D.5 La propagación del calor 13-14

Propagación del calor: Conducción, convección y radiación.

 Animación sobre la propagación del calor

Actividad: Estudia la p  212 y 213 y define los conceptos conducción, convección y radiación. Pon un ejemplo en cada caso.

Actividad gráfica: Un cambio de estado 13-14

GRÁFICAS 10*0,5 = 5 P: Hemos calentado una sustancia misteriosa  en un laboratorio equipado con el material adecuado. Esta es la gráfica que nos ha salido.

RESPONDE:

a) ¿Qué dos magnitudes hemos medido? ¿En qué se miden?

b) De las dos magnitudes que hemos medido, ¿cuál de ellas hemos variado nosotros y cuál es la que ha variado conforme iba variando la que nosotros hemos modificado?

c) En la parte de la gráfica señalada con una A, ¿En qué estado o estados se encuentra nuestra sustancia?

d) ¿En qué estado se encuentra esta sustancia en la parte B de la gráfica? ¿Y en la C?

e) PUNTO DE FUSIÓN: ¿A qué temperatura se derrite esta sustancia?

f) PUNTO DE EBULLICIÓN:  ¿A qué temperatura hierve esta sustancia?

g) ¿A qué temperatura se encuentra esta sustancia a los 48 min de iniciado el calentamiento? ¿En qué estado?

h) ¿A qué temperatura se encuentra esta sustancia a los 108 min? ¿En qué estado?

i) ¿A qué temperatura se encuentra a los 12 minutos? ¿En qué estado?

j) ¿De qué sustancia se trata? ¿Por qué?

Efectos del calor sobre los cuerpos 13-14

a) El equilibrio térmico

Animación del equilibrio térmico: Ponemos juntos una tartera caliente y unas bebidas frías y observamos lo que ocurre.

b) Dilatación y contracción

Experimento: Observa el experimento en clase y cuenta lo que ocurre al calentar la bola:

Cuando un cuerpo se calienta, las partículas que lo forman se mueven más rápido, necesitan más espacio para desplazarse y por lo tanto, el tamaño del cuerpo aumenta; lo que provoca la dilatación del cuerpo.

Si el cuerpo pierde calor, sucede lo contrario: sus partículas se mueven más despacio, se enfría y disminuye su tamaño; se produce una contracción.

Todos los cuerpos, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos, varían su tamaño cuando intercambian calor con otro cuerpo. 

Responde de forma razonada:

1) ¿Por qué se ponen separados los railes del tren?

2) ¿Por qué asciende la columna de mercurio o de alcohol en los termómetros?

3) ¿Por qué aumenta el tamaño de un globo cuando se calienta el aire de su interior?

c) Los estados de la materia y los cambios de estado

Animación: Estados de la materia

La materia se puede presentar en tres estados según el movimiento de sus partículas:

• En estado sólido. Las partículas están ordenadas, muy juntas, unidas, y no se desplazan (el hielo, el hierro, la madera, etc.).

• En estado líquido. Las partículas están muy cerca unas de otras, pero se mueven con libertad y de forma desordenada (el agua, el aceite, etc.).

• En estado gaseoso. Las partículas están muy separadas y se mueven deprisa ocupando mucho más espacio (el aire, el gas de un globo, etc.).

Los cambios de estado de la materia son los siguientes:

http://biologiaygeologia.org/unidadbio/esa/cna4/materia/u2_contenido/cambios_estado.swf  

• Fusión
• Vaporización: Ebullición y evaporación
• Condensación
• Solidificación
• Sublimación: Progresiva y regresiva (inversa)

Repasa este desarrollo con esta animación y realiza la actividad final de este enlace: Estados de la materia y cambios de estado (muy bueno: pincha en el menú de la izquierda en el recuadro "Estados").


PROCEDIMIENTOS MATEMÁTICOS

Gráficas: Calentamiento del hielo y enfriamiento del vapor de agua.

CUESTIONES: Anotaremos en una tabla los tiempos y las temperaturas del cuerpo que vamos a calentar progresivamente. Finalmente representaremos la gráfica tiempo y la temperatura en papel milimetrado.

D. 1 Calor y temperatura

D.1 EL CALOR Y LA TEMPERATURA: DIFERENCIAS. Lo que hay que saber (p 206-207)

Copia en tu cuaderno este resumen.

a) ¿Qué es el calor? ¿Qué es el equilibrio térmico?

El calor o energía térmica es la energía interna que se transmite de un cuerpo a otro cuando están en contacto y a diferente temperatura.

El calor es energía térmica que pasa de un cuerpo a otro, es decir, los cuerpos ganan o pierden calor. Por ejemplo: si introducimos un trozo de hierro a 80 ºC (caliente) en un cazo con agua a 15 ºC (agua fría), el hierro se enfriará y el agua se calentará. El calor habrá pasado del hierro, que estaba a más temperatura, al agua, que estaba a menos temperatura.

Al cabo de cierto tiempo, los dos cuerpos (el hierro y el agua) se ponen a la misma temperatura y se alcanza el equilibrio térmico. 

b) ¿Cómo se mide el calor?

El calor se mide con un aparato denominado calorímetro.

La unidad internacional que se utiliza para medir el calor es el julio (J), aunque también se utilizan las calorías (cal), los kJ y las kcal.

• 1 J = 0,24 cal (1 julio equivale a 0,24 calorías)
• 1 cal = 4,18 J (1 caloría equivale a 4,18 julios)

c) ¿Qué es la temperatura?

Todas las sustancias están formadas por partículas (átomos y moléculas) que están en continuo movimiento. Este movimiento se llama agitación térmica. Cuanto más alta es la temperatura, más rápidamente se mueven las partículas. 

Animación sobre la temperatura

Si un cuerpo se encuentra a mayor temperatura que otro, indica que sus partículas se mueven más deprisa. Debido a esta agitación, cada partícula posee energía cinética.

La suma de las energías cinéticas de todas las partículas de un cuerpo se llama energía interna. Al aumentar la temperatura de un cuerpo, aumenta su energía interna. La temperatura es la forma de medir la energía interna de un cuerpo.

d) ¿A qué llamamos caliente y frío?

Lo que queremos decir realmente cuando decimos que algo está caliente o que está frío es que su temperatura es alta o baja. Para ilustrarlo podemos hacer este experimento: Ponemos tres recipientes con agua caliente, templada y fría y anotamos su temperatura. Introducimos la mano izquierda en el recipiente con agua fría y la derecha en el recipiente con agua caliente unos 15 segundos. Después introducimos ambas manos en el recipiente con el agua templada y contamos lo que sentimos. Trata de explicar por qué sucede este fenómeno.

Elabora un mapa conceptual en tu cuaderno que incluya las diferencias entre calor y temparatura:

Mapa conceptual (difícil): Diferencias entre calor y temperatura.