domingo, 23 de octubre de 2016

Semana11
jueves
SESIÓN
32
Propiedades térmicas de las sustancias
contenido temático
Calor especifico y latente de sustancias

Aprendizajes esperados del grupo
Conceptuales
·         Conocerán el Calor especifico y latente de sustancias
Procedimentales
·         Calcula  calor específico de materiales.
·         Manejo del calorímetro
·         Medición y relación de variables
Actitudinales
  • Reafirmaran su: Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales
De Laboratorio:
-          Calorímetro, parrilla eléctrica, placas de metal, cobre, aluminio, plomo, vaso de precipitados 250 ml.
De proyección:
-          Pizarrón, gis, borrador
-          Proyector de acetatos o de cañón
De computo:
-          PC conexión a internet.
-          Programas  Hoja de cálculo, procesador de palabras, presentador.
Didáctico:
-          Indagaciones del alumno, presentadas en documento electrónico.



Desarrollo del proceso
FASE DE APERTURA
El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, revisa el resumen elaborado por cada alumno y lo registra en la lista.
Plantea a los alumnos la pregunta siguiente:
¿Cómo se define el calor específico de las sustancias?
Preguntas

¿Qué es el calor específico de una sustancia?

¿Cómo se calcula el calor específico de una sustancia?

Ejemplo de calores específicos de las sustancias sólidas,  liquidas y gaseosas.

¿Qué es el calor latente de una sustancia?

¿Cuál es el modelo matemático del calor latente de las sustancias?

¿Qué unidades se emplean en el calor específico de una sustancia y el calor latente?

Equipo






Respuesta
es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad.
c= Q/ mΔT 

donde: 
c= Calor específico. 
Q= Calor o energia. 
m= Masa. 
ΔT= cambio de temperatura. 

Calores específicos de líquidos: Los valores son en general menores que 1 cal / gr ºC, y a la temperatura de fusión el calor específico de un líquido es mayor que el del sólido a la misma temperatura.

alores específicos de sólidos

Las medidas de cp para los sólidos revelan que el calor específico a presión constante varía muy poco con la presión, sin embargo, su variación con la temperatura es muy importante.  Calores específicos de gases
En los gases, los valores de cp son mayores que los de cv, pues a presión constante el gas se dilata realizando cierto trabajo para vencer la presión exterior, y entonces se necesita absorber una cantidad de energía equivalente a ese trabajo. En los gases se mide generalmente cp directamente y el valor de cv se deduce de las relaciones que lo vinculan con cp.

nergía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización).

Q = m·Ce·(Tf-Ti)

En palabras más simples, la cantidad de calor recibida o cedida por un cuerpo se calcula mediante esta fórmula, en la cual m es la masa, Ce es el calor específico, Ti es la temperatura inicial yTf la temperatura final.  Por lo tanto Tf – Ti = ΔT (variación de temperatura).

joules por kilogramo y por kelvin (J·kg−1·K−1); otra unidad, no perteneciente al SI, es la caloría por gramo y por kelvin (cal·g−1·K−1).

En equipo los alumnos discuten sus respuestas y después sintetizan el contenido                                                              presentándolo al resto del grupo.
  FASE DE DESARROLLO
Calcular el calor específico de los metales. La cantidad de calor recibido o cedido por un cuerpo se calcula mediante la siguiente fórmula
Q=m·c·(Tf-Ti)
Donde m es la masa, c es el calor específico, Ti es la temperatura inicial y Tf la temperatura final
  • Si Ti>Tf el cuerpo cede calor Q<0
  • Si Ti<Tf el cuerpo recibe calor Q>0
La experiencia se realiza en un calorímetro consistente en un vaso (Dewar) o en su defecto, convenientemente aislado. El vaso se cierra con una tapa hecha de material aislante, con dos orificios por los que salen un termómetro y el agitador.
Supongamos que el calorímetro está a la temperatura inicial T0, y sea
  • mv es la masa del vaso del calorímetro y cv su calor específico.
  • mt la masa de la parte sumergida del termómetro y ct su calor específico
  • ma la masa de la parte sumergida del agitador y ca su calor específico
  • M la masa de agua que contiene el vaso, su calor específico es la unidad
Por otra parte:
Sean m y c las masa y el calor específico del cuerpo problema a la temperatura inicial T.
En el equilibrio a la temperatura Te se tendrá la siguiente relación.
(M+mv·cv+mt·ct+ma·ca)(Te-T0)+m·c(Te-T)=0
La capacidad calorífica del calorímetro es
k=mv·cv+mt·ct+ma·ca
Se le denomina equivalente en agua del calorímetro, y se expresa en gramos de agua.
Por tanto, representa la cantidad de agua que tiene la misma capacidad calorífica que el vaso del calorímetro, parte sumergida del agitador y del termómetro y es una constante para cada calorímetro.
El calor específico desconocido del será por tanto
En esta fórmula tenemos una cantidad desconocida k, que debemos determinar experimentalmente.
FASE DE CIERRE
Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una conclusión grupal relativa al calor especifico y latente de los materiales.                     
Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista de MOODLE.
Actividad Extra clase:
Los alumnos:
Ø  Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog.
Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información,
Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs,
  Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
 evaluación
El profesor revisara el Informe de la actividad depositado en el Blog personal.
    Contenido:
-           Resumen de la indagación bibliográfica.
-          Informe de las actividades en el Aula-laboratorio.


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