Semana 11 Recapitulación

Semana 11 Martes SESIÓN 31	Equilibrio térmico, temperatura e intercambio de energía
contenido temático	Equilibrio 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: -          Material: Lámpara de alcohol, termómetro, vaso de precipitados de 250 ml, matraz erlenmeyer de 250 ml. tripie con tela de alambre con asbesto, botella desechable, con tapa. -          Sustancias: agua. -          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: Equilibrio térmico, temperatura e intercambio de energía interna. 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? Como se Representar el equilibrio térmico a nivel molecular de dos diferentes materiales? Equipo 4 2 3 6 5 1 Respuesta El equilibrio térmico se alcanza cuando se tiene igualdad de temperatura en todos los puntos del sistema, al igual que el equilibrio mecánico que se alcanza cuando existe igualdad de presión en todos los puntos del sistema y el equilibrio químico cuando hay igualdad de potencial químico en todos los puntos, los tres aspectos son requisito indispensable para que exista equilibrio termodinámico. Consideremos dos cuerpos en contacto térmico. Si entre dichos cuerpos no existe flujo de calor entonces se dice que ambos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico. El parámetro termodinámico que caracteriza el equilibrio térmico es la temperatura. Cuando dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico, entonces estos cuerpos tienen la misma temperatura. Celsius —también conocida como escala centígrada—, la escala Fahrenheit, la escala Kelvin, la escala Rankine o la escala termodinámica internacional Para transformaciones a escala absoluta utilizas las siguientes expresiones: K=ºC+273.15 (para transformar ºC a grados Kelvin) R=ºF+459.67 (para transformar ºF a grados Rankine) Cuando dos aguas con temperatura distinta se ponen en contacto hasta igualarse La experiencia demuestra que cuando dos cuerpos, uno frío y otro caliente, se ponen en contacto durante un tiempo prolongado, terminan por alcanzar un estado de equilibrio entre ambos que se denomina equilibrio térmico. En ese estado no es posible distinguir cuál de ambos está más frío y cuál más caliente. La propiedad que tienen en común los cuerpos que se encuentran en equilibrio térmico es precisamente la temperatura. Los alumnos discuten en equipo y escriben sus respuestas en documento electrónico, para contrastarlas con los demás equipos. FASE DE DESARROLLO Procedimiento: Colocar las cantidades indicadas de agua en el matraz Erlenmeyer y el vaso de precipitados. Mezclar el agua del matraz al vaso de precipitados. Medir y anotar las temperaturas y tiempo de equilibrio. Equipo Ml de agua en el Matraz Temperatura oC Ml de agua en el Vaso de precipitados Temperatura oC Tiempo de equilibrio minutos Temperatura de equilibrio °oC 1 50 24° 25 20° 3.38 22° 2 75 19° 50 20° 2 22° 3 100 75 4 125 21° 100 20° 2.5 21° 5 150 20° 125 20° 2.15 21° 6 175 20° 150 19° 1.3 21° Graficar los datos: tiempo-temperatura de equilibrio.          Colocar tres ml de agua en la botella desechable -         Calentar la botella con agua hasta que salga vapor por la boca de la botella. -         Tapar inmediatamente la botella y enfriarla. -         Anotar los resultados y conclusiones. Conclusiones: 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 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 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.

Semana 11 Jueves SESIÓN 32	Propiedades térmicas de las sustancias
contenido temático	Calor especifico y latente de sustancias

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·         Conocerán el Calor especifico y latente de sustancias Procedimentales ·         Calcula  calor específico de materiales. ·         Manejo del calorímetro ·         Medición y relación de variables Actitudinales Reafirmaran su: Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De Laboratorio: -          Material: Vaso de precipitados de 250 ml, sistema de calentamiento, placas de aluminio, cobre, balanza, calorímetro. -          De proyección: -          Pizarrón, gis, borrador -          Proyector de acetatos o de cañón De computo: -          PC conexión a internet. -          Programas  Hoja de cálculo, procesador de palabras, presentador. Didáctico: -          Indagaciones del alumno, presentadas en documento electrónico.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase,  revisa el resumen elaborado por cada alumno y lo registra en la lista 32 Calores específico y latente. Preguntas Preguntas ¿Qué es el calor específico de una sustancia? ¿Cómo se calcula el calor específico de una sustancia? Ejemplo de calores específicos de las sustancias solidas,  liquidas y gaseosas. ¿Qué es el calor latente de una sustancia? ¿Cuál es el modelo matemático del calor latente de las sustancias? ¿Qué unidades se emplean en el calor específico de una sustancia y el calor latente? Equipo 4 2 3 1 6 5 Respuesta El calor específico o más formalmente la capacidad calorífica específica de una sustancia es una magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor. 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> Liquidas:  Aceite vegetal 2000 Hielo (-10 °C a 0 °C) 2093 Agua (0 °C a 100 °C) 4186 Alcohol etílico 2460 Solidas:  Cinc 390 Oro 129 Cobre 387 Gaseosas:  Vapor de agua (100 o C) 2009 Helio (gas) 5300 Hidrógeno (gas) 14267 Unidades: J/(kg·K) Es la cantidad de energía bajo la forma de calor lanzado o absorbido  por una sustancia en el cambio de fase (solido, liquido o gaseoso) C (M + K) (Tc –Te) = mL + mC (Te – Tf) M=cantidad de agua Tc= temperatura superior a la atmósfera Te= temperatura estacionaria m= masa del hielo Tf= temperatura de fusión Calor específico: Grados Celsius (°C) Calor por kg:  1 cal/(g·K) Calor latente: L El calor latente depende de la sustancia a la que se le cambie de estado:  Para que el agua cambie de sólido (hielo) a líquido, a 0ºC se necesitan 334·103 J/kg. Para que cambie de líquido a vapor a 100 ºC se precisan 2260·103 J/kg. En equipo los alumnos discuten sus respuestas y después sintetizan el contenido                                                              presentándolo al resto del grupo.   FASE DE DESARROLLO Calcular el calor  específico de los metales. Procedimiento: Pesar las placas de aluminio y cobre. Pesar 100 ml de agua en el vaso de precipitados. Colocar la barra de metal en  el vaso de precipitados y calentar hasta ebullición. Con las pinzas colocar la barra de metal en el calorímetro con 100ml de agua, midiendo su temperatura inicial y final de equilibrio. Observaciones: Temp Metal COBRE Masa gramos Temperatura inicial del agua Temperatura de equilibrio Calculo del calor especifico Q=m·c·(Tf-Ti) Temp Metal Aluminio Masa gramos Temperatura inicial del agua Temperatura de equilibrio Calculo del calor especifico Q=m·c·(Tf-Ti) Pendiente por simulacro  de temblor. 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 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 del será por tanto En esta fórmula tenemos una cantidad desconocida k, que debemos determinar experimentalmente. 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 al calor especifico y latente de los materiales.                      Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista . 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.

 El dia Viernes realizamos la recapitulacion de todo lo hecho en estos dias, calentamos los materiales que no pudimos hacer la clase del viernes pasado y esta semana logramos medir la temperatura del agua con una placa de aluminio en su interior, posteriormente, calentamos una botella con un poco de agua en su interior, cuando salio un poco de vapor la tapamos y y sumergimos en agua fria, finalmente vimos como la botella se comprimio.