Física 1: PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

Seman13 martes SESIÓN 37	PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
contenido temático	Cambio de la energía interna en trabajo y calor.

Aprendizajes esperados del grupo

Conceptuales

· Conocerán el cambio de la energía interna a trabajo y calor.

Procedimentales

· Reconoce y analiza dos formas en la transformación de energía a trabajo y calor

· Elaboración de acetatos y manejo del proyector.

· Presentación en equipo

Actitudinales

· Confianza, colaboración, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.

Materiales generales

De laboratorio:

- Parrilla eléctrica, dos vasos de precipitados de 250 ml, termómetro.

De proyección:

- Pizarrón, gis, borrador

- Proyector de acetatos

De computo:

- PC, y proyector tipo cañón

- Programas: Gmail, Googledocs.

Didáctico:

- Resumen escrito en documento electrónico.

Desarrollo del proceso

FASE DE APERTURA

El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase plantea las preguntas siguientes:

a) ¿Se podría colocar una botella tapada llena de agua dentro de una masa de hielo en derretimiento sin temor a que se rompa?
b) Una botella llena de agua se encuentra dentro de una masa de hielo a 0 °C, y otra, dentro de agua a la misma temperatura. ¿En cuál de las botellas el agua se congelará antes?

Preguntas	¿Qué le ocurre a la energía interna por el calor?	Ejemplos de cambio de energía interna por calor	¿Qué le ocurre a la energía interna por el trabajo?	Ejemplos de energía interna por trabajo	¿Cómo se define la primera ley de la termodinámica?	Expresión matemática de la primera ley de la termodinámica
Equipo	3	6	5	2	4	1
Respuesta	Cuando se le suministra calor a un sistema, las moléculas internas de este se empiezan a mover y esto un aumento en la temperatura.	Cuando te frotas las manos para calentarlas, cuando se martilla un clavo, cuando se pule la superficie de un carro, etc…………..	La primera Ley de la termodinámica establece que si un trabajo se realiza sobre un sistema o este intercambia calor con otro la energía interna del sistema cambiará	1-Un gás comprimido posee mayor energia interna do que cuando está expandindo. 2-El vapor tiene energia interna mayor de que la misma masa de vapor estuviese en forma de agua fria. 3- Una bateria cargada tiene energia interna mayor que se la misma estuviera descargada.	La cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor mas la cantidad de energía transferida en forma de trabajo sobre el sistema y debe ser igual al aumento de energía intena	∆U=Q-W ∆U=Cambio de energía interna Q= Calor añadido al sistema W= Trabajo hecho por el sistema

Después en equipo y grupalmente, discuten y sintetizan el contenido de las respuestas.

FASE DE DESARROLLO

A.- Colocar la broca al taladro y aplicar durante unos segundos la acción de taladrar a la madera, el metal y la piedra. Inmediatamente medir la temperatura en la perforación de cada material, anotar los datos:

Observaciones:

Equipo	Temperatura madera	Metal	Piedra
1
2
3
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5
6

a) Si se congelara el agua contenida en la botella, el vidrio se rompería a consecuencia de la dilatación del hielo. No obstante, en las condiciones especificadas el agua no se helará. Para ello no sólo habría que reducir la temperatura hasta 0 °C, sino también haría falta disminuir el calor latente de fusión en 80 calorías por cada gramo de agua que se congela. El hielo, dentro del cual se encuentra la botella, tiene una temperatura de 0 °C (se derrite) y, por consiguiente, el agua no transmitirá calor al hielo: la transmisión de calor es imposible cuando las temperaturas son iguales. Como el agua no cede calor a 0 °C, permanecerá en estado líquido. Por ello, no hay que temer que la botella se rompa.

b) El agua no se congelará en ninguna de las botellas. En ambos casos la temperatura es de 0 °C, por consiguiente, el agua contenida en la botella se enfriará hasta 0 °C, pero no se helará, pues no podrá ceder calor latente de fusión al ambiente: si los cuerpos tienen temperaturas iguales, no intercambian calor.

Después discuten y sintetizan el contenido

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 conversión de energía interna en calor y trabajo.

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.

Semana13 jueves SESIÓN 38	PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
contenido temático	La 1ª. Ley de la Termodinámica.

Aprendizajes esperados del grupo

Conceptuales

· Conocerán la 1ª. Ley de la Termodinámica.

Procedimentales

· Reconoce y ejemplifica la primera ley de la termodinámica en procesos simples

Actitudinales

Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.

Materiales generales

De laboratorio:

- Parrilla eléctrica, dos vasos de precipitados de 250 ml, termómetro.

De proyección:

- Pizarrón, gis, borrador

- Proyector de acetatos

De computo:

- PC, y proyector tipo cañón

- Programas: Gmail, Goolgedocs.

Didáctico:

- Resumen escrito, en documento electrónico.

Desarrollo del proceso

FASE DE APERTURA

El Profesor les plantea la siguiente pregunta:

¿Sería posible calentar el agua mediante vapor de 100 °C hasta que empiece a hervir?

Equipo	1	2	3	4	5	6
Respuesta

Los equipos trabajaran con la información que indagaron para contestar la pregunta.

- Uno de los alumnos de cada equipo lee la respuesta de su equipo y se aclaran dudas.

FASE DE DESARROLLO

- Colocar en un vaso de precipitados 50 ml de agua, colocar sobre este vaso otro vaso con 50 ml de agua y medir su temperatura.

- Colocar el conjunto de los dos vasos sobre la parrilla.

- Calentar hasta ebullición del agua del vaso de precipitados inferior y medir la temperatura del vapor, medir el tiempo de ebullición del agua del vaso inferior y la temperatura del agua del vaso superior.

Observaciones:

Equipo	Temperatura inicial del agua Vaso superior	Temperatura del vapor vaso inferior	Temperatura final del agua Vaso superior	Tiempo en ebullir el agua vaso inferior.
1
2
3
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5
6

Graficar los datos obtenidos:

El vapor calentado hasta 100 °C puede ceder calor al agua siempre que la temperatura de ésta sea inferior a los 100 °C. A partir del instante en que se igualan las temperaturas del vapor y el agua, el primero deja de transmitir calor a la segunda. Por ello, es posible calentar agua hasta 100 °C mediante el vapor que tiene esa misma temperatura, pero éste no podrá transmitirle la cantidad de calor necesaria para pasar al estado gaseoso.
Por consiguiente, se puede calentar agua hasta la temperatura de ebullición mediante el vapor, cuya temperatura es de 100 °C, más es imposible lograr que empiece a hervir: ¿seguirá en estado líquido?

El Profesor solicita a los alumnos que presenten resultados, empleando la técnica seleccionada.

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 Primera Ley de la Termodinámica.