Guía del profesor. La evaporación. Objetivos: La evaporación. Profesorado implicado. José Frutos. Alumnado al que va dirigida

Transcripción

1 Guía del profesor La evaporación Ficha técnica: Profesorado implicado Tipo de actividad Temporalización Alumnado al que va dirigida Material realizado Trabajo sobre La evaporación Fina Rios José Frutos Trabajo de investigación 6 semanas 3ºESO Selección de lecturas sobre la evaporación y sus factores Guión de trabajo para el alumno Objetivos: Fomentar la lectura sobre cuestiones científicas. Realizar una lectura comprensiva de los textos que les permita extraer ideas sobre el trabajo a realizar. Valorar la importancia de la exactitud en las medidas para obtener buenos resultados. Ser cuidadoso y meticuloso en el proceso de experimentación.

2 Ordenar datos en tablas y representarlos gráficamente. Sacar conclusiones de los datos obtenidos. Guía didáctica: A los alumnos se les entrega un documento que consta: Lecturas sobre la evaporación y los factores que influyen en la misma. Guión que indica los puntos que tiene que tener el trabajo. Contenidos a tratar: Aplicación experimental del método científico. Elaboración de un informe científico. Expresar correctamente los datos obtenidos mediante tablas y gráficas. Temporalización: 6 semanas aproximadamente. Lo han realizado, algunos alumnos, durante las vacaciones de Navidad, otros durante los meses de enero y febrero. Metodología y actividades a realizar por los alumnos: Los trabajos los han realizado en grupos de 2 o 3 alumnos, en algunos casos los ha realizado un solo alumno. De las lecturas propuestas los alumnos tenían que extraer información sobre los factores que

3 afectan a la evaporación y utilizarlas para proponer las correspondientes hipótesis. La comprobación experimental de las hipótesis, la realizaban en casa con el material disponible en ésta. Tienen que pensar de qué manera pueden medir en casa las variaciones en la cantidad del líquido Los datos obtenidos los tenían que recoger en tablas y estos representarlos gráficamente. Tienen que interpretar los datos para comprobar si la hipótesis propuesta es cierta. Conclusión final del trabajo realizado Información que se le ha facilitado al alumno TEXTO 1: Evaporación La evaporación es un proceso físico por el cual determinadas moléculas de agua, u otro líquido, aumentan su nivel de agitación por aumento de temperatura, y si están próximas a la superficie libre, escapan a la atmósfera. El proceso se produce a cualquier temperatura; a diferencia de la ebullición que el cambio de estado de líquido a gas se produce en toda la masa del líquido y se produce a una temperatura concreta para cada sustancia, ya que es una propiedad característica de la materia. Factores de la Evaporación La evaporación depende de la insolación, del viento, de la temperatura y del grado de humedad de la atmósfera. Por todo esto la evaporación contemplada en un período corto de tiempo es muy variable, no así cuando el ciclo a considerar es un año, en el cual la insolación total es bastante constante. Como magnitud en zonas templadas continentales, la evaporación diaria en verano es del orden de 6 a 8 mm/día y en invierno puede ser casi despreciable. a) Radiación solar. Es el factor determinante de la evaporación ya que es la fuente de energía de dicho proceso. b) Temperatura del aire. El aumento de temperatura en el aire facilita la evaporación ya que: en primer lugar crea una convección térmica ascendente, que facilita la aireación de la superficie del liquido y por otra parte la presión de vapor de saturación es más alta.

4 c) Humedad atmosférica. Es un factor determinante en la evaporación ya que para ésta se produzca, es necesario que el aire próximo a la superficie de evaporación no esté saturado (situación que es facilitada con humedad atmosférica baja). d) El viento. Después de la radiación es el más importante, ya que renueva el aire próximo a la superficie de evaporación que está saturado. La combinación de humedad atmosférica baja y viento resulta ser la que produce mayor evaporación. El viento también produce un efecto secundario que es el enfriamiento de la superficie del líquido y la consiguiente disminución de la evaporación. e) Tamaño de la masa de agua. El volumen de la masa de agua y su profundidad son factores que afectan a la evaporación por el efecto de calentamiento de la masa. Volúmenes pequeños con poca profundidad sufren un calentamiento mayor que facilita la evaporación. f) Salinidad. Disminuye la evaporación, fenómeno que sólo es apreciable en el mar. TEXTO 2 La evaporación es el proceso por el cual las moléculas en estado líquido (por ejemplo, el agua) se hacen gaseosas espontáneamente (ej.: vapor de agua). Es lo opuesto a la condensación. Generalmente, la evaporación puede verse por la desaparición gradual del líquido cuando se expone a un volumen significativo de gas. Por término medio, las moléculas no tienen bastante energía para escaparse del líquido, porque de lo contrario el líquido se convertiría en vapor rápidamente. Cuando las moléculas chocan, se transfieren la energía de una a otra en grados variantes según el modo en que chocan. Los líquidos que no parecen evaporarse visiblemente a una temperatura dada en un gas determinado (p.ej., el aceite de cocina a temperatura ambiente) poseen moléculas que no tienden a transferirse la energía de una a otra como para darle "la velocidad de escape" (la energía calórica) necesaria para convertirse en vapor. Sin embargo, estos líquidos se evaporan, pero el proceso es mucho más lento y considerablemente menos visible. La evaporación es una parte esencial del ciclo del agua. La energía solar provoca la evaporación del agua de los océanos, lagos, humedad del suelo y otras fuentes de agua. En hidrología, la evaporación y la transpiración (que implica la evaporación dentro del estoma de la planta) reciben el nombre conjunto de evapotranspiración. Teoría cinética Para que las moléculas de un líquido se evaporen, deben estar localizadas cerca de la superficie, moverse en la dirección apropiada y tener la energía cinética suficiente como para vencer las fuerzas intermoleculares de la fase líquida. Sólo una pequeña proporción de las moléculas cumplen con estos criterios, por lo que la tasa de evaporación es limitada. Ya que la energía cinética de una molécula es proporcional a su temperatura, la evaporación se produce más rápido conforme la temperatura es más alta. Como las moléculas que se mueven más rápido escapan, las moléculas restantes tienen una energía cinética media inferior, y por tanto la temperatura del líquido disminuye. Este fenómeno se conoce como refrigeración evaporativa, y es la razón por la cual la evaporación del sudor refresca el cuerpo humano. La evaporación

5 también tiende a producirse más rápidamente con tasas de flujo más altas entre la fase gaseosa y líquida, y en líquidos con presión de vapor más alta. Por ejemplo, la ropa tendida en un cordel secará (por evaporación) más rápidamente durante un día ventoso que en un día sin viento. Tres puntos claves de la evaporación son el calor, la humedad y el movimiento del aire. TRABAJO DE INVESTIGACIÓN El trabajo se puede realizar individual, en grupos, número máximo tres alumnos. Se puede realizar a mano, en un documento de Word, en presentación de Power Point. El trabajo tiene que tener los siguientes puntos: - Portada: título, componentes, fecha o periodo de realización, curso. - Índice y paginación. - introducción: Lee los dos textos que se indican y de los mismos realiza un comentario en el que se indique: qué es la evaporación, cómo se produce y por qué. - Indicar los factores que influyen en la evaporación. Extrae dicha información de los textos anteriores. - Propuesta de hipótesis. Hay que proponer dos hipótesis; grupos de 1 o dos alumnos, y de tres grupos de 3 alumnos. Las hipótesis que propongáis tenéis que pensar que se tienen que poder comprobar experimentalmente. - Procedimiento. Tenéis que indicar cómo lo vais a realizar y el material que hay que utilizar. Recordar: a) Cuando queremos comparar valores, se mantienen todas las variables fijas y sólo cambiamos una. b) Seguro que tenéis que realizar medidas de volumen o de masa, lo que pongáis en un recipiente ya no lo podéis cambiar, tenéis que pensar cómo podéis realizar dichas medidas. - Recogida de datos. a) Los datos hay que recogerlos en tablas. Hay que indicar las fechas en las que se recogen los datos. En algunas hipótesis sería adecuado indicar características meteorológicas del día. b) Con los datos hay que realizar gráficas. A la vuelta de vacaciones, si tenéis información suficiente me lo indicáis y os comento cómo las podéis realizar.

6 - Análisis de resultados - Conclusión. - Opinión sobre el trabajo realizado. En este punto hay que indicar lo que ha hecho cada uno de los miembros del grupo. Como mínimo cada uno tiene que comprobar una hipótesis. NOTA: Es muy importante el contenido, así como la presentación del mismo. FECHA LÍMITE PARA PRESENTAR EL TRABAJO EL 3 DE FEBRERO DE 2012, VIERNES. EL TRABAJO NO SE PUEDE REALIZAR EN UN DÍA, PARA RECOGER DATOS SUFICIENTES SE NECESITAN COMO MÍNIMO TRES SEMANAS.