Equilibrio térmico, temperatura e intercambio de energía

Semana11 martes SESIÓN 31	Equilibrio térmico, temperatura e intercambio de energía
contenido temático	Eequilibrio térmico, Temperatura e intercambio de energía, modelo cinético molecular modelo de partículas

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·         Conocerán el intercambio de energía, ·         Aplicaran el modelo de partículas para explicar los cambios. Procedimentales ·         Describe los cambios de temperatura producidos por intercambio de energía ·         Manejo de material de laboratorio ·         Medición y relación de variables. ·         Presentación en equipo Actitudinales ·          Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De Laboratorio: -          Calorímetro, termómetro, parrilla eléctrica, placas de aluminio, cobre y hierro. De computo: -          PC conexión a internet. De proyección: -          Pizarrón, gis, borrador -          Proyector de acetatos o tipo cañón. Didáctico: -          Presentación escrita en Word de la información indagada del programa del curso, en acetatos o Presentador.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase presenta las siguientes preguntas: Pregunta ¿Qué se requiere para obtener un equilibrio térmico? ¿Cuándo se logra el equilibrio térmico? ¿Cuáles son las escalas de temperatura conocidas? ¿Cuáles son las fórmulas para intercambiar las diferentes escalas térmicas? ¿Cómo se representaría esquemáticamente el intercambio de energía interna entre dos materiales? ¿Cómo se representa el equilibrio térmico a nivel molecular de dos diferentes materiales? Equipo 1 2 3 4 5 6 Respuesta Al ponerse en contacto dos cuerpos a distintas temperaturas, el de mayor temperatura cede parte de su energía al de menor hasta que su temperatura sea igual. Celsius Fahrenheit Kelvin  RANKINE Para convertir de ºC a ºF use la fórmula:   ºF = ºC x 1.8 + 32. Para convertir de ºF a ºC use la fórmula:   ºC = (ºF-32) ÷ 1.8. Para convertir de K a ºC use la fórmula:   ºC = K – 273.15 Para convertir de ºC a K use la fórmula: K = ºC + 273.15. Para convertir de ºF a K use la fórmula: K = 5/9 (ºF – 32) + 273.15. Para convertir de K a ºF use la fórmula:   ºF = 1.8(K – 273.15) + 32. ¿Qué es la energía interna de la materia? ¿Cómo se puede emplear la energía interna de la materia para producir trabajo? Los alumnos discuten en equipo y escriben sus respuestas en documento electrónico, para contrastarlas con los demás equipos. FASE DE DESARROLLO -  Actividad experimental para determinar el calor especifico de tres metales La cantidad de calor recibido o cedido por un cuerpo se calcula mediante la siguiente fórmula Q=m·c·(Tf-Ti) Donde m es la masa, c es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final Si Ti>Tf el cuerpo cede calor Q<0 Si Ti<Tf el cuerpo recibe calor Q>0 Calcular el calor obtenido por cien gramos de agua al pasar de la temperatura ambiente al punto de ebullición en la ciudad de México. Cp del agua 1 caloría/gramo.oC Equipo Masa de agua gramos Temperatura inicial del agua oC Temperatura final del agua oC Cantidad de calor calorias Q=mCp(Tf-Ti) 1 100 20 89 6900 2 100 22 96 7400 3 100 22 94 7200 4 100 26 90 6400 5 100 21 97 7600 6 100 24 94 7000 Conclusiones La cantidad de agua es la misma y las temperaturas iniciales y finales son diferentes, por lo tanto, el calor obtenido es distinto. La experiencia se realiza en un calorímetro consistente en un vaso (Dewar) o en su defecto, convenientemente aislado. El vaso se cierra con una tapa hecha de material aislante, con dos orificios por los que salen un termómetro y el agitador. Supongamos que el calorímetro está a la temperatura inicial T0, y sea mv es la masa del vaso del calorímetro y cv su calor específico. mt la masa de la parte sumergida del termómetro y ct su calor específico ma la masa de la parte sumergida del agitador y ca su calor específico M la masa de agua que contiene el vaso, su calor específico es la unidad Por otra parte: Sean m y c las masa y el calor específico del cuerpo problema a la temperatura inicial T. En el equilibrio a la temperatura Te se tendrá la siguiente relación. (M+mv·cv+mt·ct+ma·ca)(Te-T0)+m·c(Te-T)=0 La capacidad calorífica del calorímetro es k=mv·cv+mt·ct+ma·ca se le denomina equivalente en agua del calorímetro, y se expresa en gramos de agua. Por tanto, representa la cantidad de agua que tiene la misma capacidad calorífica que el vaso del calorímetro, parte sumergida del agitador y del termómetro y es una constante para cada calorímetro. El calor específico desconocido será, por tanto: En esta fórmula tenemos una cantidad desconocida k, que debemos determinar experimentalmente. -          Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor FASE DE CIERRE        Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una conclusión grupal relativa a la aplicación del modelo de partículas para explicar los cambios de energía.                     Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista de MOODLE. Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe, para registrar sus resultados en su Blog. Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicarán la información indagada y la procesarán en Googledocs,   Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	El profesor revisara el Informe de la actividad depositado en el Blog personal.     Contenido: -           Resumen de la indagación bibliográfica. -          Informe de las actividades en el Aula-laboratorio.