PÁGINA: 1 de 8 Nombres y Apellidos del Estudiante: Docente: Área: Ciencias Naturales y Educación Ambiental Grado: OCTAVO Periodo: SEGUNDO Duración: 14 HORAS Asignatura: Física ESTÁNDAR: Interpreta los resultados teniendo en cuenta el orden de magnitud del error experimental. Relaciono, las diversas formas de transferencia de energía térmica con la formación de vientos. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Analiza las diferencias entre calor y temperatura y su aplicabilidad en la física. EJE(S) TEMÁTICO(S): CALOR Y TEMPERATURA MOMENTO DE REFLEXIÓN / CRECIMIENTO PERSONAL/ SEGÚN EL TEMA Dale a tus sueños todo lo que tienes y te sorprenderás de la energía que sale de ti ORIENTACIONES la profesora explicara brevemente el contenido de la guía. Lea detenidamente la guía Desarrolla las actividades propuestas Registra las bases teóricas en el cuaderno Revisión del trabajo por actividades y compromisos Evaluación de la guía en forma escrita EXPLORACIÓN LOS CABALLOS ANTIGUOS MEDÍAN COMO UN PERRO PEQUEÑO POR CULPA DEL CALOR Un estudio publicado en 'Science' demuestra que los cambios de temperatura influyen en el tamaño de los caballos. Se demuestra que los animales de una misma especie tienen mayor tamaño cuanto más frío sea el clima.
PÁGINA: 2 de 8 Los resultados de un estudio publicado en la revista 'Science' demuestran que el tamaño de los mamíferos está condicionado por la temperatura. Los primeros caballos tenían el tamaño de un perro pequeño, explica Jonathan Bloch, coautor de una investigación publicada en la revista Science. Este trabajo de un equipo de científicos estadounidenses apunta a que los cambios de tamaño corporal de los mamíferos a lo largo de la historia son consecuencia de fluctuaciones de la temperatura. El investigador Ross Secord, de la universidad de Nebraska, Lincoln (EE UU), y su equipo han estudiado el registro fósil de dientes de caballo en el estado de Wyoming. Las muestras analizadas pertenecen a un período de tiempo de 175.000 años, que abarca grandes fluctuaciones térmicas e incluye el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM, por sus siglas en inglés), que ocurrió hace unos 55 millones de años. Durante este período la temperatura aumentó de manera progresiva entre 5 y 10 grados Celsius debido a la liberación de grandes cantidades de carbono a los océanos y la atmosfera. Mediante el análisis del tamaño de los dientes fósiles y de los isótopos que contienen, el estudio concluye que el primer caballo (Sifrhippus sandrae) debía pesar unos 5,6 kilogramos y que su tamaño se redujo un 30% cuando el clima se calentó. Al finalizar esta época más cálida, llegó el frío y el tamaño de los équidos aumentó más de un 75%. Pero no solo los caballos se adaptaron al aumento de temperatura. Una tercera parte de los mamíferos de este período respondió reduciendo el tamaño de su cuerpo, algunos hasta a la mitad. Es razonable asumir que la causa, o el mecanismo de acción, fue el mismo aclara a SINC Ross Secord, autor principal del estudio. La regla de Bergmann Las conclusiones del estudio confirman la llamada regla de Bergmann, que relaciona la temperatura del ambiente con el tamaño de los animales homeotermos aquellos que mantienen su temperatura corporal de manera independientemente de la ambiental y se cumple en la mayoría de aves y mamíferos. La regla postula que animales de una misma especie, o de especies muy afines dentro de un mismo género, tendrán mayor tamaño cuanto más frío sea el clima. La explicación más aceptada a este fenómeno es que la pérdida de calor depende de la relación ente la superficie corporal y la masa, por lo que un animal pequeño pierde más calor que uno grande. El análisis de los isótopos hallados en el registro fósil de los dientes de caballo sugiere que en el momento en el que el tamaño de los équidos mermaba el clima no solo era más cálido, sino también más húmedo y aparentemente más productivo. Este hecho indica que es la temperatura y no la productividad o la disponibilidad de alimentos la que condiciona en mayor medida el tamaño corporal de los animales Según lo leído contesto Sera posible predecir lo que pueda suceder durante los siguientes años si se cumplen los modelos climáticos que auguran un aumento de temperatura de uno 4? Serán capaces los animales de reajustar su tamaño durante el siguiente par de siglos? Crees que el cambio climático actual, incidirá sobre los animales?
PÁGINA: 3 de 8 CONCEPTUALIZACIÓN Las nociones de caliente y frio están muy ligadas a nuestra percepción sensoriales, debido a que es frecuente confundir los conceptos de calor y temperatura empecemos por aclarar que, aunque están muy relacionados son distintos. A partir de la experiencia cotidiana, podemos afirmar que, cuanto más calor esta un cuerpo, mayor es su temperatura y la mayor es la cantidad de calor que este cuerpo puede transferir a otros. El calor es la forma de energía que se transfiere de unos cuerpos a otros. Este concepto es físicamente de gran importancia y significa que los cuerpos seden o gana calor, mas no lo poseen. La temperatura es una medida de la energía cinética media de las moléculas que constituyen un cuerpo o una medida de la intensidad de calor. LA MEDIDA DE LA TEMPERATURA Históricamente se han diseñado diversa escalas para medir la temperatura a través de la asignación arbitraria de un punto inicial, uno final y una serie de divisiones o grados entre esos puntos límite. A continuación tres de las escalas más comunes: Escala Centígrados o Celsius Se basa en la asignación de un punto inicial, igual a cero, correspondiente a la temperatura de solidificación del agua y de un valor igual a 100 para la ebullición del agua, a 1 atmosfera de presión. El intervalo entre ambos puntos se divide en cien partes iguales, cada una de las cuales se denomina grados centígrados o Celsius. Escala absoluta o Kelvin En ella se fija un valor de cero correspondiente a la temperatura más baja posible es decir, el estado en el que todas las moléculas que forman un cuerpo se encuentran en reposo absoluto. Esta temperatura equivale a 273 C cada unidad o grado en esta escala tienen la misma magnitud que la unidad en la escala centígrada. En esta escala se tomó el punto de congelación normal del agua a 273 grados kelvin, y el punto de ebullición del agua a 373 grados Kelvin. Escala Fahrenheit Tiene mucho uso en el sistema inglés. Los puntos de referencia son 32 grados Fahrenheit (32F) y 212 grados Fahrenheit, para la congelación y ebullición del agua respectivamente. Al establecer relaciones, se deducen las siguientes ecuaciones: F = (9/5) C +32 C = 5/9 ( F-32) K = C + 273 Ejemplo 1: En un termómetro con escala centígrada se registra una lectura de 27 C Cuánto debe marcar en un termómetro de grados Fahrenheit? Cuánto en uno de los grados Kelvin? Solución Reemplazando tenemos F = (9/5) C + 32
PÁGINA: 4 de 8 F = 9X27 +32 5 F = 243 +32 5 F = 48.6 + 32 F = 80.6 Sustituyendo tenemos K = C +273 K = 27 + 273 K = 300 Rta 27 C equivale a 80.6 F y 300 K Ejemplo 2: Encontrar la equivalencia de 93 F en la escala centígrada Solución Remplazando tenemos: C = 5 ( F 32) 9 C = 5 ( 93-32) 9 C = 5 (61) 9 C = 305 9 C = 33.88 El instrumento con el cual se mide la temperatura es el termómetro. Su funcionamiento se basa en la dilatación que experimentan los materiales en respuesta a aumentos de temperatura. LA MEDIDA DEL CALOR La unidad de calor en el S.I es el Julio. No obstante, existe otra unidad de calor usada frecuentemente. Se trata de la caloría (cal), definida como la cantidad necesaria que se debe transferir a un gramo de agua para que su temperatura aumente en un grado centígrado, concretamente de 14,5 C a 15,5 C. La relación entre julios y calorías se conoce como el equivalente mecánico del calor: 1 cal = 4,186 J Con esto demostró que el calor era una de las diversas formas en las que se manifiesta la energía. Por lo tanto la energía calórica puede transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo, en los motores de los automóviles se transforma en energía cinética, en las centrales térmicas, pasa a energía eléctrica y en los filamentos de los bombillos se transforma en energía lumínica.
PÁGINA: 5 de 8 CALOR ESPECIFICO El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor que se debe suministrar a un gramo de sustancia para que su temperatura aumente en un gramo centígrado. Cuando mayor sea el calor especifico de una sustancia, mayor será la cantidad de calor, que deberá absorber para aumentar su temperatura y de la misma forma, mayor será también la cantidad de calor que desprenda la disminuir su temperatura. El calor especifico se mide en Julios por Kilogramo, por cada grado Kelvin (J/Kg.K) o en calorías por gramo, por cada grado Celsius (cal/g. C) Aunque la primera es la unidad en S.I, la segunda se utiliza con frecuencia. Ejemplo Para aumentar en 20 C la temperatura de una pieza de bronce de 300g de masa es necesario suministrar 550 cal Cuál es el calor específico del Bronce? Solución C Bronce = Cal/g. C C Bronce = 550/300. 20 C C Bronce = 36,66 TRANSMISIÓN DE CALOR El calor puede ser transmitido de tres formas distintas por conducción, por convección o por radiación. Conducción Térmica: es el proceso que produce por contacto térmico entre dos o más cuerpos debido a contactos directos entre las partículas individuales de los cuerpos que están a diferentes temperaturas, lo que produce que las partículas lleguen al equilibrio térmico. Ejemplo: cuchara metálica en la taza de té.
PÁGINA: 6 de 8 Convención Térmica: solo se produce en fluidos (líquidos o gases), ya que implica movimientos de volúmenes de fluidos de regiones que están a una temperatura, a regiones que están a otra a temperatura. El transporte de calor esta inseparablemente ligado al movimiento del promedio. Ejemplo: los calefactores dentro de la casa. Radiación Térmica: es el proceso por el cual se transmite a través de ondas electromagnéticas. Implica doble transformación de la energía para llegar al cuerpo al que se va a propagar: primero de energía térmica a radiante y luego viceversa. Ejemplo: la energía solar. Para determinar de manera directa, el calor que se pone de manifiesto en un proceso de laboratorio, se suele emplear un calorímetro. ACTIVIDADES DE APROPIACIÓN 1. Busco en el diccionario los siguientes términos Corado, escala, ebullición, molécula, congelación, dilatación, caloría, conducción, electromagnética 2. Según los ejemplos vistos en la guía resuelvo Determino a cuantos grados equivalen los siguientes valores de temperatura 53 F en C 36 C en F -17 C en K 140 F en K 3. Escojo la respuesta, después de hallar las equivalencias de temperatura 71 F a C Y kelvin a) 21,66 C y 294,66 K b) 216,6 C y 29,466 K c) 2,166 C y 2,9466 K d) 2166 C y 2946,6 K 280 C a F a) 5,36 F b) 53,6 F c) 536 F d) 0,536 F 0 C a K y F a) 273 K y 3,2 F b) 2,73 K y 3,2 F c) 27,3 K y 32 F d) 273 K y 32 F En la escala Kelvin o absoluta el punto de ebullición del agua es: a) 373 K b) 273 K c) 100 K d) O K
PÁGINA: 7 de 8 La temperatura promedio en una ciudad es 30 C. en la escala Farenhert equivale a a) 82,4 F b) 111 F c) 145 F d) 43 F e) 86 F El instrumento por el cual se mide la temperatura se denomina a) Picnómetro b) Higrómetro c) Termómetro d) Manómetro 4. Interpreta la siguiente información En el exterior de una estación de investigadores en la Antártida se comprueba un día que un termómetro graduado en grados centígrados marca el mismo número que otro que hay a su lado que esta graduado en grados Fahrenheit Cuál era la temperatura en ese instante? RESUELVO 5. Para aumentar en 97 C la temperatura de un pedazo de plomo de 1000, es necesario suministrar 400 calorías. Cuál es el calor específico del Plomo? 6. Investigo En qué se diferencian los termómetros médicos de los industriales? En que radica que unos termómetros resistan mayores temperaturas que los otros? Cuál es la finalidad del espacio vacío que hay entre los recipientes externo e interno de un termómetro? Por qué existe la tendencia a usar ropa de color claro en sitios de clima caliente? Cómo explicas que una manera de abrir un frasco de vidrio cuya tapa metálica está demasiado ajustada sea suministrándole un poco de calor? Qué es el fenómeno Ola de calor? Por qué el ser humano siente más calor cuando hay humedad en el ambiente? Está bien empleada la expresión Cúbrete con una cobija, para que te de calor? en realidad Cuál es la función de cubrirse con una cobija? SOCIALIZACIÓN Explicación del profesor (a) para aclarar dudas
PÁGINA: 8 de 8 COMPROMISO Analizo y resuelvo Explico porque no es correcto la expresión la cantidad de calor de un cuerpo Explico cómo se puede determinar experimentalmente el calor especifico de una sustancia A cuántos grados centígrados equivale 38F? Cuando 20 gramos de una sustancia ceden 30 calorías, se observa que su temperatura decrece de 60 C a 45 C Cuál es el calor especifico de la sustancia? ELABORÓ REVISÓ APROBÓ NOMBRES ANA BETSY TOSCANO RUBIO CARGO Docentes de Área Jefe de Área Coordinador Académico DD 13 MM 03 AAAA 2012 DD 17 MM 03 AAAA 2012 DD MM AAAA