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INVIERNO Y VERANO TERMOMETRO
GRADOS KELVIN FUSION
CALOR Y Temperatura
Docente: Shirley Córdova García
Alumnas:
Luciana Falla Rojas
Katherine Mayanga Pinedo
Marjorie Montero Benites
Carolina Neciosup Senmache
Esther Odar Javiel
Marcia Olazabal Valera
Despertando mi
curiosidad
científica
2012
I. E. “Nuestra Señora del Rosario”
28/09/2012
PRESENTACIÓN
Calor y temperatura se explica: como el aumento o disminución del calor permite
que los cuerpos varíen su estado físico y la temperatura que es una propiedad
intensiva de la materia, mide cuanto calor o energía posee y cuantos cambios
produce en la materia
Es sabido que Calor y Temperatura son sustantivos que están incorporados al
lenguaje popular y que raramente son utilizados de una forma científicamente
correcta. Frecuentemente se identifican o bien se utilizan en definiciones
circulares en las que uno hace referencia directa al otro como sinónimo. Ese es
el error que se comete al afirmar que la temperatura "mide el calor que hace", o
cuando de una persona que tiene fiebre se dice que "tiene calor", etc.
El presente trabajo que realizamos está basado en las hipótesis y
experiencias, en la medición de la temperatura para observar los
cambios y características calorimétricas en el Laboratorio de
Física Experimental a partir de la observación de los fenómenos,
termocalóricos y grado de variabilidad para poder entender el
comportamiento de los cuerpos, con las nociones básicas de las
sustancias experimentales para que luego se extraigan las
conclusiones generales para sus comprobaciones.
Las formas experimentales están basadas en la manipulación de
equipos, materiales, con el fin de obtener experiencias que nos
den la certeza de la comprobación.
Para concluir nuestra presente introducción podemos indicar que
la física y el fenómeno calórico son puntos muy importantes
experimentalmente hablando, tratados en base a la experiencia
científica tratada por los físicos experimentales.
INTRODUCCIÓN
¿Qué es el calor? ¿Cómo se produce?
La temperatura es una magnitud física escalar
que mide el grado de agitación molecular en el
interior de un cuerpo.
La temperatura depende de la energía de las
moléculas de una sustancia; según la teoría
cinética la energía puede corresponder a
movimientos rotacionales, vibraciones y
traslaciones de las partículas de una sustancia.
La temperatura, sin embargo, solo depende del movimiento de
traslación de las moléculas.
TERMÓMETROS:
Son los instrumentos destinados a medir las
temperaturas de los cuerpos. Existen por ejemplo:
termómetros líquidos (de alcohol, de mercurio, entre
otros), de gas, de resistencia, bimetálicos, etc.
Hay varios tipos de dispositivos que se utilizan como
termómetros. El requisito fundamental es que empleen una
propiedad fácil de medir (como la longitud de una columna de
mercurio) que cambie de forma marcada y predecible al variar la
temperatura. Además, el cambio de esta propiedad termométrica
debe ser lo más lineal posible con respecto a la variación de
temperatura. En otras palabras, un cambio de dos grados en la
temperatura debe provocar una variación en la propiedad
termométrica dos veces mayor que un cambio de un grado, un
cambio de tres grados una variación.
Temperatura
Una de las primeras escalas de temperatura, todavía empleada en
los países anglosajones, fue diseñada por el físico alemán Gabriel
Daniel Fahrenheit, quien en 1714 construyó el primer termómetro
con mercurio.
A la izquierda, Lord Kelvin o William
Thomson (1824-1907), matemático y físico
británico; en 1848 Kelvin estableció la
escala absoluta de temperatura que sigue
llevando su nombre.
A la derecha, Anders Celsius (1701-1744), astrónomo sueco, fue
el primero que propuso el termómetro centígrado, hoy Celsius, en
honor a su creador.
Si C, F y K son las lecturas
de una misma temperatura
en las distintas escalas se
cumplirá que:
La escala Celsius y kelvin has sido han sido divididas de tal
manera que coinciden las longitudes de sus segmentos entre un
grado y otro.
ESCALAS TERMOMETRICAS
=
=
=
=
Efectos debido a la variacion de temperatura
Dilatación
Enfriamiento o
calentamiento
Cambio de estado Fisico
En 1954, un acuerdo internacional adopto el punto triple del agua- es
decir, el punto en que las tres fases dela gua (vapor, líquido y solido)
están en equilibrio- como referencia para la temperatura de 273,16 K.
el punto triple se puede determinar con mayor precisión que el punto
de congelación, por lo que supone un punto fijo más satisfactorio para
la escala termodinámica.
En criogenia, o investigación de bajas temperaturas, se han obtenido
temperaturas de tan solo 0,00001 K mediante la desmagnetización de
sustancias paramagnéticas. En las explosiones nucleares, en el otro
extremo, se han alcanzado momentáneamente temperaturas evaluadas
en más de 100 millones de Kelvin.
Al suministrar calor a un cuerpo, este experimenta un incremento
en sus dimensiones y se dice que el cuerpo se ha dilatado. La
dilatación de ciertos materiales es de suma importancia por
ejemplo, en la construcción de edificios, por lo que ingenieros y
arquitectos tienen en cuenta la dilatación de las estructuras
metálicas.
Teniendo en cuenta la cantidad de dimensiones que se dilatan
apreciablemente, la dilatación puede ser lineal, superficial o
volumétrica.
La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la
variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura
del cuerpo.
Para estudiar este tipo de dilatación, imaginemos una barra
metálica de longitud inicial L0 y temperatura θ0.
Si calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variación
de temperatura Δθ, notaremos que su longitud pasa a ser igual a
L (conforme podemos ver en la siguiente figura):
Matemáticamente podemos decir que la dilatación es:
DILATACIÓN
La dilatación superficial es aquella en que predomina la
variación en dos dimensiones, o sea, la variación del área del
cuerpo
Para estudiar este tipo de dilatación, podemos imaginar una placa
metálica de área inicial S0 y temperatura inicial θ0. Si la
calentáramos hasta la temperatura final θ, su área pasará a
tener un valor final igual a S.
La dilatación superficial ocurre de forma análoga a la de la
dilatación lineal; por tanto podemos obtener las siguientes
ecuaciones:
Dilatación volumétrica es
aquella en que predomina la
variación en tres dimensiones, o
sea, la variación del volumen del
cuerpo.
Para estudiar este tipo de
dilatación, podemos imaginar un cubo metálico de volumen inicial
V0 y la temperatura inicial θ0. Si lo calentamos hasta la
temperatura final, su volumen pasará a tener un valor final igual a
V.
La dilatación volumétrica ocurrió de forma análoga a la de la
dilatación lineal; por tanto podemos obtener las siguientes
ecuaciones:
COMPORTAMIENTO ANÓMALO DEL H2O
Como hemos observado en este capítulo, al aumentar la
temperatura, los cuerpos se dilatan; y, al disminuir la
temperatura, los cuerpos se contraen. Sin embargo, existe una
excepción a esta regla, este es el caso del H2O, que entre 0 y
4 se comporta de una manera peculiar; de tal manera que al
aumentar la temperatura, en lugar de dilatarse, se contrae, y
viceversa, al disminuir la temperatura, lejos de contraerse, se
dilata. Este comportamiento trae como consecuencia que a 4 el
agua tenga su máxima densidad, la cual corresponde a 1 g/cm3.
Cabe mencionar que fuera de este rango de temperatura, el H2O
se comporta como cualquier otro cuerpo.
Es una forma de energía producida por las vibraciones de los
átomos y/o moléculas alrededor de sus posiciones de equilibrio;
se transmite de un cuerpo a otro debido a las diferencias de
temperatura (cuerpos calientes a cuerpos fríos). El calor es por
tanto, energía en tránsito.
Hasta a principios del siglo XIX, el efecto del calor sobre la
temperatura de un cuerpo se explicaba postulando la existencia
de una sustancia o forma de materia invisible, denominada
calórico.
Según la teoría del calórico, un cuerpo de temperatura alta
contiene más calórico que otro de temperatura baja; el primero
cede parte del calórico al segundo al ponerse en contacto ambos
cuerpos, con lo que aumenta la temperatura de dicho cuerpo y
disminuye la suya propia. Aunque la teoría del calórico explicaba
algunos fenómenos de la transferencia de calor, las pruebas
experimentales presentadas por el físico británico Benjamín
Thompson en 1798 y por el químico británico Humphry Davy en
1799 sugerían que el calor, igual que el trabajo, corresponde a
energía en tránsito (proceso de
intercambio de energía).
Calor (Q)
La conducción de calor es un
mecanismo de transferencia
de energía térmica entre dos
sistemas basado en el
contacto directo de sus
partículas sin flujo neto de
materia y que tiende a igualar
la temperatura dentro de un
cuerpo o entre diferentes
cuerpos en contacto por medio de transferencia de energía
cinética de las partículas.
El principal parámetro dependiente del material que regula
la conducción de calor en los materiales es la conductividad
térmica, una propiedad física que mide la capacidad de
conducción de calor o capacidad de una substancia de
transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus
propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las
que está en contacto. La inversa de la conductividad
térmica es la resistividad térmica, que es la capacidad de
los materiales para oponerse al paso del calor.
La convección es
una de las tres
formas de
transferencia de
calor y se
caracteriza
porque se
produce por
intermedio de un
fluido (líquido o
gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes
temperaturas. La convección se produce únicamente por
Propagación de calor
medio de materiales fluidos. Lo que se llama convección en
sí, es el transporte de calor por medio del movimiento del
fluido, por ejemplo: al trasegar el fluido por medio de
bombas o al calentar agua en una cacerola, la que está en
contacto con la parte de abajo de la cacerola se mueve
hacia arriba, mientras que el agua que está en la superficie,
desciende, ocupando el lugar que dejó la caliente.
La transferencia de calor implica el transporte de calor en
un volumen y la mezcla de elementos macroscópicos de
porciones calientes y frías de un gas o un líquido. Se incluye
también el intercambio de energía entre una superficie
sólida y un fluido o por medio de una bomba, un ventilador u
otro dispositivo mecánico (convección mecánica, forzada o
asistida).
La radiación es la propagación de calor aun sin utilizar
medio material alguno, a través de ondas electromagnéticas
(el calor atraviesa el espacio generalmente en forma de
rayos infrarrojos). Ejm: la propagación del calor emitido
por el sol a la tierra.
Variación de la temperatura
Aprendizaje Esperado: Comprobamos que un cuerpo puede pasar de un estado a
otro por acción del calor.
Focalización:
¿Qué es equilibrio térmico?
¿Es lo mismo calor que temperatura?
¿Por qué se fricciona con alcohol a los enfermos que tienen fiebre alta?
¿Cuáles son los cambios de estado que se producen por aumento de calor? ¿Cuáles
se producen por disminución de calor?
Hipótesis
No todos los materiales cambian su temperatura con la misma facilidad, ya que las
partículas que los forman y las uniones entre ellos son diferentes
Exploración:
Experiencia Nº01:
Materiales:
Dos cubitos de hielo
Procedimiento: Apretar los cubos, manteniéndolos en contacto por una de sus
caras. Los cubos se helaran unidos.
Experiencia Nº 02:
Materiales:
2 recipientes de vidrio
Agua caliente y agua fría
2 termómetros
Procedimiento: Primero, vamos a calentar agua en
un recipiente grande, hasta unos 50 o 60ºC
aproximadamente. Después vamos a medir esa
temperatura con el termómetro. Segundo, vamos a preparar un matraz con agua a
temperatura ambiente; mide la temperatura con otro termómetro. Introduce el
matraz en el interior del agua caliente, con un termómetro en cada recipiente.
Experiencia Nº 03:
Materiales:
Un pote de mermelada con su tapa
metálica
Cubitos de hielo
Agua hervida tibia
Procedimiento: Vertemos el agua tibia en el pote
de mermelada y lo llenamos hasta la mitad, lo dejamos enfriar unos cuantos
segundos. Cerramos el pote con su tapa metálica. Colocamos unos cuantos cubitos
de hielo en la tapa y desde ese momento el agua del interior empezara a hervir.
Experiencia Nº 04:
Materiales:
Dos tazas con café caliente
Leche
Procedimiento: Poner una cantidad determinada de leche en una taza con café
humeante. Esperar 15 minutos y añadir la misma cantidad de leche a la otra taza.
Experiencia Nº 05:
http://didactalia.net/comunidad/materialeducativo/recu
rso/Experimentos-de-Fisica-y-Quimica-flotabilidad-y-
d/81c4eee4-60e6-4913-b2e1-063406e56b9an
Experiencia Nº 06:
http://didactalia.net/comunidad/materialeducativo/recu
rso/Experimento-de-fisica-sobre-la-teoria-cinetica-de-
/878a759e-a307-44eb-a2a9-0b1ad2f06fb6
Reflexión:
En la experiencia 1: ¿la presión tiene que ver con esta experiencia?
En la experiencia 2: compara las dos temperaturas. ¿Cuál es la conclusión que sacas
de esta experiencia?
En la experiencia 3: ¿Por qué crees que se produce este fenómeno?
En la experiencia 4: ¿Cuál estará más fría? ¿Por qué?
En la experiencia 5: ¿Qué es lo que ha sucedido? ¿Tendrá que ver con la densidad
del agua y del aceite?
En la experiencia 6: ¿Por acción de que fenómenos crees que hayan vuelto a la
pelota a su normalidad?
Aplicación:
¿Cuál es el fundamento de la refrigeración?
¿Qué diferencia hay entre vapor y gas?
Cite algunas aplicaciones de los gases licuados
Explica el primer principio de la termodinámica
¿Qué es el calor latente?
¿Qué es calor latente de fusión?
Propagación de calor
Aprendizaje Esperado: Comprueba que la conducción se produce principalmente en
los cuerpos sólidos.
Focalización:
¿Cómo se produce la conducción?
¿El agua es un buen conductor térmico? ¿Porque?
¿Por qué los esquimales construyen sus viviendas con bloques de hielo?
¿Cómo se trasmite el calor por radiación?
Hipótesis:
La convección, la radiación y la conducción son las formas de propagación de calor
por las cuales el calor tiende a aumentar el volumen y la densidad de los cuerpos.
Exploración:
Experiencia Nº 01:
Materiales:
Dos mantas
Dos termómetros
Una persona
Procedimiento: Envolver un termómetro en una manta (temperatura no cambia),
envolver con la otra manta a la persona y el segundo termómetro (la temperatura
sube).
Experiencia Nº 02:
Materiales:
Agua caliente
Cuchara de madera
Cuchara de plástico
Cuchara de metal
Cuchara de cerámica
Tazas de café
Procedimiento: Ponga a hervir agua en una tetera. Vierta el agua hervida en la taza
con café y coloque todas las cucharas en la taza al mismo tiempo. Agarre cada una
de las cucharas, de una a la vez para sentir la diferencia de temperatura de cada
uno.
Experiencia Nº 03:
http://fq-
experimentos.blogspot.com/2011/07/177-
conductividad-termica-de-los.html
Experiencia Nº 04:
http://fq-
experimentos.blogspot.com/search/label/
calor%20y%20temperatura
Experiencia Nº 05:
http://fq-
experimentos.blogspot.com/search/label/c
alor%20y%20temperatura
Experiencia Nº 06:
http://fq-
experimentos.blogspot.com/search/label/c
alor%20y%20temperatura
Experiencia Nº 07:
Materiales:
Dos latas (como las de leche en polvo).
Dos termómetros.
Dos tapones de corcho.
Pintura blanca y pintura negra.
Pinceles y herramientas.
Procedimiento: Agujerear cada corcho de modo que pueda pasar un termómetro
por el orificio. Agujerear cada lata en una cualquiera de sus bases. El diámetro de
los orificios debe corresponderse con el tamaño del corcho con el termómetro.
Pintar las superficies exteriores de las latas, una de blanco y otra de negro. Una
vez secas, tapar ambas latas mediante el corcho con el termómetro y colocarlas al
sol, tratando de que queden en condiciones semejantes.
Experiencia Nº 08:
Materiales:
un frasco grande
2 termómetros
2 cartulinas
Luz solar
Procedimiento:
Fabricar atriles con las cartulinas para aguantar verticalmente a los termómetros.
Colocar los termómetros al sol, uno dentro del frasco y otro fuera. Intentar que el
sol no dé directamente sobre los termómetros.
Experiencia Nº 09:
Materiales:
2 platos hondos pequeños
Trapo blanco
Trapo negro
4 cubos de hielo
Procedimiento: Coloca dos cubos de hielo en cada plato. Cubre un plato con el trapo
blanco y el otro con el negro. Déjalo al sol 15 minutos.
Experiencia Nº 10:
Materiales:
Un vaso refractario.
Agua
Arroz
Procedimiento:
Colocar descentrado el vaso con agua sobre el quemador y calentar el agua. Echar
unos granos de arroz y subirán por el lado del recipiente que está sobre el calor,
bajando por el lado frío.
Reflexión:
En la experiencia 01: ¿Qué temperatura marcan los dos termómetros? ¿A qué se debe
el calor?
En la experiencia 02: ¿Cuál es la que transmite con mayor facilidad el calor? Elabora
un listado desde el que conduce mejor el calor hasta el que peor conduce,
En la experiencia 03: ¿el calor específico tiene relación con la conducción? ¿Por qué?
En la experiencia 04: ¿Qué tipo de propagación de calor hay? ¿Cuál es menos densa
el agua caliente o el agua del frasco grande?
En la experiencia 05: ¿Por qué crees que el humo baja? ¿Qué corriente de
convección es la que están mostrando?
En la experiencia 06: ¿Qué crees que hace que el papel gire? ¿Esta experiencia
tendrá relación con la experiencia anterior? ¿Cuál es la corriente de convección
mostrada?
En la experiencia 07: ¿Cuál es el que tiene mayor temperatura? ¿Por qué? ¿ el color
de las latas tendrá que ver con este fenómeno?
En la experiencia 08 y 09: ¿esta experiencia tendrá relación con la anterior? ¿Por qué?
¿Explica el mismo fenómeno?
En la experiencia 10: ¿Por qué se eleva el arroz?
Aplicación:
¿A cuales se les denomina cuerpos buenos conductores del calor? ¿y a cuales se les
denomina como malos conductores de calor?
Identifica ejemplos de conducción en tu vida diaria
Al sujetar una cuchara y luego soltarla en un recipiente con agua caliente y después
sacarla ¿Qué sucede?
Da ejemplos de convección
Cuáles son los gases invernaderos (nómbralos y escribe un concepto de ellos)
Coloque la mano en la parte superior de un calentador y compruebe que el aire
caliente sube
¿Qué y cuáles son las corrientes de convección?
Dilatación de sólidos, líquidos y
gases
Aprendizaje esperado: Identifica las características de las formas de dilatación
de los cuerpos, en textos, y los experimentos planteados en esta guía.
Focalización:
El calor al actuar sobre los cuerpos, ¿Qué efectos produce?
¿A qué se denomina dilatación?
¿Cuántas formas de dilatación puede considerarse en los sólidos? ¿En qué consiste
cada una de ellas?
¿Qué cambios se produce cuando sometes un cuerpo al calor?
Hipótesis:
Los efectos más comunes que ocasionan las variaciones de temperatura en los
cuerpos o sustancias, son los cambios de sus dimensiones y los cambios de fase.
Exploración:
Experiencia Nº 01:
Materiales:
Una botella de vidrio
Un globo
Agua (caliente y fría)
Procedimiento: Primero llenamos la botella con un poco de agua caliente. Agitamos
bien y esperamos unos segundos. Luego colocamos el globo en la boca de la botella,
abrimos el grifo del agua fría y ponemos la botella debajo. En unos segundos el
globo se mete en la botella.
Experiencia Nº 02:
Materiales:
Trozo de papel aluminio
Trozo de papel común (el más fino
que consigas)
Pegamento
Broche o sujetador de ropa
Vela de llama pequeña
Procedimiento: Toma trozo de papel aluminio con el broche, y lo colocas sobre la
llama de la vela. Notarás que no experimenta cambios. Ahora toma el papel fino y
con la ayuda del pegamento, recubres una cara del papel aluminio. Para terminar,
colócalo nuevamente sobre la llama.
Reflexión:
En la experiencia 1: ¿Qué es lo que influye para que el globo entre en la botella?
¿Qué pasaría si se enfría el aire?
En la experiencia 2: ¿según el material de las cosas la dilatación es mayor o menor?
Aplicación:
Defina tres coeficientes de dilatación
¿Cuál es el valor del coeficiente de dilatación de los gases?
Si se calienta un gas que está encerrado en un recipiente, ¿aumentara su volumen?
En caso negativo, ¿qué es lo que aumenta?
Enuncie la ley Gay-Lussac
¿Los líquidos se dilatan? ¿Cuál es el líquido que tiene una dilatación anómala?
Variación de la temperatura
Experiencia Nº 01: Cuando cogemos el cubo de hielo le estamos transmitiendo
calor y al darle el calor pues el hielo empieza a derretirse ya que empleamos una
transferencia de energía hacía el hielo
Experiencia Nº 02: La temperatura ha variado por el agua y en cada depósito el
agua es distinta, pues el ambiente es uno de los medios porque el cual el agua
cambia, la temperatura asciende y desciende.
Experiencia Nº 03: Empieza a derretirse gracias al vapor cuando fue calentado
y pues el hielo comienza a derretirse
Experiencia Nº 04: Por el cambio de temperatura las sustancias cambian y se
ponen casi a la misma temperatura, por factores como la leche.
Experiencia Nº 05: Después de haber pasado unos minutos el cubito de hielo
comienza a fundirse, y el agua líquida, más densa que el aceite cae al fondo del vaso
haciendo que se formen bolitas de colores en el fondo de este.
Experiencia Nº 06: Según la teoría cinética de los gases, el aumento de la
temperatura del aire atrapado en la pelota produce un aumento de la presión,
finalmente la presión interna hace que la pelota recupere su forma original
Propagación de calor
Experiencia Nº 01: La temperatura del termómetro que tiene solo la manta es
más alta que la temperatura del termómetro con la persona, el segundo
termómetro se mantiene con su temperatura normal
Experiencia Nº 02: La cuchara de cerámica no se calienta ya que el material de
cerámica no es buen conductor de calor la cuchara de metal tampoco, la cuchara de
plástico si calienta y se siente más fuerte la temperatura y la cuchara de madera
calienta pero no tanto como la de plástico.
Experiencia Nº 03: Calentando con una vela los extremos libres de los alambres
vemos que el calor transmitido por los metales va fundiendo la cera y las bolitas
caen poco a poco. Pero las bolitas de cera del alambre de cobre caen antes que las
bolitas de la aguja de hierro por ser la conductividad térmica del cobre mayor que
la del hierro
Experiencia Nº 04: La convección es una forma de transferencia de calor propia
de los fluidos. En nuestro caso, el agua caliente del frasco pequeño es menos densa
que el agua del frasco grande que se encuentra a menor temperatura. Por este
motivo, el agua coloreada menos densa sube a la superficie desplazando el agua que
se encuentra en la superficie.
Experiencia Nº 05: Al quemar el tubito parte del papel se desprende en forma
de partículas que, junto con los gases que se forman en la combustión y el aire
forman el humo.
En circunstancias normales, el humo asciende arrastrado por el aire caliente de la
combustión (corrientes de convección)
En nuestro experimento, el humo que se produce en la parte interior del tubito
viaja a lo largo de él. En el interior de la botella no hay aire caliente, de manera que
cuando el humo sale por el extremo inferior del tubito no se producen corrientes
ascendentes de convección y el humo (más denso que el aire) se precipita al fondo
de la botella
Experiencia Nº 06: La explicación del fenómeno es bien sencilla. Nuestra mano
calienta el aire que al elevarse presiona sobre el papel y hace que gire. Son las
corrientes de convección (producidas por el aire caliente), el equilibrio inestable y
la forma del papel los responsables del misterioso fenómeno.
Los extremos de los dedos están siempre más fríos que la palma de la mano. Esto
hace que la corriente de aire ascendente en la palma de la mano sea más intensa y
empuje el papel con más fuerza que cerca de la punta de los dedos. Por esto el giro
se produce siempre desde la palma del papel hacia los dedos.
Experiencias Nº 07, 08 y 09: La razón de este diferente comportamiento se
debe a que el color blanco refleja toda la luz que recibe, mientras que si el color
negro absorbe los demás componentes de la luz blanca. La luz absorbida por el
color negro provoca un aumento de temperatura en esa región, suficiente para
calentar o derretir hielo u otras sustancias.
Experiencia Nº 10: Esto es consecuencia de las corrientes de convección que
actúan en el vaso por causa del calor por eso el agua baja por la parte fría.
Dilatación de sólidos, líquidos y
gases
Experiencia Nº 01: Cuando colocamos el globo en la botella el aire caliente se
queda dentro de la botella, al poner la botella en el agua fría debajo del grifo el
aire atrapado se enfría y la presión dentro de la botella cambia haciendo que el
globo sea introducido adentro
Experiencia Nº 02: El aluminio se dilata con el calor pero no podemos apreciar
ningún cambio en la tira de papel de aluminio. El aluminio se dilata más que el papel
y por este motivo la doble lámina se curva hacia arriba.
Experiencias de ampliación:
GUIA DE VISIONARIO Nº 01
Video: El calor y la temperatura
Subido por: euyinTube Fecha de publicación 29/03/2008 Duración:1:28 m Enlace :
http://www.youtube.com/watch?v=Zv0_ZVzZ3E0
Video: Ciencias: ¿es lo mismo calor que temperatura?
Subido por: canalseb Fecha de publicación 16/04/2010 Duración:1:19 m Enlace :
http://www.youtube.com/watch?v=quqN2GERiNE
Video: Transferencia de calor :Conducción, radiación y convección Subido por: messi2011vale Fecha de publicación 10/11/2011 Duración: 1:58 m Enlace :
http://www.youtube.com/watch?v=2JmesUYKTeE&feature=related
Actividades complementarias
http://www.cneq.unam.mx/cursos_diplomados/diplomados/basico
/educien0607/porta/equipo2/videosdecalorytemperatura.htm
Analiza los siguientes videos para que comprendas mejor
los conceptos de calor y temperatura, su relación, sus
diferencias y aplicaciones. Para que puedas medir tus conocimientos aprendidos no olvides contestar
los cuestionarios al finalizar cada video.
Lectura Nº 01:
Se considera que la temperatura
normal es 37.0 °C. Sin embargo es
variable durante el día. Las
temperaturas orales de 36.1 °C son
comunes al despertar por la mañana
y alcanzan un máximo de 37.2 °C de
las 18 a las 22 horas. La elevación de
temperatura por encima de 37.2 °C para una persona que reposa en cama, en
general indica enfermedad. Sin embargo los individuos que se ejercitan por
periodos prolongados también experimentan elevación de la temperatura del
cuerpo. Las temperaturas del cuerpo de los corredores de maratón pueden
ser hasta de 39°C a 41 °C, ya que la producción de calor durante el ejercicio
excede a la capacidad del cuerpo para perder calor.
Los cambios de más de 3.5 °C con respecto a la temperatura normal del
cuerpo, provocan interferencias con las funciones del organismo. Las
temperaturas de más de 41.1 °C pueden ocasionar convulsiones,
especialmente en los niños. A temperaturas mayores de 41.1 °C se produce
insolación (hiperexia), inicialmente se detiene la producción de sudor y la
piel se siente caliente y seca. Se eleva la frecuencia cardiaca y la
respiración se hace débil y rápida.
En general la persona queda aletargada y entre en coma. El daño a órganos
internos es uno de los principales riesgos, por lo que se requiere un
tratamiento inmediato. Un método eficaz para reducir la temperatura del
organismo es sumergir a la persona en un baño de agua con hielo.
En casos de hipotermia la temperatura del organismo puede descender
hasta 28.5 °C. La persona tendrá apariencia fría y pálida y latidos cardiacos
irregulares.
Puede quedar inconsciente si la temperatura de su cuerpo desciende a
menos de 26.7 °C.
Juego de preguntas y respuestas de ciencia: Fuego, calor y
frío más ejemplo: http://www.estudiargratis.com.ar/juegos-
educativos/preguntas-respuestas-ciencia.htm
Desarrolla los siguientes problemas :
1. Una persona, viajando por Inglaterra,
se siente indispuesta y va al médico.
Este tras revisarla, le informa que su
temperatura axilar es de 100°F.
¿Cuál es su temperatura en grados Celsius?
¿Y en Kelvin?
a. 37 - 311 K b. 38 - 312 K c. 38 - 311K
2. Un recipiente metálico, que contiene 200 g de agua
hirviendo a la presión atmosférica normal, se
encuentra sobre un calefactor que suministra energía
calorífica con una potencia de 500 W.
Calcule el tiempo que tarda en evaporarse toda el agua
suponiendo que toda la energía irradiada por el calefactor, es
captada por el agua.
a. 150000 cal b. 140000cal c. 152000cal d.108000cal
3. Calcular la cantidad de calor
necesario para elevar la temperatura a
10 Kg de cobre de 25 °C a 125 °C
Datos:
m = 10 kg = 10000 g
T1 = 25 °C
T2 = 125 °C
Ce = 0.09 Cal/g °C
a. 90000cal b. 70000cal c. 20000cal d. 30000cal
4. Se mezclaron 5 kg de agua hirviendo
con 20 kg de agua a 25 °C en un
recipiente. La temperatura de la
mezcla es de 40 °C. Si no se
considera el calor absorbido por el
recipiente. Calcular el calor cedido
por el agua hirviendo y el recibido por
el agua fría. Agua hirviendo: El
cuerpo más caliente cede calor. El
agua hirviendo ha disminuido su
temperatura desde 100 °C hasta 40
°C.
m = 5 kg = 50000 g
T1 = 100 °C
Ce = 1 Cal/g °C
Tm = 40 °C
5. ¿Qué cantidad de calor se necesita
para fundir 400 g de cobre que están a
la temperatura?
a.16400cal b. 10000cal c. 12500cal d. 30000cal
6. En 480 g de agua a 20º C se coloca 60
g de hielo que está a 0º. Halle la
temperatura de equilibrio de la regla.
7. ¿Qué cantidad de calor se necesita
para evaporizar Eg de agua que están
a 100ºC?
8. En una heladera se coloca 20 g de
agua a 20ºC y se obtienen cubitos de
hielo a 0ºC. ¿Qué cantidad de calor se
le extrajo al agua?
9. Hallar el calor suministrado a 40 g de
hielo que está a -10ºC, cuando es
derretido. El calor específico es 0,5
cal/gºC.
10. Un depósito de aluminio tiene una
masa de 2kg y se encuentra a la
temperatura ambiente de 20ºC, en el
se deja 88g de hielo a 0ºC. Calcule la
temperatura de equilibrio. El calor
específico del aluminio es 0,22
cal/gºC.
1. El agua de la piscina se enfría
durante la noche.
a) Por conducción
b) Por radiación
c) Por convección
2. Mientras funciona el aire
acondicionado.
a) Por conducción
b) Por convección
c) Por radiación
3. Al calentar la comida en el
microondas.
a) Por convección
b) Por radiación
c) Por conducción
4. Dentro de una nube de tormenta
a) Por radiación
b) Por convección
c) Por contacto
5. El calor que recibimos del Sol
a) Por convección
b) Por radiación
c) Por conducción
6. El calor que recibe una sartén de un
fogón eléctrico.
a) Por convección
b) Por conducción
c) Por radiación
----------Solución----------
1. (b) 2. (b) 3. (b) 4. (b) 5.
(b) 6. (b)
http://www.youtube.com/watc
h?v=wuP2W08JKcA
http://www.youtube.com/watch?v
=yjBQTM77aHU
http://www.youtube.com/watch?v=rxiq
wdR1GVY
http://www.youtube.com/watch?v
=HO-USkXYMGY
t g e r b z y n g f a
e e a h g k u i f l s
m n r ñ g a o v m t o
p w r m y f s l e p f
e r e s o x m e ñ b u
r s e j l m b k o c z
a m c l g v e d x s t
t a f j a r z t v u o
u y e e r y s c r s i
r ñ r a d i a c i o n
a f v g e i t m q l p
ñ a k x ñ z p o s i k
s f r h y w l j u d ñ
w d i l a t a c i o n
r a d i i a c c o z l
q v l i q u i d o f h
n h f u i o y a o r n
p r o p a g a c i o n
o y t n w v j u i l p
h p k b ñ h u f s a e
n o i c c e v n o c l
e g h a l o r y p s s
i t i x v d a m t o o
Temperatura
Convección
Propagación
Calor
Liquido
Dilatacion
Radiacion
Kelvin
Gaseoso
Termometro
Solido
1
2
5
3 6 4
7
8
9
1. Es la escala de medición utilizada en los países anglosajones.
2. Es cuando dos sustancias alcanzan la misma temperatura
3. Es la escala de medición utilizada en los países anglosajones.
4. Se utiliza para medir la temperatura.
5. Es cuando dos sustancias alcanzan la misma temperatura
6. Es cuando el calor se propaga desde una fuente energética a través de
un medio a otro.
7. Es la propagación de ondas electromagnéticas a través del sol.
8. Escala más empleada actualmente.
9. se define como la energía, térmica en movimiento que puede
transmitirse de un cuerpo a otro.
* ELEMENTOS DE FISICA Y QUIMICA, Edit. Colegio Militar Leoncio
Prado, para tercer año de secundaria, Edición 13, pág. 80 – 93
* FISICA, Edit. Colegio Militar Leoncio Prado, para cuarto año de
secundaria, Edición 19, pág. 95 – 96.
* http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml
* http://www.mitecnologico.com/im/Main/TransferenciaDeCalor
* http://biocab.org/Transferencia_Calor.html
* http://fq-
experimentos.blogspot.com/search/label/calor%20y%20temperatura
