuencia ofrece la posibilidad de avanzar progresiva-

mente desde el uso y la manipulacin de instrumental como es el termmetro que esun conocimiento necesario para el estudio de los fenmenos relacionados con el calor yla temperatura hacia el estudio de fenmenos que implican la interaccin entre dos oms cuerpos y que introducen nuevas variables de anlisis.

Asimismo, dentro de cada secuencia, las actividades tambin siguen una lgica:las presentaciones, las consignas, las preguntas iniciales, las propuestas de experi-mentacin y reflexin, estn explcitamente diferenciadas, porque pensamos que cadauna de ellas involucran momentos diferentes de una clase que merece, cada uno, unaatencin especial.

El propsito de la secuencia I es que los alumnos conozcan que los termmetrossirven para medir temperaturas, aprendan a manipular y a leer correctamente el termmetrode laboratorio y adquieran conocimientos acerca de otros tipos de termmetros y su funcio-namiento. Puesto que lo que los alumnos saben sobre los termmetros est ms ligado altermmetro clnico, que les es ms familiar, una primera tarea consiste en comprender lasdiferencias entre ambos tipos de termmetros.

Las diferencias ms importantes sobre las que nos interesa trabajar son las que sevinculan con las escalas y con la manipulacin de cada uno de ellos.

De acuerdo con el propsito de la secuencia, es necesario ofrecer a los alum-nos mltiples oportunidades para que se familiaricen con los termmetros. Por ello,

diseamos una serie de actividades que les permitirn utilizarlos en distintas situa-ciones e interiorizarse acerca de sus diferencias.El trabajo con termmetros de laboratorio permite incorporar un procedimiento de

medida que tiene gran importancia con relacin al desarrollo conceptual de las siguientessecuencias.

Como ya se explicit, el propsito de la secuencia II es que los alumnos puedanconstatar dos fenmenos. Uno de ellos es que al poner en contacto dos o ms cuerpos adiferentes temperaturas iniciales, estas temperaturas se modifican a lo largo del tiempo. Apesar de que este hecho puede resultar bastante previsible para muchos alumnos, la reali-zacin de mediciones sistemticas, la incorporacin gradual de variables y las reflexionesacerca de las mutuas interacciones, contribuyen a ampliar y enriquecer dicho conocimiento.


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El segundo fenmeno es menos evidente y se vincula con el hecho de que dos oms cuerpos en contacto tienden a igualar sus temperaturas; es decir, tienden al equilibriotrmico. El objetivo de la secuencia es ofrecer actividades que permitan reconocer estosfenmenos y reflexionar sobre los procesos involucrados.

La secuencia III incorpora la idea de materiales aislantes. En esta secuencia se po-dr experimentar con cuerpos cubiertos con materiales que poseen diferente capacidad deaislacin.

El uso de termmetros

Las actividades 1, 2 y 3 de la secuencia I son de carcter exploratorio. Implican la manipula-cin y la posterior reflexin sobre los resultados de la misma.

Es importante, entonces, que efectivamente se ofrezca a los alumnos la posibi-lidad de manipular los termmetros. Por ejemplo, slo aprendern cmo leer la tempera-tura que indica el termmetro en la medida en que se les presenten variadas situaciones enlas que tengan que leer temperatura.

Tambin es importante que propongamos instancias (que involucren a todo el gru-po, a pequeos grupos de alumnos o individuales) en las cuales ayudemos a los niosa reflexionar sobre los resultados de sus manipulaciones. Los alumnos suelen entu-siasmarse con la posibilidad de trabajar con termmetros u otros instrumentos de labo-ratorio. La interaccin es absolutamente necesaria, pero no garantiza por s mismael aprendizaje, por eso las intervenciones que realicen los docentes apuntarn entodo momento a facilitar la reflexin sobre las actividades. Para ello debemos estaratentos a las expresiones verbales de los alumnos y a las acciones que realicen.

Es muy probable que en varias de estas actividades los alumnos utilicen los term-metros de laboratorio como si fueran termmetros clnicos. Aunque no necesariamente loshayan tenido en sus manos, seguramente habrn observado que cuando les toman la fiebresacan el termmetro para leer lo que indica y luego lo agitan para volverlo a usar. Interven-ciones como las que se proponen en el desarrollo de las actividades podrn ayudar a losalumnos a reconocer las diferencias entre los dos tipos de termmetros.

Por ejemplo, cuando observemos que:

alguno de los alumnos agita el termmetro de laboratorio para intentar bajarlo, podremosintervenir ayudndolo a ver que estos termmetros no bajan del mismo modo que los clni-cos; o

cuando al medir la temperatura del agua, sacan el termmetro del recipiente que la contie-ne, los ayudaremos a ver que la marca del termmetro se modifica: "por qu te parece quecambia?", "la temperatura de qu cosa estar midiendo el termmetro en cada caso?",etc.; o

cuando durante el transcurso de las actividades, observemos que apoyan el dedo sobre elbulbo del termmetro, intervendremos para sealar que no estn midiendo slo la tempe-ratura del cuerpo en cuestin, etctera.


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Buena parte del trabajo de estas secuencias se basa en la comparacin de las tem-peraturas de diferentes cuerpos. Es decir, se utilizarn mediciones obtenidas, simultnea-mente, con distintos termmetros. La comparacin de medidas en estas condiciones ofreceuna dificultad:por diferencias en la fabricacin es probable que no todos los termme-

tros marquen el mismo valor para una misma temperatura. Aunque esto no pueda co-rregirse, es posible tener en cuenta las diferencias poniendo a prueba los diferentes term-metros en una situacin en la que estemos absolutamente seguros de que se est midiendola misma temperatura. La actividad 3 de la secuencia I propone un trabajo de comparacinentre las marcas que indican diferentes termmetros al medir la temperatura de un mismocuerpo. Es esperable que estas diferencias oscilen en un grado. Si las diferencias fueranmucho mayores habr que revisar el termmetro (midiendo la temperatura de diferentescuerpos) con el fin de asegurarse de que no est roto.

Esta actividad fue incluida por dos razones. Por un lado, es importante que los alum-nos registren que existen estas diferencias para tenerlas en cuenta cuando se realizan acti-vidades en las que distintos grupos miden temperaturas con diferentes termmetros. Porotro, la actividad resulta relevante para mostrar a los alumnos que los instrumentos de medicinno siempre miden exactamente lo mismo y que estas diferencias deben ser controladas.

La sugerencia de observar que lo mismo ocurre con otros instrumentos de medicin,como reglas, cintas mtricas o centmetros de tela, apunta a facilitar el desarrollo de estaidea utilizando instrumentos de medicin que resultan ms conocidos para los alumnos.

Esta primera discusin lleva al problema de cul es la magnitud de error que se puedeaceptar en las mediciones ya que en cualquier medicin el error es inevitable.

Est fro o disminuy la temperatura? Uso de parmetros

Fro y calor son trminos que describen, en el lenguaje cotidiano, algunas de nuestrassensaciones. Las nociones vinculadas a sensaciones como fro o caliente presentan pro-blemas, porque son subjetivas y, por lo tanto, relativas. Por otra parte, no es claro qu es loque vara cuando se dice que algo se enfri o se calent (gan fro o calor?, perdi fro ocalor?).

Una prueba muy sencilla para comprobar que nuestras sensaciones con respectoa fro y caliente son relativas consiste en sumergir las manos en agua a diferentes tem-peraturas. Se requieren cuatro recipientes. Dos de ellos tienen agua a temperatura am-

biente, otro a 40C y otro a 10C.Se solicita a un alumno que sumerja una mano primero en el recipiente con agua a40C, luego la saque del agua e inmediatamente despus la sumerja en el recipientecon agua a temperatura ambiente y diga si esta ultima est fra o caliente.

Otro alumno har lo mismo, pero esta vez el primer recipiente ser el que tieneagua a 10C, y el segundo recipiente tendr agua a temperatura ambiente.

El resultado ser que mientras que para el primer alumno el agua a temperaturaambiente estar fra, para el segundo estar caliente, aunque se pueda constatarcon el termmetro que ambas estn a la misma temperatura.

La discusin de la experiencia seala que las atribuciones de fro o caliente va-riaron con relacin a la sensacin percibida anteriormente.


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Como puede apreciarse, nuestras nociones cotidianas de fro y calor no son enabsoluto precisas. Una vez que se ha aprendido a utilizar los termmetros diremos que lascosas estn a ms temperatura o a menos temperatura.

La secuencia II plantea un conjunto de experiencias que involucran fenmenos de

transferencia de calor. Sin embargo, no es obvio que los cuerpos a mayor temperaturatransfieren calor a los que estn a menor temperatura.

Lo que los alumnos ya saben acerca de calor y temperatura

A lo largo del trabajo es necesario considerar que los alumnos mantienen distintas ideasacerca del calor y de la temperatura. Hemos sealado que en el lenguaje cotidiano utiliza-mos estos trminos con un significado diferente del que tienen en el lenguaje cientfico. Apartir de este uso cotidiano y tambin de las experiencias perceptuales, los alumnos con-forman sus conocimientos sobre ellos.

La secuencia I se inicia con un intercambio de ideas respecto del termmetro y lamedicin de temperatura. Es frecuente que los alumnos no conozcan otro termmetro msque el termmetro clnico, y que asocien el trmino temperatura a la idea de fiebre, ya queen general se usan indistintamente (tiene fiebre, tiene temperatura). La relacin al tenerfiebre aumenta la temperatura de nuestro cuerpo y por eso el termmetro marca una tempe-ratura mayor que lo normal no es obvia.

Es posible que al hablar de la temperatura ambiental s relacionen este trmino conla relacin fro-caliente. Es conveniente, entonces, ayudarlos a reflexionar acerca de la vin-culacin entre ambas situaciones en las que se habla de temperatura, y acercarlos a la ideade que los termmetros sirven para saber si algo est ms caliente o menos caliente res-

pecto de un determinado valor.En el inicio de la secuencia II (actividad 1) se plantea un trabajo alrededor de unaserie de preguntas sobre fenmenos cotidianos. Esta actividad juega un papel introductorioy permite que se ponga en juego aquello que ya se sabe sobre el tema, por ello, es espera-ble que los alumnos contesten las preguntas correctamente. Sin embargo, este hecho noimplica que conozcan el fenmeno implicado en la situacin.

Por ejemplo, es probable que los alumnos sepan que si dejan una taza de t calientesobre la mesada, el t se enfra. Sin embargo, es menos probable que hayan reflexionadoacerca de qu es lo que hace que se enfre o, dicho de un modo ms general, es improba-ble que puedan afirmar que el calor se transfiere de la taza de t al ambiente y que en dichatransferencia el t pierde calor y el ambiente lo gana. Por lo general, los alumnos tienen difi-

cultad en considerar al ambiente como materia y, por consiguiente, de incluirlo dentro delsistema en el cual se produce la interaccin.

La actividad 3 de la segunda secuencia est especficamente diseada para poderanalizar los intercambios entre un cuerpo y el ambiente que lo rodea. El dispositivo construi-do con la caja de tergopol permite apreciar que las ganancias y prdidas de temperaturaentre un cuerpo y el ambiente estn relacionadas. As, este dispositivo ofrece una analogapara comprender el papel del ambiente que nos rodea en las variaciones de temperatura.Esta analoga es necesaria, ya que las variaciones de temperatura que puede provocar unataza de t caliente o un cubito de hielo no son apreciables en el ambiente de una habitacin.Es posible explicar a los alumnos que, as como sucede en la caja, el aire del ambiente au-


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menta (o disminuye) su temperatura si hay otros cuerpos a mayor (o menor) temperatura enla situacin inicial.

Considerar al ambiente como una fuente de calor en algunos casos (cuando est amayor temperatura que el cuerpo con el cual se pone en contacto) o como un receptor de

calor en otros (cuando el cuerpo en cuestin est a menor temperatura) implica, a la vez,pensar en la transferencia de calor. stas son las ideas (aunque no necesariamente formali-zadas en estos trminos) que se propone que los alumnos alcancen a travs de las diferen-tes actividades de la secuencia II.

En la secuencia III, la primera actividad tiene por objeto poner de manifiesto lo quelos alumnos ya saben acerca de los materiales aislantes. En este caso, es comn que su-pongan que un pulver o una bufanda nos abriga porque nos da calor. No es en absolutoobvio que nuestro cuerpo es una fuente de calor, y que los abrigos actan como aislantes, difi-cultando el pasaje de calor desde el cuerpo hacia el ambiente.

Por esta razn es probable que piensen que el cubito que est abrigado con lanase derretir primero que el que no lo est. Es esperable que, una vez que hayan realizado laexperiencia y contrastado sus anticipaciones con los resultados (que sern contradictorioscon las primeras), puedan comenzar a pensar que, en realidad, la fuente de calor es el am-biente y que el abrigo dificulta la transferencia de calor.

Los ejercicios o experiencias de lpiz y papel

Habitualmente nuestra idea de experiencia en Ciencias naturales se refiere a la manipula-cin de objetos. Denominaremos aqu experiencias de lpiz y papel al planteo y resolucinde situaciones imaginadas que permiten reflexionar sobre algn problema sin que medie

una manipulacin directa.Las experiencias de lpiz y papel pueden realizarse cuando se cuenta con suficienteconocimiento como para poder predecir el comportamiento de una variable en una situacindeterminada o cuando las posibilidades tcnicas no permiten, por diversos motivos, la reali-zacin directa de la experiencia. Son ejercicios que favorecen la formulacin de anticipacio-nes y, por lo tanto, la puesta en juego de conocimientos sobre el tema.

Las preguntas que formula el docente

En las actividades que se proponen en estas secuencias juegan un importante papel las

preguntas que el docente realiza. Ellas estructuran las experiencias y resultan centrales parael anlisis de los datos. Las preguntas que se proponen son de tres tipos diferentes:

preguntas que estimulan la formulacin de anticipaciones;preguntas para sistematiza

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Los Materiales y El Calor Quinto Grado