Semana 15

Semana15 martes SESIÓN 43	Unidad 3. Energía: fenómenos térmicos, tecnología y sociedad
contenido temático	2 Energía: su transformación, aprovechamiento y degradación • Entropía e irreversibilidad.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales • Conoce la interpretación estadística de la entropía y su relación con la irreversibilidad de los procesos en la naturaleza. N1. Procedimentales: ·         Conoce las implicaciones de la segunda ley de la termodinámica. ·         Manejo de material  y equipo de laboratorio. ·         Presentación en equipo Actitudinales ·          Puntualidad, respeto, responsabilidad, tolerancia, solidaridad y actitud crítica.
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? ¿Cómo se 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? ¿En qué consiste un proceso termodinámico irreversible? Equipo Respuesta 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   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 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.

La energía solar

Procedimiento:

1.- Colocar en el matraz erlenmeyer, 50 ml de agua,  medir la temperatura, con la lupa proyectar el foco de la luz solar al agua durante cinco minutos, medir la temperatura final del agua.

2.- Medir la temperatura de un hueco de piedra volcánica que esté recibiendo la energía  solar, con la lupa proyectar el foco de la luz solar al hueco durante cinco minutos, medir la temperatura final en el hueco.

3.- Colocar dentro del laboratorio la celda fotoeléctrica de forma que pueda recibir la energía solar externa. Con un espejo, proyectar hacia la celda fotoeléctrica la energía solar. Observar lo que ocurre al motor conectado  a la celda solar.

Observaciones:

Actividad

Equipo 1

Equipo 2

Equipo 3

Equipo 4

Equipo 5

Equipo 6

Ti

Tf

Ti

Tf

Ti

Tf

Ti

Tf

Ti

Tf

Ti

Tf

1

18°

24°

20°

25°

19°

30°

20o

25o

20°

22°

20°

25°

2

31°

38°

32°

38°

32°

39°

30o

40o

30

37°

22°

40°

3 Distancia en metros

3 metros

4 metros

2 metros

6 metros

3 metros

2 metros

Semana15 jueves 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 4 1 2 6 3 5 Respuesta Se denominan procesos reversibles a aquellos que hacen evolucionar a un sistema termodinámico desde un estado de equilibrio​ inicial a otro nuevo estado de equilibrio final a través de infinitos estados de equilibrio. De una manera simplificada, se puede decir que un proceso reversible es aquel proceso que, después de ser llevado de un estado inicial a uno final, puede retomar sus propiedades originales. Ejemplo: Movimiento sin friccion El fenómeno de la irreversibilidad resulta del hecho de que si un sistema termodinámico de moléculas interactivas es 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. “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”. Enunciado de Kelvin-Planck, es imposible que un sistema realice un proceso cíclico cuyos únicos efectos sean el flujo de calor desde una fuente de calor al sistema y la realización, por parte del sistema, de una cantidad equivalente de trabajo La función de una máquina de refrigeración es tomar el calor del interior del refrigerador y expulsarla al exterior, empleando una fuente de energía externa para mantener el proceso.  Para que la eficiencia sea mayor, la diferencia de temperatura entre el condensador, (que contiene el calor absorbido por el refrigerante en el evaporador) y el aire ambiente debe ser máxima, ya que es en este lugar donde el calor sale del aparato.  En conclusión la segunda ley de la termodinamica nos garantiza que la equivalencia energética de los distintos medios portadores de energía no significa igualdad.   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 http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/segundo/segundo.htm 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. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/Heatengcon.html#c1 Ejemplos de Motores Térmicos Ciclo de Otto Bomba de Calor Rectángulo del Diagrama PV Motor Diesel Ciclo de Carnot Refrigerador Equipo 2 5 6 3 4 1 Respuesta El ciclo de Otto es un conjunto de procesos usado por los motores de combustión interna (2-tiempos o 4-tiempos). Estos motores a) admiten una mezcla de combustible y aire, b) que es comprimida c) para que esta pueda reaccionar con eficacia a la adición de calor, así que la energía química de la mezcla se pueda transformar en energía térmica, d) y mediante la expansión de los productos de la combustión se produzca movimiento, y posteriormente e) los gases exhaustos de la combustión se expulsan y posteriormente se substituyen por una nueva mezcla de combustible y aire. Los diversos procesos se demuestran en la figura son un sistema de climatización que tiene como objetivo aportar calor a un espacio. el fluido refrigerante que circula por ese circuito, y que es la base de la bomba, está a baja temperatura y a baja presión, y por tanto está en estado líquido. Al conectar la bomba, empieza a aspirar aire del exterior, que pasa a través del evaporador rodeando el punto donde está el fluido y absorbe el calor presente en el aire, evaporándose. El aire es expulsado al exterior de nuevo más frío que cuando fue absorbido. Después, el fluido, en forma de gas a baja presión, entra en el compresor. El compresor se encarga de aumentar la presión y la temperatura, convirtiendo el gas en líquido caliente. Una vez el gas se convierte en fluido muy caliente, pasa al condensador, donde cede la energía al aire que lo rodea, calentándolo para enviarlo al interior de la habitación y, a medida que va cediendo toda la energía, condensándose y volviendo así a estado líquido. Por último, el fluido pasa por la válvula de expansión para recuperar sus características iniciales (baja temperatura y baja presión) y comenzar de nuevo el ciclo. Son una manera conveniente de visualizar los cambios en la presión y el volumen. A los diferentes estados del gas les corresponde un punto en el diagrama PV. En el eje vertical se da la presión y en el eje horizontal el volumen, como observamos abajo. Un motor diésel funciona mediante la ignición (encendido) del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara (o precámara, en el caso de inyección indirecta) de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustión, sin necesidad de chispa como en los motores de gasolina. Este proceso es lo que se llama la autoinflamación .  utilizan un sistema de cuatro tiempos los cuales son: admisión, compresión, combustión y escape. Su funcionamiento es bastante sencillo, primeramente entra el aire en la cámara de combustión, seguidamente se comprime este aire con un empuje del émbolo del pistón, para luego inyectar el combustible y producir la combustión que volverá a empujar el pistón, y producirá la fuerza para el movimiento. Finalmente, el escape de los gases dejará la cámara de combustión lista para un próximo ciclo. Se define ciclo de Carnot como un proceso cíclico reversible que utiliza un gas perfecto, y que consta de dos transformaciones isotérmicas y dos adiabáticas, tal como se muestra en la figura. La representación gráfica del ciclo de Carnot en un diagrama p-V es el siguiente Tramo A-B isoterma a la temperatura T1 Tramo B-C adiabática Tramo C-D isoterma a la temperatura T2 Tramo D-A adiabática El frigorifico o nevera enfría su interior mediante un sistema de refrigeración, basado en un compresor y un gas refrigerante que generalmente es el Freón, un compuesto de carbono, fluor y cloro (CF2Cl2) Este proceso se logra evaporando y condensando continuamente el gas refrigerante que recorre un circuito de tubos. Así, cuando el gas se evapora, absorbe calor, y al condensarse lo libera. 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 la lista.   Actividad Extra clase: Los alumnos: ·                      Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. ·                      Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, ·                      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.

Semana15 viernes SESIÓN 45	Recapitulación 15
contenido temático	2ª. Ley de la termodinámica, irreversibilidad, entropía.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales: ·                     2ª. Ley de la termodinámica, irreversibilidad, entropía. Procedimentales ·                     Describirá diferentes sistemas térmicos, así como los elementos que lo conforman. ·                     Irreversibilidad y Contaminación. ·                     Discusión en equipo ·                     Presentación en equipo Actitudinales ·                     Confianza, colaboración, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De proyección: ·                     Pizarrón, gis, borrador ·                     Proyector de acetatos De computo: ·                     PC, y proyector tipo cañón ·                     Programas:  Excel, Word, Power Point. Didáctico: ·                     Resumen escrito, en Word,  acetatos o Power Point.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase - Cada equipo realizara una autoevaluación de los temas aprendidos en las dos sesiones anteriores. 1.- ¿Qué temas se abordaron? 2.- ¿Que aprendí? 3.- ¿Qué dudas tengo? Equipo Respuesta Solicita a los alumnos elaboren un resumen escrito en su cuaderno de lo visto en las dos sesiones anteriores, FASE DE DESARROLLO - Les solicita que un alumno de cada equipo  lea el resumen elaborado. - El Profesor pregunta acerca de las dudas que tengan acerca de los temas vistos en las dos sesiones anteriores. FASE DE CIERRE         El Profesor concluye con un repaso de la importancia de la Termodinámica. Revisa el trabajo  a cada alumno y lo registra en la lista de la plataforma MOODLE. Actividad Extra clase: Los alumnos: ·                      Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. ·                      Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, ·                      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.
EVALUACION DEL SEMESTRE                     ACTIVIDADES                                            PUNTOS
INDAGACIONES BIBLIOGRAFICAS ESCRITAS EN SU CUADERNO DE QUIMCIA 1	20
PUBLICACIONES EN EL BLOG	20
RECAPITULACION DE LOS VIERNES	20
PROYECTIO DE FISICA EN EQUIPO	20
EXAMENES ESCRITOS (DOS)	20
TOTAL	100