Sugerencias didácticas

3. Estructura general de la metodología propuesta:

3.7. Experiencia 7: Calor como energía en tránsito

Como último paso, antes de la formulación del concepto de calor, es necesario comprobar la naturaleza de su intercambio desde el cuerpo a mayor temperatura hacia el de menor temperatura.

PreLab: Se debe plantear la pregunta: ¿Cuándo se relacionan el calor y la temperatura?

Lab: Se coloca arena en una vaso de Bohemia de 500 mL como mínimo y se aumenta su temperatura hasta aproximadamente 70,0 ºC. Luego se coloca dentro de él un recipiente de metal (por ejemplo, una lata) que contenga también arena a temperatura ambiente. Se mide la temperatura de la arena contenida en cada recipiente, a medida que pasa el tiempo. Se representan las curvas de la temperatura de cada recipiente en función del tiempo, en un mismo par de ejes coordenados. 

Se obtiene una curva ascendente y otra descendente que tienden a un mismo valor final de la temperatura (equilibrio térmico).

PostLab: Análisis de los resultados. Para ello se debe delimitar claramente los sistemas y sus fronteras (por ejemplo, la separación entre los dos recipientes con arena). Los alumnos generalmente explican la disminución de la temperatura de la arena caliente y el aumento de la de la arena fría por medio de la "transferencia de temperatura". Si esto ocurriese, es fundamental que cada alumno consulte la ficha de conclusiones y busque la contradicción con lo ya anotado. 

El cuestionario final permite estudiar la relación entre el equilibrio térmico, la transferencia de calor y el sentido de dicha transferencia. Con esto se habrán completado los pasos hacia la definición de calor.

Cuestionario:

1- ¿Por qué disminuye la temperatura de la arena que se encuentra dentro del vaso de Bohemia?

2- ¿Por qué aumenta la temperatura de la arena que se encuentra dentro de la lata?

3- El calor se transfiere desde la arena que se encuentra dentro de ___________________ hacia la arena que se encuentra dentro de ___________________.

4- Al finalizar el experimento, ¿cómo es la temperatura de la arena dentro de la lata respecto a la temperatura de la arena dentro del vaso de Bohemia?

5- ¿Cuándo deja de transferirse el calor entre los recipientes con arena?

Conclusiones: Si dos objetos están a igual temperatura, entonces no existe ___________________.

Si dos objetos están a distinta temperatura, entonces existe transferencia de ___________________. Este pasa desde el objeto que se encuentra a ___________________ temperatura, hacia el que se encuentra a ___________________ temperatura.

El planteo de ejercicios conceptuales y no numéricos, que involucran los conceptos de calor y temperatura, sirven para que los alumnos apliquen las conclusiones a las que han arribado.

Para el profesor: En esta experiencia es importante que el alumno conciba al calor como una energía en tránsito desde el objeto a mayor temperatura hacia el de menor temperatura y el intercambio termina cuando no existe más diferencia de temperaturas. Nos es conveniente hablar de cuerpos calientes y fríos; de lo contrario se contribuye a la idea errónea del calor como energía conservable dentro de los objetos.

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