domingo, 30 de noviembre de 2014

Semana16
martes
SESIÓN
46
Fenómenos térmicos y contaminación.
contenido temático
Fenómenos térmicos y contaminación.


Aprendizajes esperados del grupo
Conceptuales:
·        Fuentes de energía contaminantes
Procedimentales:
·         Reconoce el impacto de la energía no aprovechable como fuente de contaminación.
·        Indagación bibliográfica acerca del tema.
Actitudinales
Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales
laboratorio:
-        Material: Soporte universal con arillo de hierro, termómetro, vaso de precipitados de 250 ml, caldera, probeta graduada de 10 ml.
-        Sustancias: Alcohol etanol, gasolina, petróleo.
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 de acuerdo a su Planeación de clase, solicita a cada equipo contestar las cuestiones:
¿Cuáles fuentes de energía conocen que son contaminantes?
¿Han observado los contaminantes producidos por la combustión de energéticos fósiles?
¿Se aprovecha la energía al cien por ciento, al intercambiarse de un sistema de mayor energía a otro de menor energía?
Preguntas
¿En qué consisten las energías no-renovables?

¿En qué consisten las energías renovables?

¿Cuáles son las energías renovables?

¿Cuáles son las energías no renovables?

¿Cuáles son las fuentes de energía más contaminantes?

¿Cuál es el impacto ambiental del uso de la energía?

Equipo
3
2
6
1
4
5
Respuesta
Son las que se utilizan para el funcionamiento de ciertos organismos  y si se terminan no se pueden generar de nuevo.
Las energías renovables son energías limpias que contribuyen a cuidar el medio ambiente. Frente a los efectos contaminantes y el agotamiento de los combustibles fósiles, las energías renovables son ya una alternativa.

Es la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.1Entre las energías renovables se cuentan la eólica,geotérmica, hidroeléctrica, mareomotriz, solar, un dimotriz, la biomasa y los biocombustibles.
Son aquellas que se encuentran de forma limitada en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su regeneración.
Existen varias fuentes de energías no renovables como lo son los combustibles( petróleo, gas) y energía nuclear


PetróleoEs el líquido natural inflamable y oleaginoso de color negro y olor característico más ligero que el agua. Al producirse una combustión con él, desprende algunos gases tóxicos CONTAMINANTES, y CO2.Es una energía no renovable.

Carbón Combustible sólido de origen vegetal de color negro, que contiene una importante proporción de CARBONO. ES CONTAMINTE. Se subdivide en carbón vegetal y carbón mineral. Es una energía no renovable.

Gases clorofluorocarbónicos Grupo de compuestos que componen algunos aerosoles. Su acumulación en la alta atmósfera contribuye a la destrucción de la capa de ozono.
Uno de los principales impactos ambientales en el sector energía, es la incidencia de los contaminantes producidos por la combustión de combustibles (fuente).
En mayor o menor grado, la extracción, producción, transporte y consumo de energía produce alteraciones medioambientales, afectando también la vida y desarrollo del ser humano.


Discutir la presentación de   los resultados que mencionan los alumnos.
FASE DE DESARROLLO
Actividad experimental:
-        Colocar en el caldero 5 ml de combustible.
-        Colocar 50 ml de agua en el vaso de precipitados y medir la temperatura inicial.
-        Calentar el agua con el primer combustible alcohol, hasta que se consuma y medir la temperatura final.
-        Repetir el procedimiento anterior con la gasolina thinner y hexano.
Combustible
Temperatura inicial del agua oC
Temperatura final del agua  oC
Alcohol etílico
20
20°
18
20
20
20
49
54°
50
53
40
42°
Gasolina
20
20°
18
16
20
20
56
54°
70
65
42
56°
Thinner
13
16°
14
19
19
17
48
39°
42
42
39
39
Hexano
13
16°
14
14
19
15°
38
38°
38
40
42
40°

Equipo
1
2
3
4
5
6
¿Cuál combustible aumento más la temperatura del agua?

La gasolina
La gasolina y el alcohol
La gasolina.
La gasolina

gasolina
¿Cuál combustible genero mayor contaminación?

El hexano
El Hexano
El hexano.
El hexano

El hexano
¿Cuál fue la característica principal de contaminación?

La intensidad del humo fue diferente en cada combustible.
El desprendimiento de los átomos de Carbono (cantidad de humo producido) e intensidad del fuego.
Que hubiera liberado mayor cantidad de humo negro y que la intensidad del fuego.
Que se produjo mucho humo negro y la intensidad de la llama fue muy alta.

La intensidad del humo al poner cada preparación.


  • Los alumnos comentaran como han repercutido los efectos contaminantes en su vida cotidiana.

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 energía más contaminante y relación con la eficiencia.
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 comunicaran la información indagada y la procesaran 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.

domingo, 23 de noviembre de 2014

Fisica penultima semana






Semana15
martes
SESIÓN
43
2ª. Ley de la Termodinámica
contenido temático
Sistema físico térmico, donde intervienen los factores de la 2ª Ley de la termodinámica.

Aprendizajes esperados del grupo
Conceptuales
·        Sistema físico térmico, donde intervienen los factores de la 2ª Ley de la termodinámica.
Procedimentales:
·        Conoce las implicaciones de la segunda ley de la termodinámica.
·        Manejo de material  y equipo de laboratorio.
·        Presentación en equipo
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, Googledocs.
Didáctico:
Resumen escrito, en documento electrónico.





Desarrollo del proceso
FASE DE APERTURA
El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase presenta lo siguiente:
Preguntas
¿Qué es un proceso termodinámico reversible?
¿En qué consiste un proceso termodinámico irreversible?
¿Cómo enuncio Clausius la 2ª. Ley de la Termodinámica?
¿Cuál es el enunciado de la 2ª. Ley de la Termodinámica de Kelvin y Planck?
¿Cuál es el funcionamiento de un refrigerador?
Cuál sería una conclusión general de la 2a. Ley de la termodinámica?
Equipo
1
2
3
4
5
6
Respuesta
Es un proceso que, una vez que ha tenido lugar, puede ser invertido (recorrido en sentido contrario) sin causar cambios ni en el sistema ni en sus alrededores.
Procesos irreversibles. Una transformación de un sistema pasando de un estado inicial a un estado final es irreversible si el paso del estado final al inicial es imposible sin efectuar ningún cambio a los cuerpos del entorno; esto es, el retorno precisa compensación.

Como la ley de la entropía, que se usa para medir el grado de desorden de un sistema
“Es imposible construir una máquina cíclica, que no tenga otro efecto que transferir calor continuamente de un cuerpo hacia otro, que se encuentre a una temperatura más elevada”.
El refrigerador es una máquina térmica que nos beneficia directamente. Su funcionamiento se basa en tomar calor de la parte de baja temperatura y lo expulsa al exterior, obviamente empleando una fuente de energía, en este caso, la eléctrica. Los refrigeradores poseen un proceso cíclico de compresión y descompresión de un gas para así extraer calor de la parte interior y sacarlo a través de la rejilla de la parte posterior que se denomina condensador. Para controlar este sistema, los refrigeradores poseen un termostato..
La segunda ley de la termodinámica es un principio general que impone restricciones a la dirección de la transferencia de calor, y a la eficiencia posible en los motores térmicos. De este modo, va más allá de las limitaciones impuestas por la primera ley de la termodinámica. Sus implicaciones se pueden visualizar en términos de la analogía con la cascada.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/segundo/segundo.htm
La Segunda Ley
Por último, vamos a ver el contenido de la segunda ley de la termodinámica. En términos más o menos sencillos diría lo siguiente: "No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor de una fuente y la conversión íntegra de este calor en trabajo”. Este principio (Principio de Kelvin-Planck) nació del estudio del rendimiento de máquinas y mejoramiento tecnológico de las mismas. Si este principio no fuera cierto, se podría hacer funcionar una central térmica tomando el calor del medio ambiente; aparentemente no habría ninguna contradicción, pues el medio ambiente contiene una cierta cantidad de energía interna, pero debemos señalar dos cosas: primero, la segunda ley de la termodinámica no es una consecuencia de la primera, sino una ley independiente; segundo, la segunda ley nos habla de las restricciones que existen al utilizar la energía en diferentes procesos, en nuestro caso, en una central térmica. No existe una máquina que utilice energía interna de una sola fuente de calor.

FASE DE DESARROLLO 
La entropía en los procesos reversibles (I)
En el simulador temperatura-entropía, cada equipo calculara la variación de la entropía en función de una temperatura, para seis pasos, graficar los datos temperatura entropía.
Equipo
1
2
3
4
5
6
Temperatura oC
20
40
50
60
70
80
Grafica seis pasos



Siendo que la termodinámica es la rama de la física que estudia la energía, la transformación entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un trabajo, te sugeriría lisa y llanamente que lleves una olla a presión, la llenas de agua y la pones a hervir.

Al comenzar a salir el vapor concentrado en chorros potentes, le colocas una hélice hecha con madera o papel, que la haga girar, y explicas que a esa hélice o paleta puede ir conectada una rueda, o un generador de corriente, o cualquier otro elemento que aproveche ese movimiento.
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 2ª. Ley de la Termodinámica.                    
Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en el Blog. 
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 comunicaran la información indagada y la procesaran 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.
Evaluación del  Semestre:
Indagaciones  escritas en el cuaderno
20 puntos
Documento de preguntas y experimento publicado en el Blog
20 puntos
Recapitulaciones en el Blog
20 puntos
Proyecto de Feria y Física
20 puntos
Exámenes escritos (2x10)
20 puntos
total
100 puntos
-       




Semana15
jueves
SESIÓN
44
Entropía e irreversibilidad energética
contenido temático
Entropía e irreversibilidad energética


Aprendizajes esperados del grupo
Conceptuales
·         Entropía e irreversibilidad energética
Procedimentales
·        Relaciones de  la irreversibilidad de los procesos y su relación con la entropía.
·        Describirá diferentes sistemas y fenómenos térmicos, así como los elementos que lo conforman.
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:  procesador de palabras.
Didáctico:
-        Resumen escrito en documento electrónico.



Desarrollo del proceso
FASE DE APERTURA
El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase  les plantea la siguiente pregunta:

¿Por QUÉ no es posible aprovechar toda la energía en un sistema térmico?

¿Qué es la entropía?

¿Cuál es el modelo matemático de la entropía?

¿Cuáles son las unidades que intervienen el modelo matemático de la entropía?

¿Cuándo se tiene un proceso irreversible?

¿Cuáles son Ejemplos de procesos termodinámicos irreversibles?

¿Para qué sirve la entropía?

Equipo
1
                  2
3
4
5
Respuesta
Es una magnitud física que, mediante cálculo, permite DETERMINARla parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo.


S= Kcal/K
Q1-2= Cantidad de calor
T= TEMPERATURAabsoluta (Kelvin)

 El concepto de irreversibilidad se aplica a aquellos procesos que, como la entropía, no son reversibles en el tiempo
Si un sistema termodinámico de moléculas INTERACTIVASes trasladado de un estado termodinámico a otro, ello dará como resultado que la configuración o distribución de átomos y moléculas en el seno de dicho sistema variará.
Movimiento con fricción
Transferencia de energía como calor debido la diferencia significativa de temperatura.
Corriente eléctrica a través de una resistencia diferente a cero
Reacción química espontánea
Mezcla de materia de diversa composición o estado.

Para saber QUEprocesos tienden a ser favorables termodinamicamente ya que todo tiende al desorden según la Ley de la termodinámica

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

  • Los alumnos desarrollan la lectura siguiente de acuerdo a las indicaciones del Profesor:
http://www.taringa.net/posts/info/9140414/experimento-parece-violar-la-entropia.html
http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=h1JkZR0Ibdc
http://www.youtube.com/watch?v=rkSRsTilmdk&feature=related ejemplo
Vamos a imaginar que tenemos una caja con tres divisiones; dentro de la caja y en cada división se encuentran tres tipos diferentes de canicas: azules, amarillas y rojas, respectivamente. Las divisiones son movibles así que me decido a quitar la primera de ellas, la que separa a las canicas azules de las amarillas. Lo que estoy haciendo dentro del punto de vista de la entropía es quitar un grado o índice de restricción a mi sistema; antes de que yo quitara la primera división, las canicas se encontraban separadas y ordenadas en colores: en la primera división las azules, en la segunda las amarillas y en la tercera las rojas, estaban restringidas a un cierto orden.
Al quitar la segunda división, estoy quitando también otro grado de restricción. Las canicas se han mezclados unas con otras de tal manera que ahora no las puedo tener ordenas pues las barreras que les restringían han sido quitadas.
La entropía de este sistema ha aumentado al ir quitando las restricciones pues inicialmente había un orden establecido y al final del proceso (el proceso  este caso el quitar las divisiones de la caja) no existe orden alguno dentro de la caja.
La entropía es en este caso una medida del orden (o desorden) de un sistema o de la falta de grados de restricción; la manera de utilizarla es medirla en nuestro sistema inicial, es decir, antes de remover alguna restricción, y volverla a medir al final del proceso que sufrió el sistema.  
El concepto de entropía fue introducido por primera vez por R. J. Clausius a mediados del siglo XIX. Clausius, ingeniero francés, también formuló un principio para la Segunda ley: "No es posible proceso alguno cuyo único resultado sea la transferencia de calor desde un cuerpo frío a otro más caliente”. En base a este principio, Clausius introdujo el concepto de entropía, la cual es una medición de la cantidad de restricciones que existen para que un proceso se lleve a cabo y nos determina también la dirección de dicho proceso.
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 entropía e irreversibilidad energética.
Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en el Blog..
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 comunicaran la información indagada y la procesaran 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.