Semana14
martes
SESIÓN
40
Unidad 3. Energía: fenómenos térmicos, tecnología y sociedad  
contenido temático
2 Energía: su transformación, aprovechamiento y degradación
• Eficiencia de una máquina térmica..



Aprendizajes esperados del grupo
Conceptuales:  
• Conoce la segunda ley de la termodinámica y su relación con la degradación de la energía. N1.
• Conoce la interpretación estadística de la entropía y su relación con la irreversibilidad de los procesos en la naturaleza. N1
Procedimentales:
  • Conoce el principio de funcionamiento de una máquina térmica.
  • Elaboración de acetatos y manejo del proyector.
  • Presentación en equipo
Actitudinales:
  • Puntualidad, respeto, responsabilidad, tolerancia, solidaridad y actitud crítica.
Materiales generales
De laboratorio:
  • Parrilla eléctrica, matraz erlenmeyer de 250 ml, tapón de hule bihoradado, tubo de desprendimiento, rehilete de pastico, termómetro.
De proyección:
  • Pizarrón, gis, borrador
  • Proyector de acetatos
De computo:
  • PC, y proyector tipo cañón
  • Programas:  Hoja de cálculo, procesador de palabras, presentador.
Didáctico:
  • Resumen escrito, en documento electrónico



Desarrollo del proceso
FASE DE APERTURA
El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, plantea la pregunta siguiente:
¿Cuáles son los esquemas de diferentes tipos de máquinas térmicas?
Pregunta
¿Cómo funciona el Motor Stirling?

¿Cómo funciona una Turbina
Hidráulica?
¿Cuál es la definición de la segunda ley de la termodinámica?
¿Cómo se representa matemáticamente la 2ª. Ley de la Termodinámica?
¿Qué es la entropía?
¿En qué consiste un proceso termodinámico irreversible?
Equipo
5
6
4
2
1
3
Respuesta
 Un motor térmico operando por compresión y expansión cíclica de aire u otro gas, el llamado fluido de trabajo, a diferentes niveles de temperatura tales que se produce una conversión neta de energía calorífica a energía mecánica.
Una turbina hidráulica es una turbo máquina motora hidráulica, que aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador eléctrico que transforma la energía mecánica en eléctrica, así son el órgano fundamental de una central hidroeléctrica.
Existen dos o más versiones :
Definición de Kelvin-Planck

“Es imposible construir un aparato que opere ciclicamente, cuyo único efecto sea absorver calor de una fuente de temperatura  y convertirlo en una cantidad equivalente de trabajo”.

Definición de Clausius

“Es imposible construir un aparato que opere en un ciclo cuyo único efecto sea transferir calor desde una fuente de baja temperatura a otra de temperatura mayor”.

cantidad de calor QH de un foco caliente
Cantidad de calor QC que debe ser expulsada a un foco frío. Esto se opone a un motor térmico perfecto.
Magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular de un sistema.
Procesos que, como la entropía, no son reversibles en el tiempo
Cierta cantidad de "energía de transformación" se activará cuando las moléculas del "cuerpo de trabajo" interaccionen entre sí al cambiar de un estado a otro. Durante esta transformación, habrá cierta pérdida o disipación de energía calorífica, atribuible al rozamiento intermolecular y a las colisiones.
Lo importante es que dicha energía no será recuperable si el proceso se invierte.
  
• Investigación documental y discusión acerca de los diferentes enunciados de la segunda ley de la termodinámica.
• Los alumnos realizan una investigación documental acerca del concepto de entropía.                                                                                                                                                                                                                                                                    
¿Cómo es posible aprovechar las propiedades del vapor de agua para crear un motor que no consumirá energía?
Después discuten y sintetizan el contenido                                                             
FASE DE DESARROLLO
Colocar 100 ml de agua en el matraz erlenmeyer, y tapar con el tapón bihoradado colocar el tubo de vidrio de desprendimiento.
Calentar el agua y medir la temperatura de salida del vapor, colocar en la salida del vapor de agua el rehilete y medir el número de revoluciones y la temperatura.
Tabular y graficar los datos obtenidos, temperatura-vueltas.
  • El Profesor solicita a los alumnos que  presenten resultados, empleando la técnica seleccionada.
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 de la importancia de las maquinas térmicas.                      
Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista de MOODLE.
Actividad Extra clase:
Los alumnos:
  • Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog.
  • Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información,
  • 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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