FISICA 1 309A-15: SEMANA 14 MARTES

Semana14 martes SESIÓN 40	Maquinas térmicas.
contenido temático	Funcionamiento de una máquina térmica.

Aprendizajes esperados del grupo

Conceptuales:

· Conoce el principio de funcionamiento de las Maquinas térmicas

Procedimentales:

Conoce el principio de funcionamiento de una máquina térmica.

· Elaboración de acetatos y manejo del proyector.

· Presentación en equipo

Actitudinales:

Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.

Materiales generales

De laboratorio:

- Parrilla eléctrica, matraz erlenmeyer de 250 ml, tapón de hule bihoradado, tubo de desprendimiento, rehilete de pastico, termómetro.

De proyección:

- Pizarrón, gis, borrador

- Proyector de acetatos

De computo:

- PC, y proyector tipo cañón

- Programas: Hoja de cálculo, procesador de palabras, presentador.

Didáctico:

- Resumen escrito, en documento electrónico

Desarrollo del proceso

FASE DE APERTURA

El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, plantea la pregunta siguiente:

¿Cómo es posible aprovechar las propiedades del vapor de agua para crear un motor que no consumirá energía?

Preguntas	¿Qué es una maquina térmica?	¿Cómo funciona una maquina térmica?	¿Qué es la eficiencia ideal de una maquina térmica?	¿Cómo se calcula la eficiencia real de las maquinas térmicas?	¿Cuáles son las variables que intervienen en las maquinas terminas?	¿Qué unidades se utilizan en las variables de las maquinas térmicas?
Equipo	6	5	2	1	3	4
Respuesta	Es un conjunto de elementos mecánicos que permiten intercambiar energía , a través de un eje .	Un motor térmico o máquina térmica es un artefacto que convierte energía térmica en trabajo mecánico por medio del aprovechamiento del gradiente de temperatura entre una “fuente” caliente y un “sumidero” frío. El calor se transfiere de la fuente al sumidero y, durante este proceso, algo del calor se convierte en trabajo por medio del aprovechamiento de las propiedades de un fluido de trabajo, usualmente un gas o un líquido.	Es 1 (U=0) porque no existe rozamiento y el trabajo útil es igual al trabajo producido (Potencia de salida igual a la potencia de entrada)	E=T/Q₁=(Q_1-Q₂)/Q₁=(T₁-T₂)/T₁ Donde: T=trabajo mecánico Q1=calor suministrado Q2=calor obtenido T1=trabajo de entrada T2=trabajo de salida E=eficiencia	Trabajo mecánico Calor suministrado temperatura	Trabajo mecánico J= Joules Calor Suministrado J / (kg · K) y cal / (g · °C). Temperatura °K o °C

Después discuten y sintetizan el contenido

FASE DE DESARROLLO

(13martes) Conversión de trabajo en calor

PROCEDIMIENTO:

A.- Colocar la broca al taladro y aplicar durante 2 minutos 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 ^OC madera	Metal ^OC	Piedra ^OC
1	40	15	29
2	28	19	22
3	21	24	37
4	21	25	38
5	53	27	37
6	61	27	43

Graficar los datos para cada material (equipo-material-temperatura).

¿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?

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

(13 Jueves ) 1ª. Ley de la Termodinámica

- 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 e bullir el agua vaso inferior.
1	17°C	80°c	70°c	10.35
2	18°C	54°C	64°C	6.49
3	19°C	90°C	60°C	8.21
4	18°C	79°C	63°C	7.25
5	18°C	78°C	62°C	6.32
6	15°C	80°C	61°	7.12

Graficar los datos obtenidos:

14 martes Máquinas Térmicas

Colocar 100 ml de agua en el matraz erlenmeyer, y tapar con el tapón bihoradado colocar el tubo de vidrio de desprendimiento.

Calentar el agua y medir la temperatura de salida del vapor, colocar en la salida del vapor de agua el rehilete y medir el número de revoluciones y la temperatura.

Tabular y graficar los datos obtenidos, temperatura-vueltas.

Equipo	Giros por minuto del rehilete
1	¼ de giro
2	⅛ de giro.
3	⁰/₁₆ de giro
4	⁰/₁₈ de giro
5	⁰/₁₈ de giro
6	0/18 de giro

GRAFICA

Conclusiones:

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 de la importancia de las maquinas térmicas.

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.