GUIA FISICA II a

Directorio
Guía de aprendizaje
Agosto-Diciembre 2012
DIRECTORIO
Lic. Mariano González Zarur
Gobernador del Estado Tlaxcala
Mtro. Victorino Vergara Castillo
Encargado de la Dirección General
del CECyTE Tlaxcala
Lic. Gaspar Montiel Coto
Director Académico del CECyTE
Tlaxcala
Lic. José Alberto Hernández
Domínguez
Director Administrativo del CECyTE
Tlaxcala
Mtro. José Cortés Sánchez
Director de Planeación del CECyTE
Tlaxcala
Q.F.B. Felipa Nava Cuamatzi
Director de Planeación del CECyTE
Tlaxcala
CRÉDITOS
Arq. Clemente Alberto Ávila Canseco
Plantel San Andrés Ahuashuatepec
Ing. Gabriela Morales Romero
Plantel San Isidro Buensuceso
Mtro. Cuauhtémoc Jiménez Calzada
Plantel Apetatitlan
Mtra. Verónica Romano Pérez
Plantel Zacatelco
Mtra. Anabel Pérez Báez
Plantel Atotonilco
Mtro. Matilde Pilotzi Domínguez
Plantel San Pablo
Ing. Arturo Meza Grande
Plantel Totolac
Prof. Octavio Montes Cuevas
Plantel Terrenate
Prof. Odorico Montes Cuevas
Plantel. San Andrés Ahushuatepec
Arq. Edmundo Hernández Cruz
Plantel Nopalucan
Prof. José Manuel Hernández Hernández
Plantel San Pablo
Ing. César Salgado García
Plantel Yauhquemecan
Objetivo general
Propiciar en él estudiante, el interés por el estudio de las
ciencias, a través de estrategias centradas en el
aprendizaje, que le permitan despertar su curiosidad
científica, creatividad e ingenio, para fortalecer el desarrollo
de competencias, orientadas a que conozca y aplique
métodos y procedimientos para fortalecer el desarrollo del
pensamiento categorial y complejo al resolver situaciones
problemáticas de la vida real.
Objetivos específicos
Inducir al estudiante hacia el entendimiento de como funciona
y evoluciona el universo.
Orientar al estudiante a que descubra los fenómenos que
ocurren en su entorno, a través de la forma teórica y práctica.
Propiciar en los estudiantes la búsqueda de respuestas por
medio de la investigación, la lectura y elaboración de
experimentos, que le permitan desarrollar un pensamiento
crítico, analítico y reflexivo.
Adquirir habilidades procedimentales que le permitan al
estudiante identificar, plantear, formular y resolver preguntas
y problemas de carácter científico y/o de la vida cotidiana.
Desarrollar en el estudiante la creatividad, la toma de decisión,
el trabajo colaborativo que le permitan construir un
aprendizaje significativo.
Índice
I.
Aspectos formativos
II.
Simbología
III.
Introducción a la asignatura
IV. Desarrollo de actividades
V.
Bibliografía y Paginas Web
VI. Glosario
VII. Anexos
I. Aspectos formativos
Contenidos Conceptuales
Unidad I. Calor y temperatura
1. Escalas de temperatura
2. Dilatación
3. Cambios de estado
4. Cantidad de calor
5. Transferencia de calor
6. Leyes de los gases
Unidad II. ELECTRICIDAD
1. Fuerza eléctrica
a. Carga eléctrica
b. Formas de electrización
c. Ley de Coulomb.
2. Campo y potencial eléctrico
a. Campo eléctrico
b. Intensidad del campo eléctrico
c. Potencial eléctrico
3. Capacitancia
a. Limitaciones de carga en un capacitor
b. El capacitor
c. Constante dieléctrica
d. Cálculo de la capacitancia
e. Capacitores en serie y en paralelo
f. Energía de un capacitor cargado
Unidad III. Electrodinámica
1. Corriente eléctrica
a. Intensidad de corriente eléctrica
b. Leyes y circuitos eléctricos
2. Magnetismo
a. Campo magnético
b. Imanes
c. Propiedades de los materiales magnéticos
d. Leyes magnéticas
3. Electromagnetismo
a. Electroimán
b. Motores
c. Generadores
d. Transformadores
Contenidos Procedimentales
Conceptualiza
A través de diferentes técnicas y estrategias didácticas, tanto docentes como
estudiantes se verán inmersos en el análisis de los contenidos de tal manera que
se vaya orientando el concepto que involucra el conocimiento de la ciencia física
[(Auto aprendizaje; Estudio individual, Búsqueda y análisis de información,
Elaboración de ensayos, Tareas individuales, Proyectos, Investigaciones, etc.);
(Aprendizaje interactivo; Exposiciones del profesor, Conferencia de un experto,
Entrevistas, Visitas, Paneles, Debates, Seminarios, etc.); (Aprendizaje colaborativo;
Solución de casos, Método de proyectos, Aprendizaje basado en problemas,
Análisis y discusión en grupos, Discusión y debates, etc.)]
Interpreta modelos matemáticos
A través de la observación y manipulación directa de maquetas experimentales y el
análisis de su contexto, los estudiantes se verán inmersos en la identificación de
variables que se presentan en un fenómeno físico, al tiempo de revisar y analizar el
comportamiento de tales variables al relacionarse entre sí y experimentar cambios
en su magnitud y comportamiento, esto se logrará a través de técnicas didácticas
tales como: (Búsqueda y análisis de información, exposiciones del profesor,
desarrollos experimentales, proyectos y/o prototipos y visitas).
Desarrolla procedimientos
Tomando como base que el alumno tiene conocimientos matemáticos básicos y
habilidades de análisis de información, este podrá desarrollar ejercicios teórico
prácticos y experimentos sencillos, así como procedimientos para investigar y
analizar información relevante, que le permitan aprender a aprender y así relacionar
la teoría con la práctica. En este proceso de aprendizaje se tomaran en cuenta las
siguientes técnicas didácticas (Elaborar reportes o síntesis de información ,
Desarrollo de experimentos y Solución de problemas)
Comprende aplicaciones
Una vez que el estudiante ha desarrollado habilidades cognitivas relevantes, se le
involucrará en analizar su contexto a través de visitas, al laboratorio escolar, a
talleres, industriales (según condiciones de plantel) y comunitarias (a criterio de
planteles), con el propósito de contextualizar su conocimiento y de esa manera
Contenidos Actitudinales
En cuanto a su desarrollo personal
1. Valoración de la vida, la libertad, el bien, la verdad, la solidaridad, el respeto,
la igualdad y la justicia.
2. Autonomía, creatividad y perseverancia en la toma de decisiones y en el
diseño y la concreción de proyectos.
3. Valoración de la importancia del aprendizaje permanente
4. Responsabilidad y cuidado en el uso de instrumentos y equipamiento que se
emplea en el aprendizaje.
En cuanto a su desarrollo socio-comunitario
1. Actitud solidaria y cooperativa
2. Disposición a participar en proyectos grupales
3. Superación de actitudes discriminatorias en las relaciones interpersonales y
en las tareas grupales o comunitarias
4. Valoración del trabajo como instrumento de realización personal, de
integración en la vida productiva y de desarrollo sostenido de la comunidad
En cuanto al desarrollo de la expresión y la comunicación
1. Valoración de los diferentes lenguajes que posibilitan la expresión y la
comunicación
2. Valoración del intercambio plural de ideas en la elaboración de conocimientos
y como fuente de aprendizaje
3. Flexibilidad y respeto hacia el pensamiento y las producciones ajenas.
Seguridad para sostener sus ideas, creencias y los productos de su actividad, y
disponibilidad y flexibilidad para revisar los propios puntos de vista y las propias
producciones
Competencias Genéricas
1. Se conoce y valora a sí
mismo y aborda problemas
y retos teniendo en cuenta
los objetivos que persigue.
Atributos de competencia
1a). Enfrenta las dificultades que se le
presentan y es consciente de sus
valores, fortalezas y debilidades.
1c).Elige alternativas y cursos de acción
con base en criterios sustentados y en el
marco de un, proyecto de vida.
4a). Expresa ideas y conceptos mediante
representaciones
lingüísticas,
matemáticas o gráficas.
4. Escucha, interpreta y emite
mensajes pertinentes en
distintos contextos mediante la
distintas
estrategias
utilización de medios, códigos 4b).Aplica
comunicativas
según
quienes
sean sus
y herramientas apropiados.
interlocutores, el contexto en el que se
encuentra y los objetivos que persigue.
4c). Identifica las ideas clave en un texto
o discurso oral e infiere conclusiones a
partir de ellas
5. Desarrolla innovaciones y
propone soluciones a
problemas a partir de métodos
establecidos.
5b).Ordena información de acuerdo a
categorías, jerarquías y relaciones.
5e).Sintetiza
evidencias
obtenidas
mediante la experimentación para
producir conclusiones y formular nuevas
preguntas.
Competencias disciplinares
1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente
en contextos históricos y sociales específicos.
2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida
cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.
3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las
hipótesis necesarias para responderlas.
4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de
carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con
hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos
naturales a partir de evidencias científicas.
7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la
solución de problemas cotidianos.
8. Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones
científicas.
9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o
demostrar principios científicos.
10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los
rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora
las acciones humanas de impacto ambiental.
14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo
en la realización de actividades de su vida cotidiana.
II. Simbología
Introducción
III. Introducción a la asignatura
En la asignatura de Física dos se tratan tres grandes temáticas que sin lugar a
dudas, acercan a los estudiantes a entender el comportamiento de su entorno,
tal es el caso de nuestro primer tema que describe aspectos de relevancia para
interpretar el comportamiento térmico de los materiales.
La temperatura de los cuerpos es un concepto que el hombre primitivo
(precientífico) captó a través de sus sentidos. Si tocamos dos piedras iguales,
una a la sombra y otra expuesta a los rayos solares (o el fuego de una hoguera)
encontrando diferencia en la sensación.
Se abordaran contenidos relacionados con la electricidad, desde el momento
histórico que se descubrió y la forma de generarla de forma masiva, sucedieron
una serie de descubrimientos científicos que generaron la invención de un sinfín
de aplicaciones prácticas y la fabricación masiva de instrumentos y máquinas
diferentes.
El conocimiento científico de la relación entre electricidad y magnetismo dio
lugar, inmediatamente, a aplicaciones tecnológicas importantes. Las máquinas
eléctricas, motores eléctricos y generadores de electricidad. De esta forma, el
hombre tuvo a su disposición fuentes de corriente eléctrica de gran intensidad,
hecho que cambió drásticamente la vida, dando lugar a una revolución en la
forma de vida de la humanidad, cuyas consecuencias fueron la iluminación
eléctrica y el teléfono, entre otras.
IV. Desarrollo de actividades
Nombre de la
actividad
Instrucciones para el
estudiante
No.
Encuadre.
1
Revisa el programa y los criterios de acreditación como de evaluación.
Contesta el examen de diagnóstico. En la guía redacta tus expectativas
del curso, del docente y de ti como estudiante; y compártelo grupalmente
Conocimientos a
Adquirir
Trabajo personal.
Trabajo grupal.
Manera didáctica de
lograrlo
A
través
de
la
organización, manejo de
tiempos.
Actitudes a formar
Cooperación,
participación,
responsabilidad.
Manera didáctica de
lograrlas
A
través
de
la
organización, manejo de
tiempo y espacio.
Competencia
disciplinar a
desarrollar
1.- Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y
el ambiente en contextos históricos y sociales específicos.
Manera didáctica de
lograrlo
Propiciando la intervención del estudiante en el análisis del escenario
general para adquirir nuevos conocimientos o fortalecer los ya logrados
Competencia
Genérica a
desarrollar
Manera didáctica de
lograrlo
Producto de
aprendizaje
Recursos materiales
de apoyo
1. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos
contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas
apropiados.
Propiciando en los estudiantes su intervención para conocer sus puntos
de vista y el de los demás.
Examen contestado y Redacción de las expectativas.
Hojas
Programa de la asignatura.
Guía del estudiante.
Examen diagnostico
¿Qué es temperatura?
¿Tenemos la misma temperatura corporal en los días fríos y en los días
calurosos?
¿Por qué cambia la temperatura de los cuerpos y como se manifiesta?
¿Qué es calor?
¿Podrías atravesar con un alambre delgado un hielo?
Masa (fluidos).
¿Cómo determinarías la masa en un gas?
2. Relaciona las leyes de los gases en su concepto y su expresión matemática.
Leyes de los gases
Expresión matemática
Ley general del estado gaseoso
Ley de Gay Lussac
1.
Ley de Charles
Ley de Boyle Mariotte.
o
¿Qué entiendes por fuerza eléctrica?
Escribe el nombre de los elementos que intervienen en una fuerza eléctrica
En la vida cotidiana, citar tres ejemplos donde se aplique la fuerza eléctrica
¿Qué entiendes por capacitor?
¿Qué consideras que es la corriente eléctrica y en que unidades crees que se
mide?
¿Qué entiendes por magnetismo?
¿Cuáles son los polos magnéticos?
Expresa la ley de los polos.
Para que empleas el magnetismo en la vida diaria, da dos ejemplos
Dibuja un imán en barra fracciónalo en dos partes y nombra estas
Nombre de la
actividad
Instrucciones
para el
estudiante
Conocimientos a
Adquirir
Actitudes a
formar
Competencia
disciplinar a
desarrollar
Manera didáctica
de lograrlo
Competencia
Genérica a
desarrollar
¿Y tú te dilatas?
No.
2
Con el tema de temperatura y calor, el estudiante tendrá
acceso a diferentes fuentes informativas para elaborar una
síntesis y/o un cuadro sinóptico, elaborado en papel bond
para exponerlo al grupo, al tiempo de resolver una serie de
ejercicios correspondientes al primer bloque de problemas
relacionados con esta temática.
Temperatura.
a. Escalas
b. Tipos de
A
través
del
Manera
termómetros.
trabajo personal,
didáctica
de
c. Conversión
en equipos y en
lograrlo
entre escalas.
plenaria.
d. Aplicaciones de
la temperatura
Con la integración
de equipos de
Manera
Cooperación,
trabajo
y
didáctica
de
solidaridad.
asignando
roles
lograrlas
en la función que
desempeñan
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando
fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Asignación de la temática con una guía de orientación para la
búsqueda de información y para el desarrollo de síntesis,
primero en lámina y después en electrónico, en formato
Word.
4.- Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en
distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos
y herramientas apropiados.
Manera didáctica
de lograrlo
Plantear una serie de preguntas para que sean resueltas en
plenaria, haciendo referencia a lo que conocía contra lo que
ha aprendido.
Producto de
aprendizaje
Lámina de cuadro sinóptico y/o síntesis por equipo de trabajo
y ejercicios resueltos.
Recursos
materiales de
apoyo
Papel Bond, plumones de colores, guía del estudiante,
formulario, calculadora, pizarrón, etc.
Temperatura:
Magnitud física que mide la energía cinética media de las partículas de un
cuerpo y que da origen a las sensaciones de frío y calor. Es una propiedad de la
materia cuya magnitud se mide con el termómetro.
En términos meteorológicos:
Grado de calor de la atmósfera. Es una magnitud muy variable, por eso en los
estudios científicos se tienen en cuenta tanto los valores extremos como los
medios.
Con temperaturas constantes hay dos puntos muy especiales:
1.-El punto de ebullición del agua, que es la temperatura a la cual hierve dicho
líquido a una presión de una atmósfera.
2.-El punto de congelación del agua, que es la temperatura a la cual el agua se
convierte en hielo a una presión de una atmósfera.
Estos puntos determinan las escalas termométricas, propuestas por los físicos
Daniel Gabriel Fahrenheit, Anders Celsius, y Willian Thomson (Lord Kelvin);
éste último quien propuso que el cero correspondiera a la temperatura que, en
teoría, corresponde al punto en que las partículas que forman la materia quedan
en completo reposo, lo cual se le conoce como cero absoluto .
Experimentalmente se ha comprobado que la temperatura puede aproximarse
a este valor, pero no puede alcanzarlo (el cero corresponde a -273ºC). Dicha
escala se llama Kelvin o absoluta, donde sólo se usan valores positivos.
La relación entre las escalas son las siguientes:
T (K) = T (°C) + 273
T (°F) = 1.8 T (°C) + 32
T (ºC) = T (ºF) – 32
1.8
La escala absoluta correspondiente a la Fahrenheit, es decir, con unidades
iguales, es la escala Rankine, cuyos puntos fijos son 491.69 y 671.67.
Evidentemente, el intervalo en ambos casos es de 180 unidades. La relación
entre la temperatura expresada en ºF y ºR es la siguiente:
T (°R) = T (°F) + 460
Convertir las siguientes escalas termométricas:
1.- -45°C a °F y °K
2.- 455.5°K a °F y °R
3.- 325°F a °C y °K
Completar la siguiente tabla:
TºC
TºF
Superficie del sol
Cuerpo humano
6x10
36
Punto de fusión de
la mantequilla
Punto de ebullición
del alcohol
Punto de
congelación del
hielo seco
Plasma en un
reactor de prueba
de fusión
TºK
3
88
78
-297
1x108
Dilatación:
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.
Llamamos dilatación al cambio de dimensiones que experimentan los sólidos,
líquidos y gases cuando se varía la temperatura, permaneciendo la presión
constante. La mayoría de los sistemas aumentan sus dimensiones cuando se
aumenta la temperatura.
Dilatación de los sólidos
La dilatación es el cambio de cualquier dimensión lineal del sólido tal como su
longitud, alto o ancho, que se produce al aumentar su temperatura.
Generalmente se observa la dilatación lineal al tomar un trozo de material en
forma de barra o alambre de pequeña sección, sometido a un cambio de
temperatura, el aumento que experimentan las otras dimensiones son
despreciables frente a la longitud. Se conocen tres tipos de dilatación.
1.- Dilatación lineal
Consideremos primero la dilatación térmica de un objeto sólido, cuyas
dimensiones lineales se pueden representar por /o, y que se dilata en una
cantidad ΔL. Experimentalmente se ha encontrado que para casi todas las
sustancias y dentro de los límites de variación normales de la temperatura, la
dilatación lineal ΔL es directamente proporcional al tamaño inicial l0 y al cambio
en la temperatura Δt, es decir:
=
.
Donde
se llama coeficiente de dilatación lineal, cuya unidad es el
recíproco del grado, es decir [°C]-1.
2.- Dilatación superficial
Es el mismo concepto que el de dilatación lineal salvo que se aplica a cuerpos a
los que es aceptable y preferible considerarlos como regiones planas; por
ejemplo, una plancha metálica. Al serle transmitida cierta cantidad de calor la
superficie del objeto sufrirá un incremento de área: ΔA.
=
Donde γ se llama coeficiente de dilatación superficial, medida en la misma
unidad que el coeficiente de dilatación lineal y su valor es 2alfa.
3.- Dilatación volumétrica
La dilatación volumétrica de un líquido o un gas se observa como un cambio de
volumen ΔV en una cantidad de sustancia de volumen V 0, relacionado con un
cambio de temperatura Δt. En este caso, la variación de volumen ΔV es
directamente proporcional al volumen inicial V0 y al cambio de temperatura Δt,
para la mayor parte de las sustancias y dentro de los límites de variación
normalmente accesibles de la temperatura, es decir:
=
Donde β se llama coeficiente de dilatación volumétrica, medida en la misma
unidad que el coeficiente de dilatación lineal y su valor es 3alfa.
Nota: para todos los gases, al ser sometidos a una presión constante, el valor
de β es de 1/273 °C-1
Tabla: Valores de α
SUSTANCIA
α ºC-1
SUSTANCIA
α ºC-1
Plomo
29 x 10-6
Aluminio
23 x 10-6
Hielo
52 x 10-6
Bronce
19 x 10-6
Cuarzo
0,6 x 10-6
Cobre
17 x 10-6
Hule duro
80 x 10-6
Hierro
12 x 10-6
Acero
12 x 10-6
Latón
19 x 10-6
Mercurio
182 x 10-6
Vidrio (común)
9 x 10-6
Oro
14 x 10-6
Vidrio (pirex)
3.3 x 10-6
Un puente de acero de 100 metros de largo a 8°C aumenta su temperatura a
24°C cuanto medirá su longitud, en pies.
Parte uno: obtención de datos:
1. Conocidos.
a. Lo = 100 m
b. T°o = 8°C
c. T°f = 24°C
2. Por conocer.
a. Lf = ?
3. Constantes.
a. αacero = 11.5 x 10-6 °C-1
b. 1 ft = 0.3048 m
Parte dos: diagrama de cuerpo libre.
∆L
Parte tres: principio o formula
1.
Parte cuatro: desarrollo.
Algebraico (despeje de variable)
Analítico (sustitución de variables)
(11.5 x 10-6 °C-1)( 100 m)( 24°C-8°C) + 100 m
Parte cinco: resultados
1.- Una barra de aluminio (α = 23 x 10-6 C-1) de 0.012m3 a una temperatura
de 23°C, se calienta a 58°C; calcular su dilatación volumétrica.
2.- A una temperatura de 23 °C una puerta de aluminio mide 2 metros de
largo y 0.9 m de ancho, si disminuye la temperatura a 12°C¿Cuál será su
área final?
3.- Una barra de plata (α = 18 x 10-6 C-1) de un ft de longitud a 78°F, se
introduce en agua hirviendo; ¿cuál será su dilatación lineal?
4.- Un gas a presión cte. Y a 0°C ocupa un volumen de 25 lts. Si su
temperatura se incrementa a 18°C ¿cuál es su volumen final y su dilatación
cúbica?
ACTIVIDADES: RESOLVER LOS SIGUIENTES EJERCICIOS, CON TODOS
SUS PASOS.
1. A una temperatura de 17 °C una ventana de vidrio tiene una área de 1.6
m² ¿Cuál será su área final al aumentar su temperatura a 32 °C
2.- Unos rieles de acero (α = 12 x 10-6 C-1) de 15m de longitud son
colocados un día en que la temperatura es de 3°C ¿cuál será el espacio
mínimo que habrá de dejar entre ellos, para que lleguen justo a tocarse un
día en que la temperatura sea de 48°C?
3.- Un tanque de fierro de 200 l de capacidad a 10°C se llena totalmente de
petróleo, si se incrementa la temperatura de ambos hasta 38 °C.
a) ¿Cuál es la dilatación cubica del tanque?
b) ¿Cuál es la dilatación cubica del petróleo?
C) ¿Cuánto petróleo se derramará en litros y en cm³?
4.- A una temperatura de 0°C un gas ocupa un volumen de 330lts. Si se
incrementa su temperatura a 50°C
a) ¿Cuál será su volumen final si su presión permanece cte.?
b) ¿Cuál fue su dilatación cúbica?
5.-¿Qué aparatos, utensilios, equipos, etc. de los que hay en casa,
funcionan a base de cambios de temperatura?
6.-¿Qué condiciones deben cumplir estos aparatos para soportar estos
cambios?
7.-¿Qué procesos de cambios de temperatura se observan en la localidad
donde vives?
8.-¿Qué procesos de cambios de temperatura existen en los aparatos, equipos,
o procesos de la
especialidad que cursas?
9.-¿Qué importancia percibes sobre esta temática en estudio?
Nombre de la
actividad
¡Cuidado con el hielo¡
No.
3
Con el tema de temperatura y calor, los estudiantes
Instrucciones
integrados en equipo elaboran un acróstico y una canción
para el estudiante haciendo la relación de lo que esta pasando con los
glaciares y continuar con la resolución de problemas.
Calor.
a. Formas de
A través del trabajo
transmisión Manera
Conocimientos a
personal,
en
de calor.
didáctica
de
Adquirir
equipos
y en
b. Cambios
lograrlo
plenaria.
provocados
por el calor
Con la integración
Manera
de
equipos
de
Actitudes a
Cooperación y
didáctica
de trabajo y asignando
formar
solidaridad.
lograrlas
roles en la función
que desempeñan
Competencia
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para
disciplinar a
responder a preguntas de carácter científico, consultando
desarrollar
fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Asignación de la temática con una guía de orientación para
Manera didáctica
la búsqueda de información y para el desarrollo de su
de lograrlo
trabajo.
Competencia
4.- Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en
Genérica a
distintos contextos mediante la utilización de medios,
desarrollar
códigos y herramientas apropiados.
Manera didáctica
de lograrlo
Al integrarse en equipos de trabajo y entrega oportuna de las
actividades de forma correcta.
Producto de
aprendizaje
Elaboración de acróstico,la canción y los ejercicios resueltos.
Recursos
materiales de
apoyo
Papel Bond, hojas, plumones de colores, guía del estudiante,
formulario, calculadora, pizarrón, etc.
El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes
zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este
flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de
menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos
cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe
reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de
los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
La energía que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo
de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del
camino. Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es parte de
dicha energía interna (energía calorífica) transferida de un sistema a otro, lo que
sucede con la condición de que estén a diferente temperatura.
Como parte de una introducción a la transferencia de calor ponemos el clásico
ejemplo donde gracias a la experiencia sabemos que una bebida enlatada fría
dejada en una habitación se entibia y una bebida enlatada tibia que se deja en
un refrigerador se enfría. Todo esto gracias a la transferencia de energía del
medio caliente hacia el frío. Esta transferencia de energía siempre se produce
del medio que tiene la temperatura más elevada hacia el de temperatura más
baja y esa transferencia se detiene cuando ambos alcanzan la misma
temperatura.
La energía existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor,
que es la forma de la energía que se puede transferir de un sistema a otro como
resultado de la diferencia de temperatura.
Benjamin Thompson y James Prescott Joule establecieron que el trabajo podía
convertirse en calor o en un incremento de la energía térmica determinando
que, simplemente, era otra forma de la energía.
La unidad de medida del calor en el Sistema Internacional de Unidades es la
misma que la de la energía y el trabajo: el joule.
Otra unidad ampliamente utilizada para medir la cantidad de energía térmica
intercambiada es la caloría (cal), que es la cantidad de energía que hay que
suministrar a un gramo de agua a 1 atmósfera de presión para elevar su
temperatura 1 °C. La caloría también es conocida como caloría pequeña, en
comparación con la kilocaloría (kcal), que se conoce como caloría grande y es
utilizada en nutrición. 1 kcal = 1000 cal
Joule, estableció el equivalente mecánico del calor, determinando que: 1 cal =
4.2 J, y un J = 0.24cal
El joule (J) es la unidad de energía en el Sistema Internacional de Unidades.
El BTU, (o unidad térmica británica) es una medida para el calor muy usada en
Estados Unidos y en muchos otros países de América. Se define como la
cantidad de calor que se debe agregar a una libra de agua para aumentar su
temperatura en un grado Fahrenheit, y equivale a 252 calorías y a 778Lbft
Otro concepto muy utilizado en el tema de calor es el calor específico, que es la
energía necesaria para elevar 1 °C la temperatura de un gramo de materia.
El calor específico (Ce) es un parámetro que depende del material y relaciona el
calor que se proporciona a una masa determinada de una sustancia con el
incremento de temperatura:
Las unidades más habituales de calor específico son:
Ce = J / kg°K
Ce = cal /gr°C
El calor específico de un material depende de su temperatura; no obstante, en
muchos procesos termodinámicos su variación es tan pequeña que puede
considerarse que el calor específico es constante.
De esta forma, y recordando la definición de caloría, se tiene que el calor
específico del agua es de:
Ce H2O= 1 cal /gr°C en estado líquido y en sólido y gas es de Ce = 0.50 cal
/gr°C
Capacidad calorífica
La capacidad calorífica de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o
menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de
temperatura bajo el suministro de calor. Se identifica por la variable C y su
ecuación es: C = mCe y su unidad de medición es cal/°C
Para calcular la cantidad de calor que necesita la materia para modificar su
temperatura se utiliza la siguiente ecuación: Q = mCeΔT
Y si la materia cambia de fase se agregan las ecuaciones de calor latente de
fusión y de vaporización, las cuales son: Q = mLf y Q = mLv
Así como pasa con el calor específico para el agua y otras sustancias, el calor
latente también es una constante para las diferentes sustancias, por lo tanto sus
valores para agua es de Lf= 80cal/gr o 144BTU / Lb y Lv= 540cal/gr o
970BTU / Lb
Nota: en estos conceptos se utiliza la unidad de libra equivalente a 454gr como
unidad de masa.
Calor cedido y absorbido por los cuerpos.
Calorímetro
El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor
suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el
calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que
liberan o absorben los cuerpos.
Cuando un cuerpo caliente se pone en contacto con uno frio existe un
intercambio de energía calorífica del cuerpo caliente al frio hasta que igualan su
temperatura. En un intercambio de calor, la cantidad del mismo permanece
constante pues el calor transmitido por uno o más objetos calientes será el que
reciba uno o más objetos fríos. Esto da origen a la ley de intercambio de calor
que dice:
“en cualquier intercambio de calor efectuado, el calor cedido es igual al
absorbido”. Por la tanto
calor cedido = calor ganado
El calor absorbido o cedido origina transferencia calórica de un cuerpo a otro,
ya que el calor que un cuerpo cede es absorbido por otro cuerpo. Por ejemplo
cuando tienes un vaso con agua caliente y le pones hielos, el agua no se
"enfría" como decimos, más bien cede calor a los hielos y estos absorben ese
calor, por lo tanto este calor se reparte entre ambos cuerpos y la temperatura
del agua disminuye, pues perdió el calor que cedió a los hielos. Esta situación
da origen al principio de las mezclas calóricas:
“Si dos o más cuerpos de diferentes temperaturas se mezclan, el calor
absorbido por los cuerpos fríos equivale al calor cedido por los cuerpos
calientes, quedando todos a una temperatura común.”
Y lo representamos en fórmula: Q absorbido = Q cedido
El agua.
Calcular la cantidad de calor que se requiere para cambiar 100 gr de hielo, a -10oC
en vapor de agua a 130oC.
Parte uno: obtención de datos:
1.-Conocidos.
c. To = -10oC
d. Tf = 130oC
e. m = 100 g
2.-Por conocer.
f. Qt = ?
3.-Constantes.
g. Cehielo = 0.50cal/goC
h. Ceagua = 1cal/goC
i. Cevapor=0.48 cal/goC
j. ʎfhielo= 80 cal/g
k. ʎv agua=540 cal/g
Parte dos: diagrama de cuerpo libre.
Parte tres: principios o fórmulas
1.2.
3.
4. Qt=Qhielo+ Qf +Qagua+Qv+Qvapor
Parte cuatro: desarrollo.
Analítico (sustitución de variables)
(100g)(0.50cal/goC)(10oC)
Qfhielo=(100g)(80cal/g)
Qagua=(100g)(1 cal/goC)(100oC)
Qvagua=(100g)(540 cal/g)
Qvapor agua=(100g)(0.48 cal/goC)(30oC)
Qt=500cal+10000cal+8000cal+54000cal+1440cal
Parte cinco: resultados
Cuestionario
1. Describe cuando es conveniente utilizar un termómetro de mercurio, un
termómetro de alcohol y un termómetro de resistencia.
2.-Define los conceptos de calor latente de fusión y de ebullición.
3.-¿Cuáles son los cambios de fase que sufre la materia a la variación de
temperatura?
4.-¿Por qué los iceberg flotan?
5.- Realiza en equipo un acróstico y una canción.
Ejercicios
1.-Calcular la cantidad de calor que se requiere para cambiar 100g de hielo
a -15°C en agua a 0oC.
2.-¿Qué cantidad de calor se necesita para incrementar la temperatura de
50gr de vidrio (0.19cal/gr°C)de 20°C a 50°C?
3.-Al aplicar 7400Cal a 200gr de una sustancia la temperatura se incrementa
de 2°C a 39°C ¿Cuál es su calor específico?
4.-600gr de fierro (0.11cal/gr°C)se encuentran a una temperatura de 20°C
¿Cuál será su temperatura final si se le suministran 8000Cal?
5.- Calcular la capacidad calorífica de 4.5kg de agua.
Actividad para elaborar ( individual, dupla o equipo )
Es hora de poner en práctica estos conocimientos: “Adelante”
1.-¿Qué cantidad de calor se necesita para cambiar 15kg de hielo a -28°C en
vapor a 123°C?
2.-¿Qué cantidad de calor se libera al medio ambiente cuando 0.5Lb de vapor a
235°F se transforman en hielo a 10°F?
3.- Una barra de aluminio (0.22cal/gr°C) de 3kg tiene una temperatura de 25°C
¿cuál será su temperatura final en °R, si al ser calentada recibe 12000cal?
4.- ¿Cuánto calor se requiere para fundir 2.5kg de fierro (Lf = 6cal/gr)
Calorímetro
Un trozo de fierro de 316.93 g se pone a calentar en un vaso de precipitados
con agua hasta que alcanza una temperatura de 90oC. Se introduce
inmediatamente en un recipiente interior del calorímetro de Aluminio cuya masa
es de 150 g que contiene 300 g de agua a 18oC. Se agita la mezcla y la
temperatura aumenta hasta 25oC ¿Cuál es el calor específico del fierro?
Parte uno: obtención de datos:
1.-Conocidos.
l. mfierro = 316.93 g
m. T°fierro = 90°C
n. maluminio= 150 g
o. magua=300 g
p. T°agua = 18°C
q. Tfagua=250C
2.-Por conocer.
r. Cefierro = ?
3.-Constantes.
s. Cealuminio= 0.217cal/gr 0C
t. Ceagua= 1 cal/g 0C
Parte dos: diagrama de cuerpo libre.
Parte tres: principio o fórmula
4.5. Q=mCe∆T
Parte cuatro: desarrollo.
Algebraico (despeje de variable)
Por lo tanto
Analítico (sustitución de variables)
Cefierro= [300g(1cal/g0C)(70C)]+ [150g(0.217cal/g0C)(70C))/(316.93g(650C) ]
Parte cinco: resultados
0.113 cal/g 0C
1.- Un recipiente de Aluminio (0.22cal/gr°C) de 150 g contiene 200 g de
agua a 10oC. Determinar la temperatura final del recipiente y del agua, si se
introduce en está un trozo de cobre (0.093cal/gr°C) de 60 g a una
temperatura de 3000C.
2.- Determinar la temperatura a la que se calentó una barra de fierro
(0.11cal/gr°C) de 3 Kg si al ser introducida en 2 kg de agua a 150C eleva la
temperatura de esta hasta 300C.
Sigue adelante “tú puedes”
1.- una barra caliente de cobre (0.093cal/gr°C) cuya masa es de 1.5 kg se
introduce en 4 kg de agua, elevando su temperatura de 18 0C a 280C. ¿Qué
temperatura tiene la barra de cobre?
2.- Una barra de plata de 335.2gr con una temperatura de 110°C se introduce
en un calorímetro de aluminio de 60gr que contiene 450gr de agua a 23°C. Se
agita la mezcla y la temperatura se incrementa hasta 26°C ¿Cuál es el calor
específico de la plata?
3.- Calcular cuál es la temperatura final de 900gr de agua a 17°C contenida en
un calorímetro de aluminio (0.22cal/gr°C) que tiene una masa de 300gr,
después de introducir en ella un trozo de plomo (0.031cal/gr°C) de 400gr
previamente calentado a 100°C.
4.-Describa brevemente los conceptos involucrados.
5.-Da dos ejemplos ilustrados de las formas de transferencia de calor
Nombre de la
actividad
Instrucciones para el
estudiante
Conocimientos a
Adquirir
¿Qué hacemos con el gas?
No.
4
Investiga las variables con las cuales los gases trabajan y
las leyes que los sustentan en un cuadro comparativo;
empleando dichas variables en la resolución de ejercicios
planteados, tanto en forma individual como en equipo.
Leyes
de
los
gases.
Manera
A través del trabajo
Ley general de
didáctica
de individual
y
en
los gases.
lograrlo
equipos.
Gases ideales.
Competencia
disciplinar a
desarrollar
Con la integración
de
equipos
de
de trabajo y asignando
roles en la función
que desempeñan
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando
fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Manera didáctica de
lograrlo
En el manejo correcto de las diferentes variables al dar
soluciones a los problemas planteados.
Competencia
Genérica a
desarrollar
4.- Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en
distintos contextos mediante la utilización de medios,
códigos y herramientas apropiados.
Manera didáctica de
lograrlo
Al integrarse en equipos de trabajo y entrega oportuna de las
actividades de forma correcta.
Actitudes a formar
Producto de
aprendizaje
Recursos materiales
de apoyo
Tolerancia,
cooperación,
solidaridad.
Elaboración
resueltos.
Manera
didáctica
lograrlas
del
cuadro
comparativo
y
los
ejercicios
Guía del estudiante, formulario, calculadora, pizarrón, etc.
El Monte Everest
Un tanque de oxígeno tiene un volumen interno de 26.3 lts y se encuentra a una
presión absoluta de 5.7x106Pa a 23°C. El oxígeno se emplea para escalar el
monte Everest en donde la presión absoluta es de 3.05x10 6Pa y donde la
temperatura es de -17°C ¿Qué volumen de oxígeno puede suministrar el
recipiente en estas condiciones?
Parte uno: obtención de datos:
1.-Conocidos.
V1 = 26.3 lts
T1 = 23°C
T2 = -17°C
P1 = 5.7x106Pa
P2 = 3.05x106Pa
2.-Por conocer.
V2 = ?
Parte dos: diagrama de cuerpo libre.
Parte tres: principio o fórmula
Parte cuatro: desarrollo.
Algebraico (despeje de variable)
Analítico (sustitución de variables)
(5.7x6Pa (26.3lts)(256°K))/(3.05x106Pa(296°K))
Parte cinco: resultados
ACTIVIDADES: RESUELVE LOS EJERCICIOS SIN OLVIDAR LOS PASOS A
SEGUIR.
1.-¿Qué volumen de hidrógeno gaseoso a presión atmosférica es necesario
para llenar un tanque de 2ft3 a una presión absoluta de 2500Lb/in2?
2.-Si se tienen 1763.2cm3 de un gas a una presión de 587mmHg ¿a qué
presión se sometió si su volumen es de 1500 cm3, dar el resultado en atm.
3.-Un globo lleno de aire tiene un volumen de 0.220m 3 a 0°C, si al modificar la
temperatura alcanza un volumen de 259.5 lts; ¿cuánto se modificó la
temperatura?
4.-Se tiene un gas a una temperatura de 25°C y con un volumen de 70ml a una
presión cte. ¿qué volumen ocupará a una temperatura de 0°C?
5.-Una lancha inflable se llena de aire a presión manométrica de 25psi en un
momento en que la presión ambiental es de 14.4Lb/in2 y la temperatura de
40°C. Después de estar expuesta al sol y la presión a la que se somete debido
a su movimiento aumenta la temperatura a 45°C. Si despreciamos la ligera
variación de volumen, ¿cuál será la nueva presión manométrica en la lancha?
6.-Un gas a una temperatura de 30°C y a una presión de 460mmHg se calienta
hasta que su presión sea de una atmósfera ¿cuál es la temperatura en °F?
7.-Una masa de hidrógeno ocupa 60dm3 a 25°C y una presión de 1.2atm, ¿cuál
será su volumen a -5°C y 2.3atm?
8.-Un tanque de 6lts contiene una muestra de gas bajo una presión absoluta de
600kPa y una temperatura de 57°C ¿cuál será la nueva presión, si la muestra
de gas se coloca en un recipiente de 3lts a 7°C?
9.-¿Cuántos moles de oxígeno están contenidos en 500ml a una temperatura
de 80°C y 460mmHg?
10.-¿Cuántos moles de gas He hay en un tanque de 6lts cuando la presión es
de 2x105 Pa y la temperatura es de 27°C?
CONTINUACION LOS EJERCICIOS “TÚ PUEDES”
1.-Un neumático de tractor contiene 2.8ft3 de aire a una presión manométrica de
70psi ¿qué volumen de aire atmosférico se requiere para llenar este neumático,
suponiendo que no hay cambios en su temperatura?
2.-Calcular la temperatura en °R a la cual se encontraba con un volumen de
0.4dm3, si a una temperatura de 45°C hay un volumen de 1.2dm 3
3.-Un balón de futbol recibe una presión atmosférica de 78000Pa y se infla a
una presión manométrica de 58800Pa registrando una temperatura de 19°C; si
el balón recibe un incremento en su temperatura a 25°C debido a los rayos
solares, calcular su nueva presión manométrica?
4.-Un compresor de aire recibe 2m3 de aire a 20°C y a una atmósfera de
presión; si el compresor descarga en un depósito de 0.3m 3 a una presión
absoluta de 1500KPa ¿cuál es la temperatura del aire descargado?
5.-Una masa de H2 ocupa un volumen de 200lts en un tanque a una presión de
0.8atm y a una temperatura de 22°C ¿cuántos moles de gas hay?
Nombre de la
actividad
Instrucciones
para el estudiante
Conocimientos a
Adquirir
Carga …¡qué pelos!
No.
5
Contesta individualmente el cuestionario que se presenta, en
equipo investigan la definición de los conceptos de la unidad
con sus respectivas variables y unidades de medición
anotándolos libremente en el espacio correspondiente y
rectifica tus respuestas del cuestionario; participa por equipo
en la carrera de las latas y resuelve los ejercicios.
Electricidad
a.-Fuerza
eléctrica
b.-Campo
eléctrico
Manera
A través del trabajo
c.-Potencial
didáctica
de individual
y
en
eléctrico
lograrlo
equipos.
d.-Capacitancia y
conexión
de
capacitores
Competencia
disciplinar a
desarrollar
Con la integración
Tolerancia,
Manera
de
equipos
de
cooperación,
didáctica
de trabajo y asignando
solidaridad.
lograrlas
roles en la función
que desempeñan
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para
responder a preguntas de carácter científico, consultando
fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
Manera didáctica
de lograrlo
En el manejo correcto de las diferentes variables al dar
soluciones a los problemas planteados.
Actitudes a
formar
Competencia
Genérica a
desarrollar
Manera didáctica
de lograrlo
5.- Desarrolla innovaciones y propone soluciones a
problemas a partir de métodos establecidos.
Al integrarse en equipos de trabajo y entrega oportuna de las
actividades de forma correcta.
Producto de
aprendizaje
Exposición y los ejercicios resueltos.
Recursos
materiales de
apoyo
Guía del estudiante, formulario, calculadora, pizarrón, etc.
CUESTIONARIO
1.-¿Qué sabes respecto a la electrostática?
2.-¿Qué entiendes por carga eléctrica?
3.-¿Qué es el campo eléctrico?
4.-¿Hay diferencias entre cargas eléctricas?, ¿Cuál o cuáles?
5.-¿Qué ocurre cuando hay varias cargas eléctricas cercanas entre sí?
6.-¿Qué es un átomo?
7.-¿Cuáles son los tres principales componentes de un átomo?
8.-¿Cómo se caracterizan los componentes de los átomos?
9.-¿Qué significa para ti capacidad relacionada con el tema de electricidad?
10.- Consulta en el diccionario el significado de la palabra capacidad
Fuerza eléctrica
Campo eléctrico
Potencial eléctrico
Capacitancia
Conexión de capacitores
Dos pequeñas esferas con cargas eléctricas positivas de magnitudes de 8x10 -12
C y 4.8x10-9 C se encuentran separadas por una distancia de 15cm ¿cuál es la
magnitud de la fuerza?
Parte uno: obtención de datos:
1.-Conocidos.
q1 = 8x10-12 C
q2 = 4.8x10-9 C
r = 15cm
2.- Constantes
k = 9x109Nm2/C2
3.-Por conocer.
F=?
Parte dos: diagrama de cuerpo libre.
Parte tres: principio o fórmula
F = k q1q2/r2
donde
F es igual a la fuerza eléctrica.
K es igual a la constante de proporcionalidad. Donde
9x109Nm2/C2
q1 , q2 es igual a la carga eléctrica dada en coulombs
r distancia entre las cargas en m.
Parte cuatro: desarrollo.
Algebraico (despeje de variable)
F = k q1q2/r2
Analítico (sustitución de variables)
F = 9x109Nm2/C2 ( 8x10-12 C ) ( 4.8x10-9 C ) / ( 0.15m )2
Parte cinco: resultado
F = 1.53x10-8N
ACTIVIDADES: continúa con el trabajo “estas a punto de lograr la
meta”
1.-Un cuerpo cargado con 2.4 mC se encuentra a 10cm a la derecha de otro, si
existe una fuerza de 12096000N; ¿cuál es el valor del otro cuerpo?
2.-Una carga eléctrica de 6x10-8C se repele con otra de 5.3x10-8C con una
fuerza de 3.52x10-3N; determina cuál es la distancia que las separa.
3.-Determina la magnitud de dos cargas eléctricas que se localizan a 15cm una
de la otra, si se sabe que éstas son iguales y se rechazan con una fuerza de
0.09N
4.-Tres cargas eléctricas se ubican a lo largo de una línea de 9cm, la primera de
ellas es negativa con una magnitud de 2µC y se encuentra en el extremo
derecho de la línea; la segunda positiva de
5.4µC en el extremo izquierdo; la tercera está a 2cm a la derecha de la primera
es positiva y tiene 19nC ¿cuál es la fuerza neta que actúa sobre la tercera
carga?
5.-¿Cuál es la intensidad de campo eléctrico que produce una carga de 4.5µC
a una distancia de 40cm?
6.-¿Qué fuerza produce en un punto determinado del espacio una carga de 3µC
si se genera un campo eléctrico de 666.66N/C?
7.-Una carga de 17nC se encuentra a una distancia de 25cm a la derecha de
otra carga de -26nC, calcula la intensidad del campo eléctrico en un punto A
ubicado en la línea que une a las dos cargas a 10cm de la carga negativa.
8.-Determina el valor del potencial eléctrico de un punto P situado a 15cm de
una carga de 18.5nC
9.-Se tienen dos cargas eléctricas con valores de q1 = 4.5µC y q2 = 7.2µC
separadas entre sí por una distancia de 25cm; si existen dos puntos A y B
ubicados en la línea que une a ambas, de tal forma que la distancia del punto A
a la carga uno es de 11cm y del punto B a la carga dos es de 14cm ¿cuál es la
diferencia de potencial entre los puntos A y B?
10.-Un capacitor de 5µF está conectado a una batería de 1.5V que le produce
una diferencia de potencial de ese valor; ¿cuál es la cantidad de carga
almacenada por el capacitor?
11.-Se tiene un capacitor de 17pF que se sabe que almacena una carga
eléctrica de 25µC ¿qué diferencia de potencial se le debió aplicar para que esto
ocurriera?
12.-La capacidad de un capacitor que contiene aire entre sus placas metálicas
es de 330pF, si se sabe que el área de cada placa es de 0.15m 2 ¿cuál es la
distancia que las separa?
13.-Tres capacitores de 3, 5 y 10pF se conectan en serie a una batería de 12V
calcular:
a).- La capacitancia equivalente de la serie
b).- La carga depositada en cada uno de los capacitores y
c).- La diferencia de potencial en cada capacitor
14.-Cuatro capacitores de 6, 8, 9 y 12µF se conectan en paralelo a una batería
de 24V calcular:
a).- La capacitancia total de combinación
b).- La diferencia de potencial en cada capacitor
c).- La carga depositada en cada uno de los capacitores y
d).- La carga total que almacena la conexión
Nombre de la
actividad
Instrucciones para el
estudiante
Conocimientos a
Adquirir
Actitudes a formar
¿Qué hace funcionar lo que nos rodea?
No.
6
Observa lo que hay a tu alrededor, dependiendo de donde te encuentres;
haz una lista de objetos cuyo funcionamiento depende de que se accione
un interruptor.
En tu casa selecciona alguno de los aparatos eléctricos que hay y revisa
sus etiquetas que indique las especificaciones del mismo y registra el
dato y su respectivo dibujo.
Busca la tabla de valores de resistividad para diferentes materiales a una
temperatura dada.
Realiza en equipo un collage del tema electromagnetismo y compartirlo
grupalmente.
Resolución de ejercicios.
Electrodinámica
a.-Corriente eléctrica
Manera didáctica de A través del trabajo
b.-Magnetismo
lograrlo
individual y en equipos.
c.-Electromagnetismo
Tolerancia,
cooperación,
solidaridad.
Manera didáctica de
lograrlas
Con la integración de
equipos de trabajo y
asignando roles en la
función
que
desempeñan
Competencia
disciplinar a
desarrollar
4.- Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a
preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y
realizando experimentos pertinentes.
Manera didáctica de
lograrlo
En el manejo correcto de las diferentes variables al dar soluciones a los
problemas planteados.
Competencia
Genérica a
desarrollar
Manera didáctica de
lograrlo
5.- Desarrolla innovaciones y propone soluciones a
problemas a partir de métodos establecidos.
Al integrarse en equipos de trabajo y entrega oportuna de las actividades
de forma correcta.
Producto de
aprendizaje
Lista de objetos, registro de datos de un aparato eléctrico, tabla de
valores de resistividad, collage y ejercicios resueltos.
Recursos materiales
de apoyo
Guía del estudiante, papel bond, revistas, pegamento, tijeras, formulario,
calculadora, pizarrón, etc.
Lista de objetos
Características
Registro de aparato eléctrico y dibujo
Tabla de valores de resistividad
¿Cuál es la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor si a
través de él pasan 56C en media hora?
Parte uno: obtención de datos:
1.-Conocidos.
q = 56C
t =1/2 hr
2.-Por conocer.
I =?
Parte dos: diagrama de cuerpo libre.
Parte tres: principio o fórmula
I = q/t
I= intensidad corriente eléctrica
q= carga eléctrica
t= tiempo
Parte cuatro: desarrollo.
Algebraico (despeje de variable)
Analítico (sustitución de variables)
I= 56C /1800s
Parte cinco: resultado
I = 0.0311A
ACTIVIDADES: la meta esta a unos pasos, “tú eres el triunfador:
felicidades lo vas a lograr”.
1.-¿Cuántos electrones pasan por un conductor en 10 segundos si a través de
éste circula una corriente de 8ª? (recuerda que 1e - = 1.6 x 10-19C y 1C = 6.24 x
1018 e- )
2.-La intensidad de corriente eléctrica que circula por un conductor es de 2ª
¿cuánto tiempo debe mantenerse esta corriente para que la carga que pase sea
de 115C?
3.-¿Qué longitud debe tener un alambre de acero con una sección transversal
de 0.3mm2, si se desea que tenga una resistencia de 8Ω a una temperatura de
23ºC?
4.-Se sabe que cierto aparato funciona con una corriente de 12ª a 120V ¿cuál
es la resistencia de éste?
5.-¿Qué corriente circula por un aparato eléctrico si este tiene una resistencia
de 8 ohms y se le aplica una diferencia de potencial de 9V?
6.-En una casa se usan habitualmente focos de 75W y están conectados a una
diferencia de potencial de 127V; calcula la resistencia del filamento de uno de
estos focos, la intensidad de corriente eléctrica que circula por él y la energía
que consume si está encendido durante 4hrs
7.-Un resistor de 7Ω está conectado en serie con otro de 5Ω y una batería de
24V; calcular la resistencia total, la corriente total del circuito y la diferencia de
potencial en cada resistencia.
8.-Tres resistores de 4, 6 y 9 ohms respectivamente se conectan en paralelo a
una diferencia de potencial de 9V por medio de una pila:
a).- ¿Cuál es el valor de la resistencia total
b).- ¿Cuál es la corriente que circula por todo el circuito?
c).- ¿Cuál es la corriente en cada uno de los resistores?
9.-Una espira rectangular se coloca enfrente de un imán de tal forma que la
línea de fuerza la cruzan en forma perpendicular. Calcula la densidad de flujo
magnético que cruza la espira, si el flujo es de 3.5 x 10-3Wb y las dimensiones
de la espira son 15 x 28cm
10.-Encuentra la cantidad de flujo magnético que penetra en una espira de 7cm
de ancho y 12cm de largo, si está en posición perpendicular respecto a las
líneas de fuerza de un campo magnético con una densidad de flujo igual a 0.42
Teslas.
Que los alumnos no presenten la guía ya que ahí están los ejercicios a realizar,
se les olvide ésta para las clases, no presenten el material requerido, no tengan
la calculadora y el formulario.
V. Bibliografía y Paginas Web
Autores diversos. Colección La Ciencia para Todos. Fondo de Cultura
Económica. México.
Bennett, C. (2005). Física sin matemáticas. CECSA. México.
Cuellar, J. (2008). Física I y II. Mc Graw Hill. México.
Félix, A. y Domínguez, A. (2004). Pioneros de la Física. Trillas. México.
Pople, S. (2004). Física razonada. Trillas. México.
Resnick, R. et. Al. (2006). Física. Volúmenes 1 y 2. CECSA. México
Tippens, Paul E. (2009). Física conceptos y aplicaciones. Mc Graw Hill. México.
Maffey García, Silvia G. Física 2. GES. México.
http://www.youtube.com/watch?v=egWFISGmtzc
http://www.youtube.com/results?search_query=f%C3%ADsica+entretenida&oq=
f%C3%ADsica+&aq=8&aqi=g10&aql=&gs_l=youtube.1.8.0l10.37306.46320.0.5
0337.17.13.0.4.4.0.201.1564.3j8j1.13.0...0.0.zgWTfkZEMXk
http://www.physicsgames.net/
http://perso.wanadoo.es/oyederra/
http://www.acienciasgalilei.com/indicederfis.htm
VI. Glosario
Glosario
Temperatura:
Calor:
Magnitud física:
Energía cinética:
Meteorológicos:
Atmósfera:
Presión:
Cambios de fase:
Estados de agregación:
Electrodinámica:
Dilatación:
Coulomb:
Joule:
Calorímetro:
mmhg:
BTU:
Fuerza eléctrica:
Campo eléctrico:
Potencial eléctrico:
Capacitancia:
Capacitor:
VII. Anexos
Son complementos de la guía de aprendizaje, entre los cuales podemos encontrar
tablas de valores, fotografías, esquemas, formularios, formatos, planos, mapas,
lecturas, o cualquier otro soporte gráfico o documental de la guía.
Los anexos deben estar ordenados y numerados, así mismo deberán estar
referenciados en la parte de la guía donde corresponda.
Lista de cotejo para evaluar la resolución de ejercicios
Indicador
1
2
3
4
5
cumplimiento
Si
No
Utiliza todos los
pasos para resolver
el ejercicio
Utiliza la fórmula
correcta
Realiza bien el
despeje de la
fórmula
Sustituye
adecuadamente los
datos
Presenta orden y
limpieza
Calificación
1 = Si cumplió
Ejecución
Ponderación calificación
3.0
Observaciones
2.0
2.0
2.0
1.0
0 = No cumplió
Lista de cotejo para cuadro sinóptico
CUMPLE
ATRIBUTOS
SI
Presenta idea o concepto general.
Las ideas secundarias están separadas de la principal por medio de
llaves.
Establece claramente las jerarquías relacionadas con el tema.
La redacción es clara y coherente
Utiliza palabras clave en el desarrollo del tema.
Existe orden y limpieza.
NO
Lista de cotejo para evaluar acróstico y canción
CARACTERÍSTICA
CUMPLE
NO
CUMPLE
Utiliza conceptos referentes al tema
Manejo correcto de la ortografía
Presenta creatividad
Hay rima entre las ideas
Hay coherencia entre las ideas
El acróstico y canción tienen la presentación adecuada
Lista de cotejo para evaluar cuadro comparativo
Indicador
1 La redacción
es clara
2 Analiza cada
una de las
diferentes
variables de
los gases
3 El cuadro
muestra los
puntos más
importantes
del tema
4 El cuadro es
elaborado
con limpieza
y creatividad
Calificación
1 = Si cumplió
0 = No cumplió
cumplimiento
Ejecución
Si
No
Ponderación calificación
2.0
3.0
3.0
2.0
Observaciones
LISTA DE COTEJO UNO
Nombre de la Materia:
Grado y grupo:
Plantel:
Clave:
Fecha de aplicación:
Profesor:
Alumno:
INSTRUMENTO DE EVALUACION
Descripción: LISTA DE COTEJO Código: LC.1:01
(100%)
Desempeño a evaluar: Exploración de material informativo en electrónico,
impreso, audio y video.
INSTRUCCIONES: Observe si la ejecución de las actividades que se
enuncian las realiza el capacitando que se esta evaluando y marcar con
una “X“ el cumplimiento o no en la columna correspondiente, así mismo
es importante anotar las observaciones pertinentes.
REGISTRO DE
No Acciones a evaluar
CUMPLIMIENTO OBSERVACIONES
SI
NO
NA
1 Presenta evidencia de descarga de
documento
y/o
la
dirección
electrónica de referencia(2)
2 Presenta evidencia de consulta en
libros u otros medios impresos (2)
3 Resalta conceptos, principios y
procedimientos(2)
4 Realiza comentarios asociados con
experiencias
en
su
entorno
personal y/o profesional.(2)
5 Presenta un material de apoyo que
sintetiza las ideas fundamentales
(2)
a) Conceptos
b) Formulas.
c) Procedimientos
d) Aplicaciones.
Notas: - Los números entre paréntesis en los reactivos, señalan la ponderación que tiene cada reactivo, respecto del instrumento.
- El número después del nombre del instrumento señala el valor del cuestionario, en la calificación, en relación al total de instrumentos
que se aplicarán para evaluar esta unidad temática.
Guía de aprendizaje
LISTA DE COTEJO DOS
Nombre de la Materia:
Instructor:
Alumno:
Subsistema:
Plantel:
Fecha de aplicación:
INSTRUMENTO DE EVALUACION
Descripción: LISTA DE COTEJO (15%)
Código: LC1:02
Desempeño a evaluar: Demostración experimental del comportamiento de variables de uno o más
principios asociados con la termología.
CONDICIONES DE OPERACIÓN:
-
Esta guía de observación deberá ser aplicada por el instructor y por el equipo de trabajo
asignado para evaluar a otro equipo.
Siempre al finalizar cada semana de trabajo.
Primero la responde el equipo evaluador y después el instructor. Sería ideal que lo pudieran
hacer simultáneamente.
El instructor se queda con el instrumento después de cada semana de trabajo.
INSTRUCCIONES:
Anote en el cuadro correspondiente el número que se ajuste a la percepción que usted tiene del
equipo de trabajo respecto a los avances logrados. Considere la siguiente escala:
1. Pésimo. Me sorprende negativamente.
2. Insuficiente.
3. Suficiente.
4. Excede mis expectativas. Me sorprende positivamente.
5. No aplica para este momento.
Versión 1.0
Academias Estatales 2012 Semestre “A”
Guía de aprendizaje
NO.
SECCIÓN A EVALUAR
PRIMER
SEMANA
ALUMNO
1
2
3
4
5
6
DOCENTE
SEGUNDA
SEMANA
ALUMNO
DOCENTE
TERCER
SEMANA
ALUMNO
FINAL
DOCENTE
Presenta la idea y el plan de acción
para desarrollarla
Presenta los materiales y los
procesos de adecuación
Presenta los diseños de partes y
mecanismos de ensamblaje
Presenta el modelo para las pruebas
de funcionamiento.
Elabora y presenta el documento
descriptivo del modelo.
Demuestra la aplicación de uno o
más principios en su modelo.
TOTALES
Nota: El trabajo se desarrolla en equipos de seis integrantes, el tiempo límite para lograr el máximo
rendimiento es en la tercera semana, la puntuación más alta lograda es la que se toma como
referencia para la calificación del desempeño.
Versión 1.0
Academias Estatales 2012 Semestre “A”
Guía de aprendizaje
INSTRUCCIONES: Observe si la ejecución de las actividades que se enuncian las realiza el
capacitando que se esta evaluando y marcar con una “X“ el cumplimiento o no en la columna
correspondiente, así mismo es importante anotar las observaciones pertinentes.
REGISTRO DE
No Acciones a evaluar
CUMPLIMIENTO
SI
1
Contesta de forma objetiva. (2)
2
Ortografía. (2)
3
Entrega en tiempo y forma. (2)
4
Presenta orden y limpieza. (2)
5
Identifica y relaciona las ideas principales (2)
NO
OBSERVACIONES
NA
Notas: - Los números entre paréntesis en los reactivos, señalan la ponderación que tiene cada reactivo, respecto del instrumento.
- El número después del nombre del instrumento señala el valor del cuestionario, en la calificación, en relación al total de instrumentos que se aplicarán para evaluar esta
unidad temática.
Versión 1.0
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