Clase 13 Bimestre: IV Ciencias 8

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1 Clase 13 Bimestre: IV Ciencias 8 Tema: Trabajo, energía, primera Ley de la termodinámica Evidencias de aprendizaje: Comprende el concepto de energía como la capacidad de un cuerpo para realizar trabajo mecánico y lo relaciona con diferentes situaciones. ANTES (PREPARACIÓN) Preparación: Sugerencias de preparación conceptual - Vea el video con anterioridad para poder desarrollar la clase en caso de que haya alguna falla o inconveniente en la proyección del mismo durante la clase. - Utilice los contenidos del video y lecturas para identificar los temas en que requiera ampliar el conocimiento. - Lea con anterioridad la Guía del docente y la Guía del estudiante. - Verifique que la práctica propuesta pueda realizarse y que ésta funcione. Materiales o recursos para el profesor - Guía del docente y Guía del estudiante. Materiales o recursos para el estudiante - Materiales para la práctica en grupos de dos (2) estudiantes:. 2 vasos de cartón o plástico con sus respectivas tapas.. 2 pitillos gruesos cortados por la mitad.. Ligas de caucho.. Ganchos.. Hilo.. Arandela de metal.. 2 Chaquiras grandes.. Punzón. Introducción 2 min: Presente la agenda de la clase: a) Objetivo (s) de la clase: - Analizar los conceptos de energía y trabajo mecánico. b) Actividades: - Revisión de la tarea. - Proyección de video. - Actividades de la Guía del estudiante: Tabla Sequya, lectura, resolución de preguntas y práctica. Salude de manera afable y cálida a sus estudiantes, estableciendo contacto visual con cada uno de ellos. Organice rápidamente a los estudiantes para dar inicio a la clase. Clase magistral Explicación 20 min: Pida a los estudiantes que respondan las preguntas de la Tabla Sequya en la columna Lo que sé de la Actividad 31 de la Guía del estudiante, para volver evidente el proceso de aprendizaje al establecer los conocimientos previos acerca de energía, trabajo y primera Ley de la termodinámica. Individual Aulas sin fronteras 51

2 Ciencias 8 Bimestre: IV Número de clase: 13 Explicación Proyecte el Video No. 23. Con base en el video, profundice sobre el concepto energía y mencione algunos ejemplos. Detenga el video cuando lo considere necesario, e invite a los estudiantes a analizar las situaciones presentadas. Video 20 min: Pida a los estudiantes que resuelvan el punto 2 de la Actividad 32 de la Guía del estudiante con el objetivo de contextualizar los conceptos a trabajar a partir de la elaboración de afirmaciones con relación al video. Solicite a los estudiantes que lean el texto Energía - Trabajo que se encuentra en el punto 1 de la Actividad 33 de la Guía del estudiante para dar una introducción teórica en la parte experimental. Desarrolle la experiencia en conjunto para discutir las observaciones, luego acompañe en la solución individual de las preguntas. Individual Aplicación Pida a los estudiantes que realicen el punto 2 de la Actividad 33 de la Guía del estudiante con el fin de relacionar el concepto de transformación de energía con fuerza y desplazamiento. Verifique que los estudiantes realicen el paso a paso de la práctica. Es indispensable llevar el control del tiempo para la actividad e informar constantemente a los estudiantes. Parejas Síntesis 10 min: Solicite a los estudiantes que resuelvan en punto 3 de la Actividad 33 de la Guía del estudiante para reforzar los conceptos tratados en la clase. Socialice las respuestas de dos o tres estudiantes a las preguntas y realice una síntesis acerca del concepto energía, fuerza y desplazamiento. Plenaria DESPUÉS Tareas Actividad 33 punto 3, en caso de no terminar en clase. 52 Aulas sin fronteras

3 Bimestre: IV Número de clase: 13 Ciencias 8 RESPUESTAS Actividad En su cuaderno, responda: En qué situaciones de la vida cotidiana se evidencia trabajo? Nombre tres (3) máximo. Cuales son los conceptos claves en la primera Ley de la termodinámica? Las respuestas deben estar basadas en situaciones donde nombren una fuerza y un desplazamiento ejemplo: al correr un pupitre, al cargar la maleta, al correr un sofá, al patear un balón Los conceptos claves son: transferencia de energía ( calor), energía interna y trabajo. Actividad Los conceptos claves que enuncia la lectura son en torno a la energía, la cual se explica como la capacidad de producir transformaciones en objetos, cuerpos o materia que interaccionan entre si, el acto de transformar la materia aplicando fuerza. En este fenómeno se evidencia un intercambio de energía. 3. A partir de la lectura y la práctica responda las siguientes preguntas. a) Cuántos centímetros se movieron los vasos? Por qué se movieron? La cantidad de centímetros dependerá de cada estudiante. El movimiento de los vasos es el producto de la energía almacenada en los cauchos cuando estos se hicieron girar con los pitillos. b) Cómo influye la liga de caucho en el movimiento de los vasos? Las ligas almacenan energía, la cual se evidencia en una fuerza que produce el movimiento de los vasos. Mientras más energía almacene la liga, mayor movimiento se evidenciará en los vasos. c) Qué relación tiene el experimento con las ideas escritas en su cuaderno? En el experimento se pueden evidenciar los conceptos de energía y trabajo, pues las ligas colocadas en los vasos almacenaron energía produciendo una fuerza y un desplazamiento, lo que se entiende como trabajo en física. De esta manera, se concluye que cuando se habla de trabajo en un objeto o cuerpo, se puede hablar en términos de la energía necesaria para desplazar dicho cuerpo con cierta cantidad de fuerza. Aulas sin fronteras 53

4 Clase 14 Bimestre: IV Ciencias 8 Tema: Trabajo, energía, primera Ley de la termodinámica Evidencias de aprendizaje: Formaliza el concepto trabajo en términos de fuerza y desplazamiento, dando respuesta a diferentes situaciones problema. ANTES (PREPARACIÓN) Preparación: Sugerencias de preparación conceptual - Utilice los contenidos del video y lecturas para identificar los temas en que requiera ampliar el conocimiento. - Lea con anterioridad la Guía del docente y la Guía del estudiante. Materiales o recursos para el profesor - Guía del docente y Guía del estudiante. Materiales o recursos para el estudiante - Guía del estudiante, cuaderno y cartuchera. - Calculadora de ser necesario. Introducción 5 min: Presente la agenda de la clase: a) Objetivo (s) de la clase: - Describir el concepto trabajo en términos de fuerza y desplazamiento. b) Actividades: - Actividades de la Guía del estudiante: lectura, resolución de situaciones y tabla. Salude de manera afable y cálida a sus estudiantes, estableciendo contacto visual con cada uno de ellos. Organice rápidamente a los estudiantes para dar inicio a la clase. Clase magistral Explicación 10 min: Pida a los estudiantes que lean el texto Trabajo mecánico y energía que se encuentra en el punto 1 de la Actividad 34 de la Guía del estudiante. Realice una breve explicación con respecto a los conceptos de trabajo y energía. Realice la lectura con todo el grupo, para ir aclarando las posibles dudas que se presenten y dar profundidad a las explicaciones y ejemplos. Puede rotar la lectura entre los estudiantes, escoger a aquellos que lean mejor o leer en voz alta. Clase magistral Aplicación 25 min: Solicite a los estudiantes que resuelvan los puntos 2 y 3 de la Actividad 34, para evidenciar la relación entre fuerza y desplazamiento. Acompañe en la solución individual de la actividad. Asegúrese que empleen la estrategia para la resolución de problemas numéricos contemplada en la guía. Individual 54 Aulas sin fronteras

5 Bimestre: IV Número de clase: 14 Ciencias 8 Síntesis 10 min: Socialice las respuestas a las preguntas de los punto 2 y 3 de la Actividad 34. Discuta y analice en conjunto las respuestas haciendo énfasis en la relación que hay entre energía, trabajo, fuerza y desplazamiento. Plenaria DESPUÉS Materiales del estudiante para la siguiente clase - Guía del estudiante, cuaderno y cartuchera. RESPUESTAS Actividad De acuerdo con la lectura explique en la siguiente tabla el experimento de los vasos de la clase anterior. Experimento Relación entre energía y trabajo mecánico Las explicaciones que los estudiantes elaboren deben estar basadas en la relación que existe entre la transferencia de energía que se realiza girando los cauchos, lo que ocasiona una fuerza que es ejercida en la parte interna de los vasos. Esto a su turno, permite que haya un desplazamiento. Esta relación entre fuerza y desplazamiento es trabajo mecánico. Aulas sin fronteras 55

6 Clase 15 Bimestre: IV Ciencias 8 Tema: Primera Ley de la termodinámica Evidencias de aprendizaje: 1. Comprende La primera Ley de la termodinámica relacionando los conceptos de transferencia de energía, energía térmica y trabajo mecánico. 2. Explica diferentes situaciones a partir la primera Ley de la termodinámica. ANTES (PREPARACIÓN) Preparación: Sugerencias de preparación conceptual - Utilice los contenidos del video y lecturas para identificar los temas en que requiera ampliar el conocimiento. - Lea con anterioridad la Guía del docente y la Guía del estudiante. - Verifique que la práctica propuesta pueda realizarse y que ésta funcione. - Materiales para la práctica:. Una botella de vidrio pequeña.. Agua.. Una vela.. Fósforos.. Un globo. Materiales o recursos para el estudiante - Guía del estudiante, cuaderno y cartuchera. Materiales o recursos para el profesor - Guía del docente y Guía del estudiante. Introducción 5 min: Presente la agenda de la clase: a) Objetivo (s) de la clase: - Comprender la primera Ley de la termodinámica, relacionando los conceptos: calor, energía interna y trabajo. b) Actividades: - Actividades de la Guía del estudiante: lectura, práctica demostrativa y resolución de preguntas y problema. Salude de manera afable y cálida a sus estudiantes, estableciendo contacto visual con cada uno de ellos. Organice rápidamente a los estudiantes para dar inicio a la clase. Clase magistral Explicación 20 min: Pida a los estudiantes que lean el texto Primera Ley de termodinámica que se encuentra en el punto 1 de la Actividad 35 de la Guía del estudiante para relacionar las características de la primera Ley de la termodinámica e identificar conceptos. Prepare una pequeña exposición para ampliar contenidos sobre transformación de energía y trabajo mecánico. Oriente la lectura y solucione las diferentes dudas que puedan surgir. Clase magistral 56 Aulas sin fronteras

7 Bimestre: IV Número de clase: 15 Ciencias 8 Práctica demostrativa usted que realizará así: a) Llene una botella de vidrio pequeña a la mitad con agua. b) Coloque una bomba en la boca de la botella. c) Ubique un lugar para la vela de tal manera que esté siempre vertical y su llama permanezca prendida. d) Coloque la botella encima de la vela. e) Observe lo que sucede con la bomba a medida que aumenta la temperatura en el agua. Verifique que los estudiantes estén atentos y escriban en su cuaderno los cambios observados en la práctica. Aplicación Explicación 20 min: Solicite a los estudiantes que desarrollen el punto 3 de la Actividad 35 de la Guía del estudiante para relacionar los conceptos de transferencia de energía (calor), energía interna y trabajo con situaciones de la vida cotidiana. Solicite a los estudiantes que resuelvan los puntos 1 y 2 de la Actividad 36 de la Guía del estudiante para formalizar las expresiones numéricas, de tal manera que identifiquen las unidades de medida y encuentren un sentido lógico desde las aplicaciones matemáticas para situaciones específicas. Acompañe en la solución individual de las actividades. Individual Síntesis 5min: Socialice algunas respuestas de la Actividad 36 de la Guía del estudiante. Asigne la tarea. Destaque algunas conclusiones sobre la primera Ley de la termodinámica Plenaria Aulas sin fronteras 57

8 Ciencias 8 Bimestre: IV Número de clase: 15 DESPUÉS Tareas Actividad 37. Sugerencias de evalución Actividad 36. Materiales del estudiante para la siguiente clase Guía del estudiante, cuaderno y cartuchera. RESPUESTAS Actividad 35 NOTA: Es indispensable que usted lea el desarrollo de la actividad experimental antes de comenzar la Clase 15, ya que esta actividad orientará el aprendizaje de la primera Ley de la termodinámica. Una vez los estudiantes relacionen experimentalmente los conceptos, la parte teórica tendrá una mejor comprensión. Por otro lado, esta lectura le brindará herramientas a usted como docente para ir desarrollando una explicación al tiempo que desarrolla la actividad experimental. 3. A partir de la lectura y la práctica demostrativa complete la siguiente tabla. Material Pregunta Respuesta Por qué se infla la bomba? La bomba cambia su tamaño con relación al tamaño inicial, ya que la temperatura se incrementa dentro de la botella ejerciendo un trabajo hacia la bomba (fuerza x desplazamiento). Qué función cumple la llama de la vela con el experimento? Es necesario calentar en agua para que se infle la bomba? Por qué? Qué pasa al interior de la botella? La llama tiene la función de ejercer transferencia de energía térmica (calor), hacia el sistema (aguabotella). Esto permite que la energía interna del sistema cambie y se produzca trabajo. De otra manera, si no se realiza transferencia de energía térmica, no se produce trabajo evidenciado en el cambio de tamaño de la bomba. Al interior de la botella hay un aumento de temperatura porque se le ejerció calor, lo que se evidencia en trabajo hecho del sistema hacia el exterior. En este caso, hace que la bomba cambie su tamaño. 58 Aulas sin fronteras

9 Bimestre: IV Número de clase: 15 Ciencias 8 Material Pregunta Respuesta Cómo se relaciona la primera Ley de la termodinámica con el experimento? La primera Ley enuncia que cuando la transferencia de energía (calor) hacia un sistema se pierde en un lugar, es ganada en otro lugar de acuerdo al principio de conservación de la energía. En este caso el sistema de la botella gana calor por medio de la llama de la vela. Dicha transferencia de energía se pierde en el trabajo realizado por el vapor-agua al exterior, lo que se evidencia en el cambio de tamaño de la bomba. De esta manera se conserva la energía del sistema (la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma). Actividad Explique los siguientes diagramas haciendo uso de la primera Ley de la termodinámica. a) Sistema Alrededores El sistema en este caso es la olla, la cual tiene un accesorio Válvula en la departe de arriba. La seguridad Peso estufa tiene un mecanismo para ejercer calor al sistema, lo que hace que la energía interna del sistema aumente. La energía que gana realiza un trabajo hacia el exterior lo cual se evidencia en el movimiento del accesorio de la olla (fuerza y desplazamiento). lrededores b) Válvula de seguridad Peso La energía que gana el sistema se pierde en forma de trabajo hacia el exterior, lo que obedece al principio de conservación de la energía termodinámica. Calor La imagen muestra un recipiente que tiene agua y en la parte superior una masa pequeña, es decir que el sistema contempla estas tres partes. Se le ejerce calor al sistema en la parte baja, aumentando la temperatura y así mismo la energía interna del sistema, Se esperaría después de un tiempo que la masa se mueva lo que evidencia un trabajo realizado por el sistema hacia el exterior. Calor La energía que gana el sistema se pierde en forma de trabajo hacia el exterior, lo que obedece al principio de conservación de la energía termodinámica. Aulas sin fronteras 59

10 Ciencias 8 Bimestre: IV Notas Notas 60 Aulas sin fronteras