Secundaria. Segundo grado.

Ciencias 2. Física Serie ¡Activate!

Ek Editores

Secuencia 4. ¿Qué es el calor?

Respuestas del libro

La temperatura corporal oscila entre los 36 y los 36.5°C

¿Las temperaturas que registraste fueron diferentes o similares?¿Por qué?

Respuesta:

Deberían de ser iguales, aún cuando se hace la fricción para calentar las manos el termómetro no deja de medir hasta que no haya un equilibrio térmico, podría variar pero muy poco.

Lee las situaciones y contesta las preguntas

¿Cómo obtendrías mayor calor, quemando 10 g de palillos de madera o 10 g de aceite?

Respuesta:

Del aceite, ya que su poder calorífico es mucho mayor, parecería que por la misma cantidad de materiales se puede conseguir el mismo calor, pero no, hay materiales que liberan más calor que otros.

¿Cómo obtendrías mas calor quemando 10 g de palillos de madera o quemando 100 g de palitos de paleta?¿Por qué?

Respuesta:

Considerando que ambos son maderas y tienen el mismo potencial calorífico, se sabe que el potencial calorífico tiene las unidades [KJ/Kg] o [kcal/Kg], entonces entre más cantidad de material haya mayor será el calor liberado.

¿Cuál flama tendrá mayor temperatura, la que produce quemar 10 g de palillos de madera o la que produce quemar 100 g de palitos de paleta?¿Por qué?

Respuesta:

El calor que se puede obtener es diferente, debido a la cantidad de madera que se tiene, pero la flama es de la misma temperatura.

Un cerillo encendido produce mucho calor. ¿Será suficiente para hervir una cucharada de agua?, ¿Y una taza de agua?,¿Por qué?

Respuesta:

No, ya que el agua y todos lo materiales necesitan un calor específico para hervir, se llama calor latente de vaporización, es el calor requerido por kilogramo para hervir el agua y un cerillo no es capaz de producirlo.

Escribe la idea que tienes al respecto de lo que observas

La cantidad de calor que tiene o desprende un cuerpo depende de...

Respuesta:

La energía que contiene

Actívate

Formas de obtener calor y como lo aprovecho

Respuesta:

Ejemplo:

La radiación del sol Lo aprovecho para calentarme cuando me expongo a el

El movimiento de mi cuerpo Lo aprovecho cuando tengo frío

Ciencia en acción

¿Los valores de la temperatura serán similares a los que se obtuvieron con los 25 mL de agua?¿Por qué?

Respuesta:

Ya que será mayor cantidad de agua no dará la misma temperatura, porque necesitará más calor para subir un grado de temperatura, puede que si suba, pero no será igual.

Ciencia en acción

¿De dónde provino el calor que adquirió el agua?

Respuesta:

De la fricción que produjo el cordón alrededor de la lata.

Ver explicación

Si en los tres casos frotaron la lata con el mismo cordón, durante el mismo tiempo, ¿Por qué hubo variación en la temperatura?

Respuesta:

Porque era diferente cantidad de agua, necesita más calor cuando hay 100 mL que cuando hay 25 mL ya que para subir un grado tiene que ver cuanta agua hay.

Ciencia en acción

Dibuje cómo se imaginan que esté la partícula expandiéndose.

Respuesta:

En el agua fría la partícula debería de tardar más en moverse que en las otras, ya que las moléculas se mueven mucho más lento.

En las otras la partícula podría llegar hasta el fondo en muy poco tiempo.

¿Qué es lo que hace que el colorante se esparza de diferente manera en los tres vasos?

Respuesta:

El movimiento de las partículas, que se pueden mover más rápido porque contienen mayor energía.

¿Consideras que la energía cinética de las moléculas del agua se puede transferir a los del colorante?¿Por qué?

Respuesta:

Si, ya que cuando dos cuerpos de diferente temperatura se tocan sabemos que hay un intercambio de energía, esto sucede hasta que hay un equilibrio térmico.

Ver explicación

¿Cómo se vería el vaso con tierra si estuviera a 90°C?

Respuesta:

Se vería más turbio, ya que las moléculas tanto de la tierra cómo del agua comenzarían a moverse más rápido y estando cerca de hervir estos se moverían más.

Ciencia en acción

¿Cómo sienten cada cuchara?

Respuesta:

Ambas deberían de estar calientes pero la de metal debería de estar más caliente que la de madera.

Ver explicación

¿Cómo explican estas diferencias?

Respuesta:

Es la composición de los materiales, en los metales la conducción tanto del calor cómo de la electricidad son muy altos, en cambio en la madera no lo es.

Experimento dos

¿Qué ocurre con las partículas de café?

Respuesta:

Se comienzan a disolver, ya que el agua que la rodea llega a moverse muy rápido, tanto que hace que el café se caliente y sus partículas vibren para disolverse.

¿Qué explicación le dan a lo que sucede?

Respuesta:

La obtención de energía del agua que después se la cede al café.

Experimento 3

¿Sientes el calor del foco a través del vidrio y del cartón?,¿Por qué?

Respuesta:

Si, el cartón se debería de calentar ya que la radiación viaja a través del vidrio y llega al cartón, que es el que absorbe la energía que el foco produce.

¿El vidrio se siente caliente?,¿A qué se debe?

Respuesta:

No, sólo dejó que la radiación pasara al cartón.

Evaluación informativa

¿Por qué usar guantes protectores?

Respuesta:

Porque estos no son conductores de calor o bueno, reducen la conductividad es segura tocar cosas calientes.

Evaluación informativa

¿Cómo se calientan los electrodomésticos como un horno, una tostadora o un microondas?

Respuesta:

El horno y la tostadora trabajan de manera parecida, ya que el horno tiene una fuente de calor y transmite por el espacio que tiene y mantiene una temperatura constante, en el caso del tostador tiene unos alambres que se calientan y son los que hacen que el pan se llegue a tostar.

El único diferente es el microondas que produce ondas electromagnéticas, las cuales hacen vibrar muy rápido las moléculas de los alimentos y hace que se calienten.

¿Cómo se seca el cabello húmedo con una pistola de aire?

Respuesta:

La pistola de aire tiene la manera de calentar el aire que expulsa, este a manera de convección hace que el agua del cabello reciba calor y haga que se evapore.

¿Cómo se calienta tu cama cuando duermes?

Respuesta:

Por medio de la conducción, ya que el cuerpo está en contacto con la cama nosotros le transmitimos calor.

¿Cómo se calienta el agua para tu baño o ducha?

Respuesta:

En una regadera eléctrica tiene una pequeña resistencia que por convección hace que el agua se caliente.

Actívate

¿Cuál es la principal fuente de energía del planeta?

Respuesta:

El sol, de cual recibe energía por medio de radiación

¿Por qué el agua del lago está templada y permite la vida de los peces?

Respuesta:

Porque dependiendo de la profundidad es la temperatura del agua, por radiación el agua recibe el calor, pero por convección el agua calienta el agua y lo reparte por todo su volumen, haciendo que sea apta para los peces.

¿Por qué la capa superficial de suelo está tibia?

Respuesta:

Por que el calor que recibe una parte refleja al espacio y otra la disipa en la superficie total del planeta.

¿Por qué las rocas se sienten más calientes que el suelo en el mismo lugar y a la misma hora?

Respuesta:

Porque depende de la conductividad del material, si la roca puede transmitir mejor el calor entonces es por eso que está más caliente.

¿Qué relación tiene el ciclo del agua con las formas de transferencia de calor?

Respuesta:

Pues en todo el ciclo vemos transferencia de calor, por ejemplo, para evaporar el agua en radiación, para que el agua se precipite necesitan que el planeta esté caliente y por convección las nubes bajan porque la presión baja.

Cierre

¿Cuál es la temperatura del agua de la olla 1? ¿Y la 2?

Respuesta:

Ambas están en 100°C porque ambas están hirviendo.

¿Cómo supiste lo anterior?

Respuesta:

Porque el agua hierve a 100°C, no puede estar más caliente.

(Varía con la presión)

¿Cuál de las dos ollas requirió más calor para llegar al punto de ebullición?¿Por qué?

Respuesta:

La 1, ya que tiene cuatro litros y para hacer que el agua obtenga la energía suficiente para hervir se relacionan las unidades [KJ/Kg] entonces si influye cuanta agua hay.

Si se pusieron las ollas al mismo tiempo,¿Empezaron a hervir al mismo tiempo?,¿Por qué?

Respuesta:

No, ya que la olla 1 necesita más energía necesitará más tiempo para hervir.

¿Cómo se transmitió el calor de la flama a la olla?

Respuesta:

Por convección.

Ver explicación

¿Cómo se transfiere el calor del vapor al ambiente?

Respuesta:

Por medio de convección, cede su calor al ambiente mientras asciende.

Si se introduce una papa cruda en una olla y se retira del fuego, ¿Después de quince minutos cómo será la temperatura del agua y de la papa?,¿Por qué?

Respuesta:

El agua será menos caliente y la papa estará mas caliente de lo que estaba, hubo un intercambio de temperaturas, el agua cede calor y la papa lo gana, haciendo que queden en la misma temperatura.

Retoma la idea que escribiste

La cantidad de calor que tiene o desprende un cuerpo depende de...

Respuesta:

La cantidad de energía (calor) que contenga.

Vivo la ciencia

¿Qué parte del termo evita la transferencia de calor por conducción?

Respuesta:

Las paredes de metal es lo que evita que conduzca el calor, además que por dentro es metálico, lo que provoca que el calor rebote al líquido

¿Qué parte del diseño evita que se transfiera calor por convección?

Respuesta:

La tapa de plástico que tiene que sellar de manera perfecta para evitar que el vapor el líquido haga contacto con el medio y desprenda vapor

¿Cómo se evita que se pierda calor por radiación?

Respuesta:

Las radiación que transmite son reflejadas hacia dentro porque tiene un color metálico para simular un espejo, así las ondas rebotan al interior y el calor se concentra en la bebida.

Cuando se utiliza un termo, parece que tiene muy poca capacidad con respecto a su tamaño, ¿Por qué?

Respuesta:

Es porque tiene una gruesa capa de aleación que hace que no transmita calor al exterior.

¿Cómo construirías tu propio termo?

Respuesta:

Con poner alrededor de una botella papel aluminio y enrollar una toalla y buscar que la tapa selle bien podría ser un termo, podría no mantener la temperatura de la misma manera pero funcionaría.

Evaluación formativa

Explica la diferencia entre calor y temperatura

Respuesta:


En este vídeo podrás encontrar una definición para entender la diferencia entre calor y temperatura.

¿Por qué el agua a temperatura ambiente se enfría cuando se le agrega un hielo?

Respuesta:

Porque el calor que cede al cubo de hielo hace que se enfríe, sucede hasta que ambas están a la misma temperatura.

¿Qué utilidad tiene conocer las formas de transferencia de calor? Mencione un par de ejemplos.

Respuesta:

Porque así sabremos que hacer si queremos enfría o calentar algo,

Si queremos enfriar un metal lo ponemos en contacto con el agua.

Otro ejemplo es que si dejamos un utensilio en la estufa y es de metal tenemos que tomarlo con cuidado ya que el metal es un conductor de calor.

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