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Manual
Segundo parcial.
Física II
El único modo de hacer un gran trabajo es amar lo que haces - Steve Jobs
Semana 1
Situación didáctica.
Alejandro estaba disfrutando se su programa de LOS SIMPSON en uno de los
episodios en el que Bart y Liza discuten en cuanto el giro del agua en un retrete
llamado efecto Coriolis en el que Liza afirma que en el polo norte gira hacia la
izquierda, mientras que el polo sur gira hacia la derecha por lo que bart baja una y
otra y otra vez el agua al retrete, al observar esto Alejandro se dirige a su baño y
repitió́ la misma acción observa que al tirar de la cadena cuando la taza se queda sin agua,
entra aire por el sifón que desactiva la cadena y produce ese sonido de
gorgoteo que también nos resulta muy familiar. La velocidad que lleva esa cantidad
de agua activa el sifón, que empuja el agua y los desperdicios cañería abajo hacia la
izquierda. Pero no se queda con la duda e investiga con su dispositivo móvil el
suceso en el que encuentra que, en los retretes, la dirección de la rotación del agua
no depende del hemisferio del planeta en el que esté situado el retrete como algunos
creen. Sino que está relacionada con factores más mundanos, como la forma de la
taza, la inclinación y la dirección en la que el agua entre a la casa. Cuando la cisterna se
vacía, un flotador cae hasta la base de la cisterna y acciona una válvula de llenado. Cuando
el flotador cae, la válvula se abre. La válvula de llenado envía el agua en dos direcciones:
hacia la cisterna y hacia la taza. A medida que la cisterna se llena, el flotador se va elevando
hasta que llega un punto en el que la válvula de llenado se cierra. Entonces Alejandro
comprende el mecanismo de cualquier retrete.
Preguntas generadoras.
¿De qué lado gira el agua del retrete de tu casa?
_________________________________________________________________________
_____________________.
Cuando se tapa tu retrete ¿Qué acciones realizas para destaparlo?
_________________________________________________________________________
_____________________.
Preguntas de investigación.
¿Cómo funciona el mecanismo de un atomizador cada vez que lo usas ya sea para
perfumarte o usar un aerosol?
_________________________________________________________________________
_____________________.
¿Qué otros mecanismos utilizan la hidrodinámica para su funcionamiento y razón de ser?
_________________________________________________________________________
_____________________.
Banco de ejercicios.
1)
2)Por una tubería de 3.9 cm de diámetro circula agua a una velocidad cuya magnitud es de
4.5 m/s. En la parte final de la tubería hay un estrechamiento y el diámetro es de 2.25 cm.
¿qué magnitud de velocidad llevará el agua en este punto?
3)Por una manguera de bomberos de 0.25 metros de diámetro sale a presión agua que
fluye a una velocidad de 10.5 m/s, si la manguera se achica en su boquilla de salida a 0.1
metros de diámetro ¿con qué velocidad saldrá el chorro?
4) Por una tubería de 5.08 cm de diámetro circula agua a una velocidad cuya magnitud es
de 1.6 m/s. Calcular la magnitud de la velocidad que llevará el agua al pasar por un
estrechamiento de la tubería donde el diámetro es de 4 cm.
5) Un túnel de agua tiene una sección transversal circular que se restringe de un diámetro
de 3.6 metros a la sección de prueba, que es de 1.2 metros de diámetro. Si la velocidad de
flujo es de 3 m/s en el tubo de diámetro mayor, determine la velocidad del fluido en la
sección de prueba.
6) Un flujo de agua va de la sección 1 a la seccion 2. La
sección 1 tiene 25 mm de diámetro, la presión manométrica
es de 345 kPa, y la velocidad de flujo es de 3 m/s. La sección
2, mide 50 mm de diámetro, y se encuentra a 2 metros por
arriba de la sección 1. Si suponemos que no hay pérdida de
energía en el sistema. Calcule la presión “P2”
7) Por la tubería que se muestra en la imagen, fluyen
0.11 m³/s de gasolina, si la presión antes de la
reducción es de 415 kPa, calcule la presión en la
tubería de 75 mm de diámetro.
8) Del punto A al punto B de la tubería fluye agua a 10°C a razón de 0.37
m³/s si la presión en A es de 66.2kPa, calcule la presión en B.
9) Calcule la velocidad del fluido en el punto A y su gasto, de un flujo
volumétrico de agua a 5°C pasa por el sistema ilustrado en la imagen
10)
Practicas “Experimentemos con Bornoullí”
coloca las evidencias de cada experimento y explica por qué pasa este fenómeno.
relación con principio de Bernoulli.
Semana 2.
Situación didáctica.
Xayakatl vive en el estado de hidalgo, su localidad Huejutla común mente es un
pueblo tranquilo, pero en los últimos años se ha notado preocupantemente un
aumento de temperaturas de hasta ¡50°𝐶! por el calentamiento global y debido a
esto la gente comienza a resentir los estragos de este fenómeno a las personas,
animales y vegetación de esta localidad. Xayakatl es una joven muy activa siempre
ayudando a promover su lengua natal el Náhuatl pero uno de esos días en que el
clima se sentía tan a bochornoso se comenzó a sentir débil, cansada, con nauseas
y con alta temperatura corporal, se puso tan mal que de forma inmediata la llevaran
a urgencias por deshidratación y golpe de calor, los médicos y enfermeras actuaron
para estabilizarla. Evaluaron que su cuerpo puede empezar a dejar de funcionar
cuando las temperaturas alcanzan los 41°𝐶 (106°F) y con esto identificar la
humedad de su cuerpo ya que al estar elevada es la que causa mas daño en los
pulmones ya que trabajan mas por que decae la calidad del aire, la deshidratación
puede provocar problemas en los riñones, el cerebro puede inflamarse y carecer de
oxígeno, aumentando el riesgo de un golpe de calor. El corazón late mas rápido
para mover el calor dentro del cuerpo hacia la piel, alejándolo de órganos vitales y
la respiración puede cesar,y la piel se vuelve pálida, fría y seca. Afortunadamente
Xayakatl la llevaron a tiempo para proceder a bajar primero la temperatura con
baños de agua tibia, suministrar suero para compensar la alta deshidratación
después de varias horas de estabilizarla les informaron a sus familiares que esta
fuera de peligro y que solo esperarían que en las próximas horas se diera de alta el
médico les dio recomendaciones para que se cuiden todos, dijo: Beber agua cada
30 min, permanecer en lugares ventilados, utilizar ropa de algodón y calzado ligeros,
evitar la exposición al sol de 10 am a 4 pm y con esto se sentirán mejor en estas
temporadas de altas temperaturas.
Preguntas generadoras.
1. ¿Alguna vez has tenido fiebre? ¿Cuáles fuerón tus sintomas?
_______________________________________________________________
_____________________________________________________.
2. ¿Qué consecuencias has notado en tu localidad por el efecto
invernadero?¿Qué has hecho para ayudar al planeta para reducir el
CO2?_______________________________________________________.
Preguntas de investigación.
1. Los estados de la republica mexicana que por el efecto invernadero han
tenido cambios extremas de temperatura (Aumento y baja).
2. Del mundo que países han alcanzado temperaturas por debajo de 40°F o
mayores de 100°F
Banco de ejercicios.
Diferencia entre el calor y la temperatura
El calor es una forma de energía que se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a
otro de menor temperatura, también se puede definir al calor como la suma de las energías
cinéticas de todas las moléculas de un cuerpo.
Equilibrio térmico (ley cero de la termodinámica)
Se dice que un sistema de cuerpos se encuentra en equilibrio térmico cuando el intercambio
neto de energía entre sus elementos es cero, esto, tiene como consecuencia que los
cuerpos se encuentren a la misma temperatura.
Escalas termométricas absolutas
Se define al Cero absoluto como la temperatura en la cual la energía cinética de las
moléculas del agua es cero.
Conversiones de temperatura.
1. 300 K = ____________° C, ____________ °F, __________𝑹𝒂
2. 80° C = ____________Ra,_____________	°𝑭,____________K
3. 25° C = ____________Ra,_____________	°𝑭,____________K
4. 125 K = ____________° C, ____________ °F, __________𝑹𝒂
5. 250° C = ____________Ra,____________	°𝑭,____________K
6. 30° F = ____________°C, ____________ k, __________Ra
7. 100° F = ___________Ra, _________ °C,__________K
8. 15° F = ____________K, __________ °C, __________Ra
Completa la tabla, sin procedimiento no se revisa.
No.
Ejercicio
CIUDAD C F k
1 México D.F 25
2 Paris 32
3 Londres 273
4 L. Ángeles -10
5 El Cairo 70
6 Toronto 240
7 Madrid -6
8 Toledo 20
9 Jerusalén 290
10 Atenas 4
ACTIVIDAD DE APLICACIÓN EN MI ENTORNO
Investiga 5 temperaturas de diferentes países para realizar su conversión coloca una imagen del
país. Resalta con color amarillo la escala de temperatura que es utilizada en cada país.
PAÍS Dibuja/Recorta
la bandera
°C K °F °R
Medición de temperatura a familiar.
Con uso de un termómetro de mercurio, mide la temperatura a 4 amigos
diferentes, coloca tu evidencia con fotografía y la temperatura que tuvo.
FAMILIAR 1
(EVIDENCIA).
TEMPERATURA. TEMPERATURA
EN KELVIN.
TEMPERATURA
EN °𝑭.
TEMPERATURA
EN RA.
FAMILIAR
2(EVIDENCIA).
FAMILIAR
3(EVIDENCIA).
FAMILIAR
4(EVIDENCIA).
Preguntas de investigación.
1. ¿Como funciona una cámara térmica a diferencia de un termómetro de mercurio?
_________________________________________________________________________
__________________.
2. ¿Cómo funciona un termómetro?
_________________________________________________________________________
__________.
3. ¿Por que es importante tomar agua, que genera el H2O en el cuerpo humano?
_________________________________________________________________________
__________.
4. ¿Porqué las personas muertas se enfrían?
_________________________________________________________________________
_____________.
Pega tu infografía J
Semana 3.
Situación didáctica.
El viernes al finalizar las clases Pepe, Piter y su novia decidieron ir en busca de
nuevas aventuras con el fin de subir calificaciones en su materia de física por que
sabían que ir al museo de UNIVERSUM podrían tener un respiro de alivio para que
sus padres no los sancionaran por tener materias tan bajas en aprovechamiento, y
de esta manera comenzó la travesía, subieron al transporte público su dirección
Suburbano de Cuatitlan, Pepe que con frecuencia subía al tren guiaba a Piter y a
su novia, ellos temerosos por perderse ya que casi no salían de su localidad -decían
a Pepe: ¿Y si nos perdemos?...No manches que tal si nos roban, Pepe- Cálmense
chavos se ve que es su primera ves fuera de su casa ustedes tranquilos que yo se
andar en el metro no hay pierde, por lo que Piter y ella no tan convencidos decidieron
seguirle, observaban todo a su alrededor, estación por estación Tultitlan, Lechería,
San Rafael, Tlalnepantla, Fortuna y por fin Buenavista al bajar del tren y caminar
sobre el andén notaron que las vías férreas diseñadas de manera prosaica, con
líneas paralelas de raíles y traviesas (a menudo de madera) permitiendo el
movimiento del material ferroviario que para mí es formidable ver como es tan
cómodo viajar sobre ellas dijeron, bueno chicos vámonos por que aún nos falta un
largo camino dijo Pepe. Caminaron al metro y abordaron toda la Línea 1 para a
pasar las casi 28 estaciones para llegar a Ciudad universitaria, de estación en
estación veían muy interesados por la ventana la gran cantidad de gente que subía
y bajaba con tanta prisa por la vida tan acelerada que llevaban, pero tampoco
pueden dejar de observaba la gran cantidad de rieles que en los cruces de
estaciones encontraban y les asombró ver que tan solo con un ligero movimiento
del ferroviario el tren puede cambiar su trayectoria, notando también que las vías
están construidas con una cierta distancia quedando ligeramente separados y esto
con el fin de permitir que los días de mucho calor el metal se dilata y luego, al
descender la temperatura se contraiga nuevamente. Si que me sirvieron las clases
de física comentaron en forma irónica... después de tanta espera han llegado a CU
y para culminar su travesía tomaron el metrobús que los llevo directo a Universum.
Preguntas generadoras.
¿Has notado que las puertas de madera cuando hace calor se hinchan y no se
pueden cerrar? ¿Por qué te imaginas que pasa esto?
__________________________________________________________________
_____________________.
Escribe 5 lugares u objetos con los que has experimentado que cambian su forma
por incremento o disminución de temperatura.
__________________________________________________________________
___________________.
Preguntas de investigación.
Definición de Dilatación térmica, lineal, superficial y volumétrica.
Banco de ejercicios.
Contesta el siguiente cuestionario.
Problemas de aplicación.
Los rieles de una vía de tren de acero, tienen 1500 m de longitud. ¿Qué longitud
tendrá cuando la temperatura aumente de 24°F a 45°C?
En un experimento en laboratorio los ingenieros quieren saber la temperatura en la
que un cuerpo de plomo alcanza los 250 cm de longitud, cuando inicialmente se
mantiene 232 cm a una temperatura de 26°C.
A una temperatura de 18°F una varilla de hierro tiene una longitud de 8 m. ¿Cuál
será la longitud al aumentar su temperatura a 55 °F?
¿Cuál es la longitud de un cable de cobre al disminuir la temperatura a 12 °F, si con
una temperatura de 40°C mide 10000 mm?
Un puente de acero por las mañanas cuando la temperatura está a los 19°C
mantiene una longitud de 130 m de largo, pero por la tarde registra un aumento en
su longitud de 130.022425 metros. ¿Qué temperatura alcanza dicha longitud?
A una temperatura de 15 °C una varilla de hierro tiene una longitud de 5000 mm.
¿Cuál será su longitud al aumentar la temperatura a 25 °C?
¿Cuál es la longitud de un cable de cobre al disminuir la temperatura a 10 °F, si con
una temperatura de 50 °F mide 4900 mm?
Encuentra los coeficientes de dilatación lineal de los siguiente datos.
Temperatura
inicial.
Temperatura
final.
Longitud
inicial.
Longitud final. 𝛼
10 °F 45 °C 9 cm 10.5 cm
20 °C 90°F 900 mm 1.2 m
9 k 90 °C 9000 mm 1.2 m
Un puente de acero de 100 m de largo a 8 °C, aumenta su temperatura a 24 °C.
¿Cuánto medirá su longitud?
¿Cuál es la longitud de un riel de hierro de 50 m a 40°C, si desciende la
temperatura a 6 °C? ¿Cuánto se contrajo?
Actividad en casa.
PRACTICA.
DILATACIÓN LINEAL.
Material de apoyo.
Emulador:
https://www.edumedia-sciences.com/es/media/118-expansion-termica
Introducción.
Dilatación lineal el aumento de volumen que ocurre en una sola dimensión, en
su longitud. Es un proceso exclusivo de materiales sólidos sometidos a
calentamiento térmico.
Se puede observar un ejemplo simple de expansión térmica en las vías del
tren. Están sujetos a temperaturas extremadamente altas a medida que pasan
los vagones y la agitación de sus átomos hace que el ferrocarril se expanda.
Los rieles, sin embargo, tienen espacio para aumentar de volumen. Esto se
debe al hecho de que, entre ellos, hay juntos, pequeños espacios a propósito,
sin los cuales se doblarían.
Material de apoyo.
- Varita Alambre (Fierro).
- 2 veladoras.
Fórmulas.
Desarrollo de practica.
Mide cada una de las varitas del material mencionado y anota su valor en la
siguiente tablita.
Barra. Longitud inicial.
Alambre.
Coloca las dos veladoras debajo de una base, donde puedas colocar las
varitas y comiencen a calentar, puedes guiarte con la imagen.
Ahora debes dejar calentar las varitas por separado en un tiempo de 10 a 15
min, para que pueda tener un cambio lineal
1. Con ayuda de unas pinzas, quita de la base las varitas y ahora mide su
longitud final.
Barra. Longitud Final.
Alambre.
¿Cuánto mm cambio de longitud cada varita?
__________________________________________________________________
_____________.
¿Hora que tienes la longitud inicial y final calcula la temperatura final,
tomando en cuenta que la temperatura inicial está entre los 10 º a 15 º?
__________________________________________________________________
___________.
Menciona 5 objetos que sufran dilatación lineal.
1._______________________
2._______________________
3._______________________
4._______________________
5_______________________
Fotos de evidencia de practica.
Semana 4
Situación didáctica.
Desde pequeño me encanta el mundo del bricolaje y la jardinería. Hasta el punto de
que me compré una casa en el campo y la remodelé con mis propias manos. Mi
mujer se encargó de decorarla a su gusto, pero teníamos un problema con el piso
laminado, estaba levantándose y esto nos causó un poco de frustración ya que nos
encantaba como se veía el piso y no entendíamos el motivo por el que este se
levantaba de esa manera, para dar solución a este detalle no me quedó mas que
consultar con un experto para saber que es lo que pasaba, por lo que me dijo que
el parqué, la tarima de madera o suelos laminados debe instalarse con dos
precauciones básicas: valorar la humedad del soporte y del ambiente, y tener en
cuenta las posibles dilataciones y contracciones de la madera. ¡Esa era la causa!
Exclamé, por lo que el experto dice- Si bien, por su composición, los suelos de
madera sintética o tarimas multicapa son más estables que los suelos de madera
maciza, se les aplican las mismas normas de instalación en lo que se refiere a la
preparación del soporte y la dilatación periférica. Como con cualquier tarea, aunque
este problema se puede solucionar, la reparación presenta algunos desafíos.
Primero, habrá́ que hacer un diagnostico del problema para ocuparse de él, ya que,
si el parqué se levanta una vez, volverá́ a hacerlo hasta que se solucione el
problema de base. ¡Hay que hacer un tratamiento a fondo, no vale con poner una
simple tirita! Por supuesto que no quiero que pase esto otra ves, daremos solución
a este problema de inmediato, ¡así́ que manos a la obra!...
Preguntas generadoras.
1) En las calles de tu localidad, ¿has observado que las planchas cuadradas de
concreto se superponen unas sobre otras? ¿Por qué crees que pasa esto?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________.
2) ¿Por qué la pupila del ojo, que expuesta a distinta luminosidad se dilata o
contrae?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________.
Preguntas de investigación.
¿Por qué el asfalto de las carreteras se puede resquebrajarse?
¿Por que las ventanas enmarcadas en metal necesitan espaciadores de goma?
Banco de ejercicios.
Una pieza cuadrada de hierro tiene un área total de 400 𝑐𝑚!
. Después de aserrar
la pieza por la mitad, se sometió a una temperatura más alta, cuyo aumento es
equivalente a 30ºC. Sabiendo que el coeficiente 5x10"#
¿Cuál será el área final de
esta mitad de la pieza?
Hay un agujero del tamaño de 3 𝑐𝑚!
en un extremo de una placa cuya temperatura
es de 110 ° F. Si la temperatura se duplica, ¿cuánto aumentará el agujero teniendo
en cuenta que el coeficiente es 12x10"#
?
4.- A una temperatura de 5°C una puerta de vidrio tiene un área de 4m2
. ¿Cuál será su área
final al aumentar su temperatura a 60°C?
Grafica y determina el área por cada 5 grados de temperatura que incrementa. Comprueba
en 3 puntos cualquiera el valor numérico corresponda en la tabla.
Temperatura
ºC
Área final
m2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Una placa triangular tiene las siguientes dimensiones base=45cm altura= 15cm si se
aplica calor de 25°𝑪 a 120°𝑪 calcula la el aumento del área de dicha placa. grafica y
determina el área por cada 10 grados de temperatura que incrementa. comprueba en
3 puntos cualquiera el valor numérico corresponda en la tabla.
Temperatura
ºC
Área final
m2
25
35
45
55
65
75
85
95
115
120
Un anillo circular de cobre a 20 °C tiene un agujero con un área de 9980 𝑐𝑚!
. ¿Cuál
es la temperatura mínima que debe tener para deslizarse por una varilla de acero
que tiene un área de sección transversal de 10000 𝑐𝑚!
?
Una placa rectangular tiene las siguientes dimensiones Base=105 cm Altura= 45 cm
si se aplica calor de 25ºF a 120ºF. Calcula la el aumento del área de dicha placa
Una lámina de acero tiene un área de 20ft2
a una temperatura de 8°F ¿Cuál será su
área final si se calienta hasta 13ºF?
Una lámina de cobre tiene un área de 20ft2
a una temperatura de 9°F ¿Cuál será el
incremento de su área si se calienta hasta 18ºF?
Determina los datos faltantes en la tabla.
Figura Temperatura
inicial.
Temperatura
final.
Área inicial Área Final.
Radio:0.5 m
Material:
Aluminio
10 °𝐹 33 °𝐶
B= 20 cm
h=19 cm
Material: Plata
- 10 °𝐶 90 °𝐹
Material: Plata
45 °𝐶 717.5 𝑐𝑚!
719.5 𝑐𝑚!
Material:
Vidrio.
90 ºC 90 𝑐𝑚!
91 𝑐𝑚!
Lado:9 cm
Material:
Plomo
11ºC 90ºC
DILATACIÓN SUPERFICIAL.
La dilatación superficial es el incremento proporcional de área o superficie
que experimenta cierto objeto con determinada sustancia, de área igual a la
unidad, al elevarse su temperatura a un grado centígrado.
Este coeficiente muchos autores y libros le han denominado con la letra
griega gamma . El coeficiente de dilatación superficial se usa para los
trabajos en sólidos, si se conoce el coeficiente de dilatación lineal de un
sólido, entonces su coeficiente de dilatación superficial será dos veces mayor,
por lo que tenemos la siguiente relación matemática:
Formulas.
Material.
1. Plastilina.
2. Base de aluminio.
3. Veladora.
4. Cronometro.
Desarrollo.
Con la plastilina crea un circulo que no pase de un diámetro de 30 cm, con
tu regla mide el diámetro de tu circulo guíate con la imagen presentada.
Coloca tus datos en la siguiente tabla.
Diámetro de la plastilina Radio de la plastilina. Área de plastilina.
Los datos anotados en tus tablas son lo valores iniciales, ahora coloca tu
plastilina sobre la base de aluminio y debajo de ella coloca la veladora y deja
calentar durante 2 min.
Ejemplo de como se debe realizar.
Ahora vuelve a medir el diámetro de la plastilina y notaras que aumento su
longitud, coloca en la tabla el nuevo valor de su diámetro.
Nuevo diámetro de la
plastilina
Radio de la plastilina. Área de plastilina.
Cuestionario de practica.
1 ¿Qué entiendes por dilatación superficial?
__________________________________________________________________
________________________________.
2 ¿Por qué la plastilina aumento su diámetro?
__________________________________________________________________
_______________________________.
3 si la temperatura inicial de plastilina es de 15ºC, que temperatura final
alcanzo.
Nota.
Debes ocupar los datos de tu longitud inicial y final del experimento.
Búsqueda de temperatura final.
Foto de evidencia de practica.
Semana 5.
Situación didáctica.
No hay nada que haga mas feliz a Eduardo que tomarse una coca bien fría, de esas
que en cuanto salen del congelador y las destapas se escarchan. Para el es un
habito que cada domingo al medio día, mete su coquina de vidrio al congelador y
sabe exactamente que en unas 2 horas ese refresquito estará en su punto. Pero a
diferencia de otros domingos, hoy su mamá lo mando a comprar cilantro y el señor
de la tienda no le ayudo a escogerlo y agarro perejil por error, lo cual le implico
generar una doble vuelta. Cuando llego a casa lo primero que hizo fue llegar a abrir
su congelador para ver la escena más aterradora que podría existir: su botella había
tronado. Ver como esos 500ml de dulce refresco se iban al cielo hizo que se
rompiera su corazón, cuando su hermano vio tal escenario fuerte y burlonamente a
lo cual Eduardo dijo entre sollozos -¡mi coca exploto!-, su hermano hizo un breve
análisis y corrigió -¡como serás! La coca no exploto, hizo implosión- como si eso
importara ahora, el se había quedado sin su coca. Su hermano añadió -dejaste que
la coca se enfriara de mas y la botella se hizo mas chica que el contenido y “trono
pa’dentro”- ¿la botella puede cambiar de tamaño? ¿El liquido no se encoge?, ¿a
que se refiere con esto?, para saber a que se refería su hermano le pregunto -¿y tu
como sabes todo eso?- a lo cual su hermano contesto - eso lo explico Beakman el
otro día, esto pasa debido a la dilatación térmica, mas especifico la dilatación
volumétrica. Ven, vamos a ver el capituló a ver si ora si pones atención- de esa
forma fue que Eduardo aprendió por las malas los efectos de la dilatación.
Preguntas generadoras.
1) ¿Alguna ocasión has intentado abrir un refresco cuando se te ha caído o lo agitas
antes de abrir? ¿Por qué pasa este fenómeno?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________.
2) ¿Por qué la leche se derrama al hervir y el agua no?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________.
Actividad de investigación.
15 Ejemplos en tu vida cotidiana de dilatación volumétrica por temperatura.
Banco de ejercicios.
Un recipiente que está lleno hasta el tope con 800 cm3
de mercurio a una temperatura de 30°C
¿Qué tanto mercurio se derrama si la temperatura aumenta hasta los 250 °C?
Hallar la variación de volumen experimentada por un bloque de fundición de 8cm x 12cm x 7cm al
calentarlo desde 15ºC a 47ºC. Coef de Dilat. De la fundición 0.0001 1/ºC
Una barra de aluminio de 0.01 m3
a 16°C se calienta a 44°C.Calcular:
a)¿Cual será el volumen final?
b)Cual fue su Dilatación Cubica?
Una tubería transporta 3litros de glicerina por la mañana está a 12°C al calentarse durante el día
alcanza 3k. a) ¿Cuál será el volumen final?
b) Cual fue su Dilatación Cubica?
Un recipiente cuyo volumen inicial es de 150 cm3
, está
completamente lleno de glicerina a una temperatura de 20°C,
al calentar el conjunto hasta 150°C se observa que se
derrama 2.5 cm3
.
a) Cuál fue la dilatación aparente.
b) Grafica y determina el volumen por cada 15 grados de
temperatura que incrementa.
Un tubo de cobre tiene un volumen de .09m3
a 10°C y se calienta a 200 °C calcular. ¿Cuál es su
volumen final?
Un cuerpo metálico en forma de paralelepípedo tiene un volumen de 50 cm³ a la temperatura de 20
°C. Determine el volumen final y el aumento de volumen sufrido por el paralelepípedo cuando la
temperatura sea 32 °C. Se sabe que: α = 0,000022 1/°C.
Un vendedor de nafta recibe en su tanque 2 000 L de nafta a la temperatura de 30 °C. Sabiéndose
que posteriormente vende toda la nafta cuando la temperatura es de 20 °C y que el coeficiente de
dilatación volumétrica de la nafta es de 1.1*x10-3
1/°C. ¿Cuál es el perjuicio (en litros de nafta) que
sufrió el vendedor? Grafica y determina el volumen por cada 5 grados de temperatura que disminuye.
¿Cuál es el volumen de una esfera de acero de 5 cm de radio a 0 °C, cuando su temperatura sea
de 50 °C?. Sabiendo que: α acero = 0,000012 1/°C.
Un cubo metálico tiene un volumen de 20 cm³ a la temperatura de 15 °C. Determine su volumen a la
temperatura de 25 °C, siendo el coeficiente de dilatación lineal del metal igual a 0,000022 1/°C
Un recipiente de vidrio tiene a 10 °C un volumen interno de 200 ml. Determine el aumento del
volumen interno de ese recipiente cuando el mismo es calentado hasta 60 °C.Se sabe que: γ
=3*10-6
1/°C.
Dilatación Volumétrica.
Es el incremento del volumen (Tercera Dimensión) de un cuerpo en forma de
un sólido geométrico por su aumento interno de temperatura. Se llama
Coeficiente de Dilatación Cúbico (KC) al incremento del volumen que
experimenta la unidad de volumen al aumentar su temperatura en 1°C.
Formulas.
Material.
• 1 1/2 taza de harina para hot cakes.
• 1 1/4 taza de leche.
• 1 pieza de huevo.
• 3 cucharadita de mantequilla.
• 1 cucharadita de esencia de vainilla.
• Regla de 30 cm.
Desarrollo de practica.
1. En un bowl mezcla la harina para hot cakes, la leche, el huevo, 1
cucharada de mantequilla y la esencia de vainilla.
2. Vierte en la licuadora la mezcla y licúa hasta incorporar todos los
ingredientes.
3. Calienta dos cucharadas de mantequilla en un sartén a fuego medio.
4. Vierte la mezcla de forma que quede un pequeño círculo y con ayuda de
una regla mide el grosor de la sustancia que se encuentra en el sarten
y el diámetro que forma.
Guíate la siguiente imagen.
Calcula el volumen inicial de tu hotcake.
Formula a utilizar.
V=𝝅	𝒓𝟐
	𝒆	
Variable.
r = radio (m).
e = grosor (m).
Después cocina alrededor de 5 min y voltea para cocerlo del otro lado, quita
del sarten cuando este cocido por completo, y repite los pasos de medir el
grosor y radio.
Hotcake Grosor final = Diámetro final=
Volumen final.
Hotcake Grosor inicial = Diámetro inicial=
Volumen inicial.
Diámetro de hotcake
Grosor inicial
Ahora encuentra el incremento superficial que tubo el hotcake en su
elaboración, recuerda ocupar tus datos como diámetro inicial y final para el
calculo de área.
Área inicial.
Calculo matemático
A=
𝝅	𝒅𝟐
𝟒
Área final.
Calculo matemático
A=
𝝅	𝒅𝟐
𝟒
Fotos de tu practica (Mínimo de fotos 3).
Foto 1.
Foto 2.
Foto 3.
Semana 6.
Situación didáctica.
Después de un día largo y pesado en su trabajo Sandra sale con mucha hambre,
sabe que en casa la espera su familia para sentarse a comer con ella, al llegar a
casa se encuentra con la sorpresa de que ya habían comido sin ella, dijo ni modo
me toca calentar mi comida puso sobre la estufa la olla para calentar el guisado que
se veía exquisito chicharrón en salsa verde que tanto le gustaba con la
desesperación de degustar ya su comida dejó la cuchara metálica dentro de la olla,
conforme se calentaba su comida se dispuso a calentar sus tortillas en el comal y
una a una de las tortillas fue volteando para que quedaran suaves y bien calientitas
como a ella le
gustan, llegó el momento de servir su guisado y toma la cuchara con la mano ¡zaz!
Avienta la cuchara por la sensación térmica por el calor que se transmite a la
cuchara al querer servir una su comida extremadamente caliente hace que la
transmisión por conducción surja la energía al extenderse debido a que las
partículas chocan entre ellas. Cada uno de ellos cede parte de su energía cinética
a las partículas con las que interaccionan, sin que haya transporte neto de materia.
¡Wow!, si que aprendí́ los conceptos de transferencia de calor dijo, ¡lastima que no
las puse en practica por que mira que quemada me lleve ya hasta el hambre se me
quito... ja! Claro que no exclamó, después de poner agua fría en su mano y sentirla
adormecida se dispuso a comer.
Preguntas generadoras.
1) Cuándo te acercas a una fogata ¿Por qué sientes que te calientas cuando
te acercas?
____________________________________________________________
_________________.
2) Si dejas caer una piedra caliente en una cubeta de agua, cambiarán las
temperaturas de la piedra y del agua hasta que ambas sean iguales. La
piedra se enfriará y el agua se calentará. ¿Sucedería lo mismo si la piedra
caliente se dejara caer al Océano Atlántico? Explica por qué.
____________________________________________________________
_________________.
Preguntas investigación.
Mecanismos de transferencia de calor.
5 ejemplos de cada mecanismo de transferencia de calor que has experimentado
en tu entorno. ¿Por qué utilizar una olla de presión (olla express) para cocer carne
de res o frijoles?
Cantidad de calor.
“Reflexiono sobre mi alimentación”
Plato del bien comer
¿Cuántas calorías consumo al día?
Tabla de ayuda alimenticia.
http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/mednat/tabla_de_alimentos.pdf
Recuerda que debes registrar todo lo que comes en el día y con ayuda de la tabla
alimenticia colocar cuantas calorías consumiste.
(Esto lo realizan las personas que practican deportes o tiene enfermedades como
diabetes, de esta forma controlan su dieta que llevan en el día).
Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo
Ahora lo que debes realizar es la suma de todas las calorías consumidas en
el día y elaborar una conversión a las siguientes unidades (Kcal, Joule y
Btu).
Calorías Calorías Calorías Calorías Calorías Calorías Calorías
Calorías
consumidas.
kCal
Joule
Btu
¿Cuántas calorías tengo que consumir para tener una vida saludable?
__________________________________________________________________
_____________________.
Pagina que te ayudara a llevar una mejor dieta en tu vida:
https://www.diariodenavarra.es/noticias/blogs/dn-running-dudas-
consejos/2016/12/06/son-efectivas-las-dietas-hipocaloricas-641519-3363.html
¿Por qué la mayor parte de los veganos son delgados?
__________________________________________________________________
_______________________.
Banco de ejercicios.
¿Qué cantidad de calor en BTU, Cal y J se debe aplicar a una barra de plata de
12kg para que eleve su temperatura de 22°C a 90°C?
600g de hierro se encuentran a una temperatura de 20°C ¿Cuál será su temperatura
final si le suministran 8000 calorías?
Determine el calor especifico en cal/goC y J/Kg oC de una muestra metálica de 100g
que requiere 868 calorias para elevar su temperatura de 50°C a 90°C
Un recipiente de aluminio de 2.5 Kg. contiene 5 Kg de agua a la temperatura de 28
ºC. Que cantidad de calor en BTU, Cal y J se requiere para elevarles la temperatura
hasta 80 ºC.
En un recipiente que contiene 5000 gr, de agua a 20 ºC se coloca a 100 ºC un
bloque de hierro de 500 gr. Cual debe ser la temperatura de equilibrio, si se supone
que el recipiente no recibe ni cede calor.
Calcular las cantidades de calor en BTU, Cal y J para elevar la temperatura desde
18 ºC hasta 80 ºC de; 12 Kg. de plomo 12 Kg. de aluminio.
Que cantidad de calor se libera cuando 50 gr. de agua contenida en un vaso de
aluminio de 40 gr. se enfría en 60 ºC.
Se tiene un tanque que contiene 20 gr. de agua a 10 ºC. Cuantas Kilocalorías
absorbe cuando se calienta hasta 40 ºC.
Con el calor en BTU, Cal y J que desprenden 400 gr. de agua al pasar de 80 oC 20
oC. Cuantos gramos de cobre podrán llevarse de 30 ºC a 50 ºC
Cual es el calor especifico de un cuerpo cuya masa es 400 gr. si se necesita 80
calorías para elevar su temperatura de 20 ºC a 25 ºC.
Que calor desprenden 150 gr de hierro cuando su temperatura desciende de 120
ºC. a 30 ºC.
¿Cuántos gramos de hierro de 20°C será necesario calentar a 100°C para que
liberen 1800 calorías de calor ?
Actividad.
Calor específico
La Cantidad de calor se define como la energía cedida o absorbida por un cuerpo de masa
cuando su temperatura varía en un número determinado de grados. La dependencia de la
cantidad de calor con la naturaleza de la sustancia se caracteriza por una magnitud
denominada Calor específico de la sustancia.
Formula
𝒄 =
𝑸
𝒎	∆𝒕
								𝑸 = 𝒎	𝒄	∆𝒕
𝑸= Cantidad de calor (cal)
𝒎= masa (Kg)
Emulador:
https://labovirtual.blogspot.com/search/label/calor%20espec%C3%ADfico
1-Objetivos
1- Determinar experimentalmente el calor específico de diferentes
materiales.
2- Comprobar que el calor específico es independiente de la masa.
2- Material y procedimiento
- Vasos de precipitados de 200 mL (2)
- Termómetros digitales (2)
- Calefactor
- Hilo
- Muestras de diferente masa de distintos sólidos (hierro, cobre, grafito,
oro, berilio y aluminio)
Seleccione el metal y respeta la masa que te indica la tabla.
Material Temperatura
inicial
Temperatura
final.
Calor
especifico.
Masa
Grafito 50 g
Hierro 20 g
Cobre 70 g
Oro 75 g
Berilio 55 g
Aluminio. 45 g
Ahora calcula la cantidad de calor que experimenta cada uno de los
materiales.
Material Cantidad de calor.
Formula.
𝑸 = 𝒎	𝒄	∆𝒕
Grafito
Hierro
Cobre
Oro
Berilio
Aluminio.

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  • 1. Manual Segundo parcial. Física II El único modo de hacer un gran trabajo es amar lo que haces - Steve Jobs
  • 2. Semana 1 Situación didáctica. Alejandro estaba disfrutando se su programa de LOS SIMPSON en uno de los episodios en el que Bart y Liza discuten en cuanto el giro del agua en un retrete llamado efecto Coriolis en el que Liza afirma que en el polo norte gira hacia la izquierda, mientras que el polo sur gira hacia la derecha por lo que bart baja una y otra y otra vez el agua al retrete, al observar esto Alejandro se dirige a su baño y repitió́ la misma acción observa que al tirar de la cadena cuando la taza se queda sin agua, entra aire por el sifón que desactiva la cadena y produce ese sonido de gorgoteo que también nos resulta muy familiar. La velocidad que lleva esa cantidad de agua activa el sifón, que empuja el agua y los desperdicios cañería abajo hacia la izquierda. Pero no se queda con la duda e investiga con su dispositivo móvil el suceso en el que encuentra que, en los retretes, la dirección de la rotación del agua no depende del hemisferio del planeta en el que esté situado el retrete como algunos creen. Sino que está relacionada con factores más mundanos, como la forma de la taza, la inclinación y la dirección en la que el agua entre a la casa. Cuando la cisterna se vacía, un flotador cae hasta la base de la cisterna y acciona una válvula de llenado. Cuando el flotador cae, la válvula se abre. La válvula de llenado envía el agua en dos direcciones: hacia la cisterna y hacia la taza. A medida que la cisterna se llena, el flotador se va elevando hasta que llega un punto en el que la válvula de llenado se cierra. Entonces Alejandro comprende el mecanismo de cualquier retrete. Preguntas generadoras. ¿De qué lado gira el agua del retrete de tu casa? _________________________________________________________________________ _____________________. Cuando se tapa tu retrete ¿Qué acciones realizas para destaparlo? _________________________________________________________________________ _____________________. Preguntas de investigación. ¿Cómo funciona el mecanismo de un atomizador cada vez que lo usas ya sea para perfumarte o usar un aerosol? _________________________________________________________________________ _____________________. ¿Qué otros mecanismos utilizan la hidrodinámica para su funcionamiento y razón de ser? _________________________________________________________________________ _____________________.
  • 3. Banco de ejercicios. 1) 2)Por una tubería de 3.9 cm de diámetro circula agua a una velocidad cuya magnitud es de 4.5 m/s. En la parte final de la tubería hay un estrechamiento y el diámetro es de 2.25 cm. ¿qué magnitud de velocidad llevará el agua en este punto? 3)Por una manguera de bomberos de 0.25 metros de diámetro sale a presión agua que fluye a una velocidad de 10.5 m/s, si la manguera se achica en su boquilla de salida a 0.1 metros de diámetro ¿con qué velocidad saldrá el chorro? 4) Por una tubería de 5.08 cm de diámetro circula agua a una velocidad cuya magnitud es de 1.6 m/s. Calcular la magnitud de la velocidad que llevará el agua al pasar por un estrechamiento de la tubería donde el diámetro es de 4 cm. 5) Un túnel de agua tiene una sección transversal circular que se restringe de un diámetro de 3.6 metros a la sección de prueba, que es de 1.2 metros de diámetro. Si la velocidad de flujo es de 3 m/s en el tubo de diámetro mayor, determine la velocidad del fluido en la sección de prueba.
  • 4. 6) Un flujo de agua va de la sección 1 a la seccion 2. La sección 1 tiene 25 mm de diámetro, la presión manométrica es de 345 kPa, y la velocidad de flujo es de 3 m/s. La sección 2, mide 50 mm de diámetro, y se encuentra a 2 metros por arriba de la sección 1. Si suponemos que no hay pérdida de energía en el sistema. Calcule la presión “P2” 7) Por la tubería que se muestra en la imagen, fluyen 0.11 m³/s de gasolina, si la presión antes de la reducción es de 415 kPa, calcule la presión en la tubería de 75 mm de diámetro.
  • 5. 8) Del punto A al punto B de la tubería fluye agua a 10°C a razón de 0.37 m³/s si la presión en A es de 66.2kPa, calcule la presión en B. 9) Calcule la velocidad del fluido en el punto A y su gasto, de un flujo volumétrico de agua a 5°C pasa por el sistema ilustrado en la imagen 10)
  • 7. coloca las evidencias de cada experimento y explica por qué pasa este fenómeno. relación con principio de Bernoulli.
  • 8. Semana 2. Situación didáctica. Xayakatl vive en el estado de hidalgo, su localidad Huejutla común mente es un pueblo tranquilo, pero en los últimos años se ha notado preocupantemente un aumento de temperaturas de hasta ¡50°𝐶! por el calentamiento global y debido a esto la gente comienza a resentir los estragos de este fenómeno a las personas, animales y vegetación de esta localidad. Xayakatl es una joven muy activa siempre ayudando a promover su lengua natal el Náhuatl pero uno de esos días en que el clima se sentía tan a bochornoso se comenzó a sentir débil, cansada, con nauseas y con alta temperatura corporal, se puso tan mal que de forma inmediata la llevaran a urgencias por deshidratación y golpe de calor, los médicos y enfermeras actuaron para estabilizarla. Evaluaron que su cuerpo puede empezar a dejar de funcionar cuando las temperaturas alcanzan los 41°𝐶 (106°F) y con esto identificar la humedad de su cuerpo ya que al estar elevada es la que causa mas daño en los pulmones ya que trabajan mas por que decae la calidad del aire, la deshidratación puede provocar problemas en los riñones, el cerebro puede inflamarse y carecer de oxígeno, aumentando el riesgo de un golpe de calor. El corazón late mas rápido para mover el calor dentro del cuerpo hacia la piel, alejándolo de órganos vitales y la respiración puede cesar,y la piel se vuelve pálida, fría y seca. Afortunadamente Xayakatl la llevaron a tiempo para proceder a bajar primero la temperatura con baños de agua tibia, suministrar suero para compensar la alta deshidratación después de varias horas de estabilizarla les informaron a sus familiares que esta fuera de peligro y que solo esperarían que en las próximas horas se diera de alta el médico les dio recomendaciones para que se cuiden todos, dijo: Beber agua cada 30 min, permanecer en lugares ventilados, utilizar ropa de algodón y calzado ligeros, evitar la exposición al sol de 10 am a 4 pm y con esto se sentirán mejor en estas temporadas de altas temperaturas. Preguntas generadoras. 1. ¿Alguna vez has tenido fiebre? ¿Cuáles fuerón tus sintomas? _______________________________________________________________ _____________________________________________________. 2. ¿Qué consecuencias has notado en tu localidad por el efecto invernadero?¿Qué has hecho para ayudar al planeta para reducir el CO2?_______________________________________________________. Preguntas de investigación. 1. Los estados de la republica mexicana que por el efecto invernadero han tenido cambios extremas de temperatura (Aumento y baja). 2. Del mundo que países han alcanzado temperaturas por debajo de 40°F o mayores de 100°F
  • 9. Banco de ejercicios. Diferencia entre el calor y la temperatura El calor es una forma de energía que se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura, también se puede definir al calor como la suma de las energías cinéticas de todas las moléculas de un cuerpo. Equilibrio térmico (ley cero de la termodinámica) Se dice que un sistema de cuerpos se encuentra en equilibrio térmico cuando el intercambio neto de energía entre sus elementos es cero, esto, tiene como consecuencia que los cuerpos se encuentren a la misma temperatura. Escalas termométricas absolutas Se define al Cero absoluto como la temperatura en la cual la energía cinética de las moléculas del agua es cero. Conversiones de temperatura. 1. 300 K = ____________° C, ____________ °F, __________𝑹𝒂 2. 80° C = ____________Ra,_____________ °𝑭,____________K 3. 25° C = ____________Ra,_____________ °𝑭,____________K 4. 125 K = ____________° C, ____________ °F, __________𝑹𝒂 5. 250° C = ____________Ra,____________ °𝑭,____________K 6. 30° F = ____________°C, ____________ k, __________Ra 7. 100° F = ___________Ra, _________ °C,__________K 8. 15° F = ____________K, __________ °C, __________Ra
  • 10. Completa la tabla, sin procedimiento no se revisa. No. Ejercicio CIUDAD C F k 1 México D.F 25 2 Paris 32 3 Londres 273 4 L. Ángeles -10 5 El Cairo 70 6 Toronto 240 7 Madrid -6 8 Toledo 20 9 Jerusalén 290 10 Atenas 4 ACTIVIDAD DE APLICACIÓN EN MI ENTORNO Investiga 5 temperaturas de diferentes países para realizar su conversión coloca una imagen del país. Resalta con color amarillo la escala de temperatura que es utilizada en cada país. PAÍS Dibuja/Recorta la bandera °C K °F °R
  • 11. Medición de temperatura a familiar. Con uso de un termómetro de mercurio, mide la temperatura a 4 amigos diferentes, coloca tu evidencia con fotografía y la temperatura que tuvo. FAMILIAR 1 (EVIDENCIA). TEMPERATURA. TEMPERATURA EN KELVIN. TEMPERATURA EN °𝑭. TEMPERATURA EN RA. FAMILIAR 2(EVIDENCIA). FAMILIAR 3(EVIDENCIA). FAMILIAR 4(EVIDENCIA). Preguntas de investigación. 1. ¿Como funciona una cámara térmica a diferencia de un termómetro de mercurio? _________________________________________________________________________ __________________. 2. ¿Cómo funciona un termómetro? _________________________________________________________________________ __________. 3. ¿Por que es importante tomar agua, que genera el H2O en el cuerpo humano? _________________________________________________________________________ __________. 4. ¿Porqué las personas muertas se enfrían? _________________________________________________________________________ _____________.
  • 13. Semana 3. Situación didáctica. El viernes al finalizar las clases Pepe, Piter y su novia decidieron ir en busca de nuevas aventuras con el fin de subir calificaciones en su materia de física por que sabían que ir al museo de UNIVERSUM podrían tener un respiro de alivio para que sus padres no los sancionaran por tener materias tan bajas en aprovechamiento, y de esta manera comenzó la travesía, subieron al transporte público su dirección Suburbano de Cuatitlan, Pepe que con frecuencia subía al tren guiaba a Piter y a su novia, ellos temerosos por perderse ya que casi no salían de su localidad -decían a Pepe: ¿Y si nos perdemos?...No manches que tal si nos roban, Pepe- Cálmense chavos se ve que es su primera ves fuera de su casa ustedes tranquilos que yo se andar en el metro no hay pierde, por lo que Piter y ella no tan convencidos decidieron seguirle, observaban todo a su alrededor, estación por estación Tultitlan, Lechería, San Rafael, Tlalnepantla, Fortuna y por fin Buenavista al bajar del tren y caminar sobre el andén notaron que las vías férreas diseñadas de manera prosaica, con líneas paralelas de raíles y traviesas (a menudo de madera) permitiendo el movimiento del material ferroviario que para mí es formidable ver como es tan cómodo viajar sobre ellas dijeron, bueno chicos vámonos por que aún nos falta un largo camino dijo Pepe. Caminaron al metro y abordaron toda la Línea 1 para a pasar las casi 28 estaciones para llegar a Ciudad universitaria, de estación en estación veían muy interesados por la ventana la gran cantidad de gente que subía y bajaba con tanta prisa por la vida tan acelerada que llevaban, pero tampoco pueden dejar de observaba la gran cantidad de rieles que en los cruces de estaciones encontraban y les asombró ver que tan solo con un ligero movimiento del ferroviario el tren puede cambiar su trayectoria, notando también que las vías están construidas con una cierta distancia quedando ligeramente separados y esto con el fin de permitir que los días de mucho calor el metal se dilata y luego, al descender la temperatura se contraiga nuevamente. Si que me sirvieron las clases de física comentaron en forma irónica... después de tanta espera han llegado a CU y para culminar su travesía tomaron el metrobús que los llevo directo a Universum. Preguntas generadoras. ¿Has notado que las puertas de madera cuando hace calor se hinchan y no se pueden cerrar? ¿Por qué te imaginas que pasa esto? __________________________________________________________________ _____________________. Escribe 5 lugares u objetos con los que has experimentado que cambian su forma por incremento o disminución de temperatura. __________________________________________________________________ ___________________. Preguntas de investigación. Definición de Dilatación térmica, lineal, superficial y volumétrica.
  • 14. Banco de ejercicios. Contesta el siguiente cuestionario.
  • 15. Problemas de aplicación. Los rieles de una vía de tren de acero, tienen 1500 m de longitud. ¿Qué longitud tendrá cuando la temperatura aumente de 24°F a 45°C? En un experimento en laboratorio los ingenieros quieren saber la temperatura en la que un cuerpo de plomo alcanza los 250 cm de longitud, cuando inicialmente se mantiene 232 cm a una temperatura de 26°C. A una temperatura de 18°F una varilla de hierro tiene una longitud de 8 m. ¿Cuál será la longitud al aumentar su temperatura a 55 °F? ¿Cuál es la longitud de un cable de cobre al disminuir la temperatura a 12 °F, si con una temperatura de 40°C mide 10000 mm?
  • 16. Un puente de acero por las mañanas cuando la temperatura está a los 19°C mantiene una longitud de 130 m de largo, pero por la tarde registra un aumento en su longitud de 130.022425 metros. ¿Qué temperatura alcanza dicha longitud? A una temperatura de 15 °C una varilla de hierro tiene una longitud de 5000 mm. ¿Cuál será su longitud al aumentar la temperatura a 25 °C? ¿Cuál es la longitud de un cable de cobre al disminuir la temperatura a 10 °F, si con una temperatura de 50 °F mide 4900 mm? Encuentra los coeficientes de dilatación lineal de los siguiente datos. Temperatura inicial. Temperatura final. Longitud inicial. Longitud final. 𝛼 10 °F 45 °C 9 cm 10.5 cm 20 °C 90°F 900 mm 1.2 m 9 k 90 °C 9000 mm 1.2 m Un puente de acero de 100 m de largo a 8 °C, aumenta su temperatura a 24 °C. ¿Cuánto medirá su longitud? ¿Cuál es la longitud de un riel de hierro de 50 m a 40°C, si desciende la temperatura a 6 °C? ¿Cuánto se contrajo?
  • 17. Actividad en casa. PRACTICA. DILATACIÓN LINEAL. Material de apoyo. Emulador: https://www.edumedia-sciences.com/es/media/118-expansion-termica Introducción. Dilatación lineal el aumento de volumen que ocurre en una sola dimensión, en su longitud. Es un proceso exclusivo de materiales sólidos sometidos a calentamiento térmico. Se puede observar un ejemplo simple de expansión térmica en las vías del tren. Están sujetos a temperaturas extremadamente altas a medida que pasan los vagones y la agitación de sus átomos hace que el ferrocarril se expanda. Los rieles, sin embargo, tienen espacio para aumentar de volumen. Esto se debe al hecho de que, entre ellos, hay juntos, pequeños espacios a propósito, sin los cuales se doblarían. Material de apoyo. - Varita Alambre (Fierro). - 2 veladoras. Fórmulas.
  • 18. Desarrollo de practica. Mide cada una de las varitas del material mencionado y anota su valor en la siguiente tablita. Barra. Longitud inicial. Alambre. Coloca las dos veladoras debajo de una base, donde puedas colocar las varitas y comiencen a calentar, puedes guiarte con la imagen. Ahora debes dejar calentar las varitas por separado en un tiempo de 10 a 15 min, para que pueda tener un cambio lineal 1. Con ayuda de unas pinzas, quita de la base las varitas y ahora mide su longitud final. Barra. Longitud Final. Alambre. ¿Cuánto mm cambio de longitud cada varita? __________________________________________________________________ _____________. ¿Hora que tienes la longitud inicial y final calcula la temperatura final, tomando en cuenta que la temperatura inicial está entre los 10 º a 15 º? __________________________________________________________________ ___________.
  • 19. Menciona 5 objetos que sufran dilatación lineal. 1._______________________ 2._______________________ 3._______________________ 4._______________________ 5_______________________ Fotos de evidencia de practica.
  • 20. Semana 4 Situación didáctica. Desde pequeño me encanta el mundo del bricolaje y la jardinería. Hasta el punto de que me compré una casa en el campo y la remodelé con mis propias manos. Mi mujer se encargó de decorarla a su gusto, pero teníamos un problema con el piso laminado, estaba levantándose y esto nos causó un poco de frustración ya que nos encantaba como se veía el piso y no entendíamos el motivo por el que este se levantaba de esa manera, para dar solución a este detalle no me quedó mas que consultar con un experto para saber que es lo que pasaba, por lo que me dijo que el parqué, la tarima de madera o suelos laminados debe instalarse con dos precauciones básicas: valorar la humedad del soporte y del ambiente, y tener en cuenta las posibles dilataciones y contracciones de la madera. ¡Esa era la causa! Exclamé, por lo que el experto dice- Si bien, por su composición, los suelos de madera sintética o tarimas multicapa son más estables que los suelos de madera maciza, se les aplican las mismas normas de instalación en lo que se refiere a la preparación del soporte y la dilatación periférica. Como con cualquier tarea, aunque este problema se puede solucionar, la reparación presenta algunos desafíos. Primero, habrá́ que hacer un diagnostico del problema para ocuparse de él, ya que, si el parqué se levanta una vez, volverá́ a hacerlo hasta que se solucione el problema de base. ¡Hay que hacer un tratamiento a fondo, no vale con poner una simple tirita! Por supuesto que no quiero que pase esto otra ves, daremos solución a este problema de inmediato, ¡así́ que manos a la obra!... Preguntas generadoras. 1) En las calles de tu localidad, ¿has observado que las planchas cuadradas de concreto se superponen unas sobre otras? ¿Por qué crees que pasa esto? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________. 2) ¿Por qué la pupila del ojo, que expuesta a distinta luminosidad se dilata o contrae? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________. Preguntas de investigación. ¿Por qué el asfalto de las carreteras se puede resquebrajarse? ¿Por que las ventanas enmarcadas en metal necesitan espaciadores de goma?
  • 21. Banco de ejercicios. Una pieza cuadrada de hierro tiene un área total de 400 𝑐𝑚! . Después de aserrar la pieza por la mitad, se sometió a una temperatura más alta, cuyo aumento es equivalente a 30ºC. Sabiendo que el coeficiente 5x10"# ¿Cuál será el área final de esta mitad de la pieza? Hay un agujero del tamaño de 3 𝑐𝑚! en un extremo de una placa cuya temperatura es de 110 ° F. Si la temperatura se duplica, ¿cuánto aumentará el agujero teniendo en cuenta que el coeficiente es 12x10"# ? 4.- A una temperatura de 5°C una puerta de vidrio tiene un área de 4m2 . ¿Cuál será su área final al aumentar su temperatura a 60°C? Grafica y determina el área por cada 5 grados de temperatura que incrementa. Comprueba en 3 puntos cualquiera el valor numérico corresponda en la tabla. Temperatura ºC Área final m2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
  • 22. Una placa triangular tiene las siguientes dimensiones base=45cm altura= 15cm si se aplica calor de 25°𝑪 a 120°𝑪 calcula la el aumento del área de dicha placa. grafica y determina el área por cada 10 grados de temperatura que incrementa. comprueba en 3 puntos cualquiera el valor numérico corresponda en la tabla. Temperatura ºC Área final m2 25 35 45 55 65 75 85 95 115 120 Un anillo circular de cobre a 20 °C tiene un agujero con un área de 9980 𝑐𝑚! . ¿Cuál es la temperatura mínima que debe tener para deslizarse por una varilla de acero que tiene un área de sección transversal de 10000 𝑐𝑚! ? Una placa rectangular tiene las siguientes dimensiones Base=105 cm Altura= 45 cm si se aplica calor de 25ºF a 120ºF. Calcula la el aumento del área de dicha placa Una lámina de acero tiene un área de 20ft2 a una temperatura de 8°F ¿Cuál será su área final si se calienta hasta 13ºF?
  • 23. Una lámina de cobre tiene un área de 20ft2 a una temperatura de 9°F ¿Cuál será el incremento de su área si se calienta hasta 18ºF? Determina los datos faltantes en la tabla. Figura Temperatura inicial. Temperatura final. Área inicial Área Final. Radio:0.5 m Material: Aluminio 10 °𝐹 33 °𝐶 B= 20 cm h=19 cm Material: Plata - 10 °𝐶 90 °𝐹 Material: Plata 45 °𝐶 717.5 𝑐𝑚! 719.5 𝑐𝑚! Material: Vidrio. 90 ºC 90 𝑐𝑚! 91 𝑐𝑚! Lado:9 cm Material: Plomo 11ºC 90ºC
  • 24. DILATACIÓN SUPERFICIAL. La dilatación superficial es el incremento proporcional de área o superficie que experimenta cierto objeto con determinada sustancia, de área igual a la unidad, al elevarse su temperatura a un grado centígrado. Este coeficiente muchos autores y libros le han denominado con la letra griega gamma . El coeficiente de dilatación superficial se usa para los trabajos en sólidos, si se conoce el coeficiente de dilatación lineal de un sólido, entonces su coeficiente de dilatación superficial será dos veces mayor, por lo que tenemos la siguiente relación matemática: Formulas.
  • 25. Material. 1. Plastilina. 2. Base de aluminio. 3. Veladora. 4. Cronometro. Desarrollo. Con la plastilina crea un circulo que no pase de un diámetro de 30 cm, con tu regla mide el diámetro de tu circulo guíate con la imagen presentada. Coloca tus datos en la siguiente tabla. Diámetro de la plastilina Radio de la plastilina. Área de plastilina. Los datos anotados en tus tablas son lo valores iniciales, ahora coloca tu plastilina sobre la base de aluminio y debajo de ella coloca la veladora y deja calentar durante 2 min. Ejemplo de como se debe realizar.
  • 26. Ahora vuelve a medir el diámetro de la plastilina y notaras que aumento su longitud, coloca en la tabla el nuevo valor de su diámetro. Nuevo diámetro de la plastilina Radio de la plastilina. Área de plastilina. Cuestionario de practica. 1 ¿Qué entiendes por dilatación superficial? __________________________________________________________________ ________________________________. 2 ¿Por qué la plastilina aumento su diámetro? __________________________________________________________________ _______________________________. 3 si la temperatura inicial de plastilina es de 15ºC, que temperatura final alcanzo. Nota. Debes ocupar los datos de tu longitud inicial y final del experimento. Búsqueda de temperatura final. Foto de evidencia de practica.
  • 27. Semana 5. Situación didáctica. No hay nada que haga mas feliz a Eduardo que tomarse una coca bien fría, de esas que en cuanto salen del congelador y las destapas se escarchan. Para el es un habito que cada domingo al medio día, mete su coquina de vidrio al congelador y sabe exactamente que en unas 2 horas ese refresquito estará en su punto. Pero a diferencia de otros domingos, hoy su mamá lo mando a comprar cilantro y el señor de la tienda no le ayudo a escogerlo y agarro perejil por error, lo cual le implico generar una doble vuelta. Cuando llego a casa lo primero que hizo fue llegar a abrir su congelador para ver la escena más aterradora que podría existir: su botella había tronado. Ver como esos 500ml de dulce refresco se iban al cielo hizo que se rompiera su corazón, cuando su hermano vio tal escenario fuerte y burlonamente a lo cual Eduardo dijo entre sollozos -¡mi coca exploto!-, su hermano hizo un breve análisis y corrigió -¡como serás! La coca no exploto, hizo implosión- como si eso importara ahora, el se había quedado sin su coca. Su hermano añadió -dejaste que la coca se enfriara de mas y la botella se hizo mas chica que el contenido y “trono pa’dentro”- ¿la botella puede cambiar de tamaño? ¿El liquido no se encoge?, ¿a que se refiere con esto?, para saber a que se refería su hermano le pregunto -¿y tu como sabes todo eso?- a lo cual su hermano contesto - eso lo explico Beakman el otro día, esto pasa debido a la dilatación térmica, mas especifico la dilatación volumétrica. Ven, vamos a ver el capituló a ver si ora si pones atención- de esa forma fue que Eduardo aprendió por las malas los efectos de la dilatación. Preguntas generadoras. 1) ¿Alguna ocasión has intentado abrir un refresco cuando se te ha caído o lo agitas antes de abrir? ¿Por qué pasa este fenómeno? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________. 2) ¿Por qué la leche se derrama al hervir y el agua no? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________. Actividad de investigación. 15 Ejemplos en tu vida cotidiana de dilatación volumétrica por temperatura.
  • 28. Banco de ejercicios. Un recipiente que está lleno hasta el tope con 800 cm3 de mercurio a una temperatura de 30°C ¿Qué tanto mercurio se derrama si la temperatura aumenta hasta los 250 °C? Hallar la variación de volumen experimentada por un bloque de fundición de 8cm x 12cm x 7cm al calentarlo desde 15ºC a 47ºC. Coef de Dilat. De la fundición 0.0001 1/ºC Una barra de aluminio de 0.01 m3 a 16°C se calienta a 44°C.Calcular: a)¿Cual será el volumen final? b)Cual fue su Dilatación Cubica? Una tubería transporta 3litros de glicerina por la mañana está a 12°C al calentarse durante el día alcanza 3k. a) ¿Cuál será el volumen final? b) Cual fue su Dilatación Cubica? Un recipiente cuyo volumen inicial es de 150 cm3 , está completamente lleno de glicerina a una temperatura de 20°C, al calentar el conjunto hasta 150°C se observa que se derrama 2.5 cm3 . a) Cuál fue la dilatación aparente. b) Grafica y determina el volumen por cada 15 grados de temperatura que incrementa. Un tubo de cobre tiene un volumen de .09m3 a 10°C y se calienta a 200 °C calcular. ¿Cuál es su volumen final?
  • 29. Un cuerpo metálico en forma de paralelepípedo tiene un volumen de 50 cm³ a la temperatura de 20 °C. Determine el volumen final y el aumento de volumen sufrido por el paralelepípedo cuando la temperatura sea 32 °C. Se sabe que: α = 0,000022 1/°C. Un vendedor de nafta recibe en su tanque 2 000 L de nafta a la temperatura de 30 °C. Sabiéndose que posteriormente vende toda la nafta cuando la temperatura es de 20 °C y que el coeficiente de dilatación volumétrica de la nafta es de 1.1*x10-3 1/°C. ¿Cuál es el perjuicio (en litros de nafta) que sufrió el vendedor? Grafica y determina el volumen por cada 5 grados de temperatura que disminuye. ¿Cuál es el volumen de una esfera de acero de 5 cm de radio a 0 °C, cuando su temperatura sea de 50 °C?. Sabiendo que: α acero = 0,000012 1/°C. Un cubo metálico tiene un volumen de 20 cm³ a la temperatura de 15 °C. Determine su volumen a la temperatura de 25 °C, siendo el coeficiente de dilatación lineal del metal igual a 0,000022 1/°C Un recipiente de vidrio tiene a 10 °C un volumen interno de 200 ml. Determine el aumento del volumen interno de ese recipiente cuando el mismo es calentado hasta 60 °C.Se sabe que: γ =3*10-6 1/°C.
  • 30. Dilatación Volumétrica. Es el incremento del volumen (Tercera Dimensión) de un cuerpo en forma de un sólido geométrico por su aumento interno de temperatura. Se llama Coeficiente de Dilatación Cúbico (KC) al incremento del volumen que experimenta la unidad de volumen al aumentar su temperatura en 1°C. Formulas. Material. • 1 1/2 taza de harina para hot cakes. • 1 1/4 taza de leche. • 1 pieza de huevo. • 3 cucharadita de mantequilla. • 1 cucharadita de esencia de vainilla. • Regla de 30 cm. Desarrollo de practica. 1. En un bowl mezcla la harina para hot cakes, la leche, el huevo, 1 cucharada de mantequilla y la esencia de vainilla. 2. Vierte en la licuadora la mezcla y licúa hasta incorporar todos los ingredientes. 3. Calienta dos cucharadas de mantequilla en un sartén a fuego medio.
  • 31. 4. Vierte la mezcla de forma que quede un pequeño círculo y con ayuda de una regla mide el grosor de la sustancia que se encuentra en el sarten y el diámetro que forma. Guíate la siguiente imagen. Calcula el volumen inicial de tu hotcake. Formula a utilizar. V=𝝅 𝒓𝟐 𝒆 Variable. r = radio (m). e = grosor (m). Después cocina alrededor de 5 min y voltea para cocerlo del otro lado, quita del sarten cuando este cocido por completo, y repite los pasos de medir el grosor y radio. Hotcake Grosor final = Diámetro final= Volumen final. Hotcake Grosor inicial = Diámetro inicial= Volumen inicial. Diámetro de hotcake Grosor inicial
  • 32. Ahora encuentra el incremento superficial que tubo el hotcake en su elaboración, recuerda ocupar tus datos como diámetro inicial y final para el calculo de área. Área inicial. Calculo matemático A= 𝝅 𝒅𝟐 𝟒 Área final. Calculo matemático A= 𝝅 𝒅𝟐 𝟒 Fotos de tu practica (Mínimo de fotos 3). Foto 1. Foto 2.
  • 33. Foto 3. Semana 6. Situación didáctica. Después de un día largo y pesado en su trabajo Sandra sale con mucha hambre, sabe que en casa la espera su familia para sentarse a comer con ella, al llegar a casa se encuentra con la sorpresa de que ya habían comido sin ella, dijo ni modo me toca calentar mi comida puso sobre la estufa la olla para calentar el guisado que se veía exquisito chicharrón en salsa verde que tanto le gustaba con la desesperación de degustar ya su comida dejó la cuchara metálica dentro de la olla, conforme se calentaba su comida se dispuso a calentar sus tortillas en el comal y una a una de las tortillas fue volteando para que quedaran suaves y bien calientitas como a ella le gustan, llegó el momento de servir su guisado y toma la cuchara con la mano ¡zaz! Avienta la cuchara por la sensación térmica por el calor que se transmite a la cuchara al querer servir una su comida extremadamente caliente hace que la transmisión por conducción surja la energía al extenderse debido a que las partículas chocan entre ellas. Cada uno de ellos cede parte de su energía cinética a las partículas con las que interaccionan, sin que haya transporte neto de materia. ¡Wow!, si que aprendí́ los conceptos de transferencia de calor dijo, ¡lastima que no las puse en practica por que mira que quemada me lleve ya hasta el hambre se me quito... ja! Claro que no exclamó, después de poner agua fría en su mano y sentirla adormecida se dispuso a comer. Preguntas generadoras. 1) Cuándo te acercas a una fogata ¿Por qué sientes que te calientas cuando te acercas? ____________________________________________________________ _________________. 2) Si dejas caer una piedra caliente en una cubeta de agua, cambiarán las temperaturas de la piedra y del agua hasta que ambas sean iguales. La piedra se enfriará y el agua se calentará. ¿Sucedería lo mismo si la piedra caliente se dejara caer al Océano Atlántico? Explica por qué. ____________________________________________________________ _________________.
  • 34. Preguntas investigación. Mecanismos de transferencia de calor. 5 ejemplos de cada mecanismo de transferencia de calor que has experimentado en tu entorno. ¿Por qué utilizar una olla de presión (olla express) para cocer carne de res o frijoles? Cantidad de calor. “Reflexiono sobre mi alimentación” Plato del bien comer ¿Cuántas calorías consumo al día? Tabla de ayuda alimenticia. http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/mednat/tabla_de_alimentos.pdf Recuerda que debes registrar todo lo que comes en el día y con ayuda de la tabla alimenticia colocar cuantas calorías consumiste. (Esto lo realizan las personas que practican deportes o tiene enfermedades como diabetes, de esta forma controlan su dieta que llevan en el día). Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo
  • 35. Ahora lo que debes realizar es la suma de todas las calorías consumidas en el día y elaborar una conversión a las siguientes unidades (Kcal, Joule y Btu). Calorías Calorías Calorías Calorías Calorías Calorías Calorías Calorías consumidas. kCal Joule Btu ¿Cuántas calorías tengo que consumir para tener una vida saludable? __________________________________________________________________ _____________________. Pagina que te ayudara a llevar una mejor dieta en tu vida: https://www.diariodenavarra.es/noticias/blogs/dn-running-dudas- consejos/2016/12/06/son-efectivas-las-dietas-hipocaloricas-641519-3363.html ¿Por qué la mayor parte de los veganos son delgados? __________________________________________________________________ _______________________.
  • 36. Banco de ejercicios. ¿Qué cantidad de calor en BTU, Cal y J se debe aplicar a una barra de plata de 12kg para que eleve su temperatura de 22°C a 90°C? 600g de hierro se encuentran a una temperatura de 20°C ¿Cuál será su temperatura final si le suministran 8000 calorías? Determine el calor especifico en cal/goC y J/Kg oC de una muestra metálica de 100g que requiere 868 calorias para elevar su temperatura de 50°C a 90°C Un recipiente de aluminio de 2.5 Kg. contiene 5 Kg de agua a la temperatura de 28 ºC. Que cantidad de calor en BTU, Cal y J se requiere para elevarles la temperatura hasta 80 ºC. En un recipiente que contiene 5000 gr, de agua a 20 ºC se coloca a 100 ºC un bloque de hierro de 500 gr. Cual debe ser la temperatura de equilibrio, si se supone que el recipiente no recibe ni cede calor. Calcular las cantidades de calor en BTU, Cal y J para elevar la temperatura desde 18 ºC hasta 80 ºC de; 12 Kg. de plomo 12 Kg. de aluminio.
  • 37. Que cantidad de calor se libera cuando 50 gr. de agua contenida en un vaso de aluminio de 40 gr. se enfría en 60 ºC. Se tiene un tanque que contiene 20 gr. de agua a 10 ºC. Cuantas Kilocalorías absorbe cuando se calienta hasta 40 ºC. Con el calor en BTU, Cal y J que desprenden 400 gr. de agua al pasar de 80 oC 20 oC. Cuantos gramos de cobre podrán llevarse de 30 ºC a 50 ºC Cual es el calor especifico de un cuerpo cuya masa es 400 gr. si se necesita 80 calorías para elevar su temperatura de 20 ºC a 25 ºC. Que calor desprenden 150 gr de hierro cuando su temperatura desciende de 120 ºC. a 30 ºC. ¿Cuántos gramos de hierro de 20°C será necesario calentar a 100°C para que liberen 1800 calorías de calor ?
  • 38. Actividad. Calor específico La Cantidad de calor se define como la energía cedida o absorbida por un cuerpo de masa cuando su temperatura varía en un número determinado de grados. La dependencia de la cantidad de calor con la naturaleza de la sustancia se caracteriza por una magnitud denominada Calor específico de la sustancia. Formula 𝒄 = 𝑸 𝒎 ∆𝒕 𝑸 = 𝒎 𝒄 ∆𝒕 𝑸= Cantidad de calor (cal) 𝒎= masa (Kg) Emulador: https://labovirtual.blogspot.com/search/label/calor%20espec%C3%ADfico 1-Objetivos 1- Determinar experimentalmente el calor específico de diferentes materiales. 2- Comprobar que el calor específico es independiente de la masa. 2- Material y procedimiento - Vasos de precipitados de 200 mL (2) - Termómetros digitales (2) - Calefactor - Hilo - Muestras de diferente masa de distintos sólidos (hierro, cobre, grafito, oro, berilio y aluminio) Seleccione el metal y respeta la masa que te indica la tabla. Material Temperatura inicial Temperatura final. Calor especifico. Masa Grafito 50 g Hierro 20 g Cobre 70 g Oro 75 g Berilio 55 g Aluminio. 45 g
  • 39. Ahora calcula la cantidad de calor que experimenta cada uno de los materiales. Material Cantidad de calor. Formula. 𝑸 = 𝒎 𝒄 ∆𝒕 Grafito Hierro Cobre Oro Berilio Aluminio.