SITUACIÓN PROBLEMÁTICA PARA ALUMNOS DE SECUNDARIA
Problemas Planteados
Con
la primera actividad experimental se intentará responder a
la pregunta “¿El agua es un buen conductor térmico?”. El segundo
problema será descripto de la siguiente manera: “Si coloco dos latas de gaseosas a la misma distancia del fuego, una de
ellas de color claro y otra de color oscuro, ¿alcanzará el contenido de ambas
la misma temperatura al mismo tiempo?”. Por último, se buscará una respuesta a
la situación: “Un día de invierno, tras haber calentado tu hogar con estufas o
dejando encendidas algunas hornallas (ojo, con la debida ventilación para
evitar tragedias), querés cambiar la bombilla de tu casa por una lámpara de
bajo consumo. Al subirte sobre una silla para hacerlo, te das cuenta que el
aire se encuentra más caliente y agobiante en el techo. ¿Por qué ocurre esto?”.
Contenidos trabajados
Al
comenzar la clase, se dará un repaso de los contenidos aprendidos en la clase anterior.
Una vez hecho esto, el docente planteará los problemas relacionados con la transferencia de energía por conducción, radiación
y convección que serán estudiados en la clase.
Actividades que realizan los alumnos
La primera experiencia será la correspondiente a conducción. Para ello, el docente llevará trozos de hielo al
laboratorio y se repartirá a los grupos armados. Para esta experiencia se
necesitarán: un tubo de ensayo, los trocitos de hielo, un tornillo o tuerca
(que los alumnos habrán llevado), agua, mechero o calentador y una pinza de
madera. Los alumnos de cada grupo deberán:
1.
Colocar en el tubo de ensayo los
trocitos de hielo cubiertos por el objeto metálico.
2.
Agregar un poco de agua.
3.
Acercar la parte superior del tubo
al mechero o calentador, utilizando la pinza de madera.
4.
Anotar qué ocurre cuando hierve el
agua.
La segunda experimentación será la
relacionada con radiación. Los grupos
contarán con los siguientes materiales para realizar la experimentación
(previamente solicitados la clase anterior): dos latitas de gaseosas vacías, un
poco de agua y afiches blanco y negro. El docente proporcionará además un mechero
o calentador y un termómetro.
Se
tomará una de las latas y se forrará con el afiche negro. Se hará lo mismo con
la otra lata y el afiche blanco. A continuación, se colocará una misma cantidad
de agua en cada lata (preferiblemente poca cantidad, pues mucha hará que la
experiencia quite mucho tiempo de clase). Se pondrá a calentar las dos latas a
igual distancia del fuego y se controlará la temperatura cada 3 minutos,
armando una tabla con los valores obtenidos para cada lata y los tiempos.
La última experiencia será la correspondiente a convección. Para estudiar las corrientes convectivas en un líquido
se llevará del curso algunas tizas de color. Se necesitarán: agua, un vaso de
precipitados, trozos de tiza de color o yerba mate, un mechero de Bunsen, un
trípode y tela de amianto. Los alumnos deberán:
1.
Colocar agua en el recipiente
(vaso de precipitados).
2.
Agregar trocitos de tiza de color
o yerba mate.
3.
Colocar el recipiente al fuego
hasta que hierva el agua.
4.
Anotar qué ocurre cuando hierve el
agua.
En la
experiencia relacionada con radiación, el agua contenida en la lata negra
aumentó su temperatura mucho más rápidamente que el agua contenida en la lata
blanca, aun cuando equidistaban (es decir, estaban a igual distancia) del
mechero. Esto es debido a que los colores oscuros absorben mayor cantidad de
energía, mientras que los colores claros la reflejan, por lo que tarda más el
agua en calentarse en este último caso.
En
la segunda experiencia, relacionada con la conducción, dentro del mismo tubo de
ensayo se obtuvo, sorprendentemente, agua congelada (hielo) en la parte
inferior y agua hirviendo en la parte superior, demostrando entonces que el
agua no es un buen conductor térmico. Si lo fuera, el agua debería estar a temperaturas
similares en cada punto.
En
la tercera experiencia, se notaron las corrientes convectivas: al hervir el
agua los trocitos de tiza de color o yerba mate ascendían y descendían dentro
del vaso de precipitados en un ciclo muy bien diferenciado, cuando se seguía
con la vista alguno en especial. Esto demuestra por analogía que, en un fluido,
el aire caliente asciende y el aire frío desciende, lo que explicaría por qué
al cambiar la lamparita se siente agobiante el aire cercano al techo.
H.R.G. (Docente)
H.R.G. (Docente)
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