Trabajo espiral de papel
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1. El documento trata sobre la transferencia de calor y los diferentes mecanismos por los cuales se transfiere: conducción, convección y radiación. 2. Explica que la temperatura mide la energía interna de un sistema y que el calor se transfiere de un cuerpo más caliente a uno más frío. 3. Concluye que la energía se transfiere a través de los tres mecanismos y que la temperatura puede medirse con termómetros.
Trabajo espiral de papel
- 2. INTRODUCCIÓN ¿Qué es la energía? De ella sabemos, por ejemplo, que puede fluir en diversas formas, como la energía calórica, la energía eléctrica y el trabajo mecánico. También, que se puede almacenar en diversas formas tales como energía de formación en un resorte comprimido, energía interna en un cuerpo caliente y energía química en un combustible. Además, Einstein demostró a principios del siglo XX que es interconvertible con la masa en si misma; es decir que el mundo físico entero es una manifestación de energía. Por ejemplo, podríamos decir que la energía calórica fluye debido a la diferencia de temperatura o que expresa la energía interna de un material en términos de la actividad de un átomo, pero sin embargo esto no contesta la pregunta inicial. La verdad es que en realidad desconocemos la respuesta. La mayoría de las materias científicas y tecnológicas comienzan con una aceptación del concepto de energía y tratan las diversas formas de energía y masa como elemento fundamental del universo. Los problemas que se refieren a la naturaleza fundamental y la existencia de energía son más apropiados a los campos de la filosofía y religión. La ciencia no puede dar razones de la existencia de energía o la existencia del mundo físico. Nosotros mismo somos parte de este universo físico, parte de la energía que deseamos entender y debido a esto ser esencialmente imposible entender la existencia de la energía. Sin embargo, esto no debe desalentarnos en el estudio de las características de diversas energías. El progreso realizado por el hombre y que lo a llevado a su estado presente de civilización, a sido gracias a que a recabado información acerca de ella. El tema de este trabajo se refiere precisamente a una de las muchas manifestaciones de la energía, el calor. La transferencia de calor es cuando llamamos así al proceso en el cual existe un intercambio energía que está en forma de calor entre los distintos cuerpos, o en diferentes partes del mismo cuerpo pero en temperaturas distintas. El calor se puede transmitir a través de:
- 3. Convección Radiación Conducción Aunque sean tres pueden ocurrir al mismo tiempo ya que uno de ellos predomina sobre los otros dos. Podemos ver el caso de que el calor se transmite a través de la pared de una casa por medio de la conducción. Otro ejemplo sería que al calentar agua en una cacerola situada en un piloto de gas se calienta por medio de la convección y por ultimo tenemos a la Tierra que recibe calor del Sol y esto se llama radiación. Conducción: este proceso sucede en los sólidos la única forma de transferencia de calor es este proceso. Si se calienta un objeto metálico y esto va haciendo que su temperatura aumente, el calor se va a pasar por todo el objeto hasta calentarlo todo. Convección: Va a haber una diferencia de temperatura en la parte interna del líquido o de un gas, y esto provocara un movimiento en el fluido. Este va a transferir el calor por todo el fluido hasta llegar a otra parte. Radiación: Se va a presentar en una diferencia ya que las sustancias que intercambian calor no deben de estar en contacto entre sí, deben estar lo más alejados que puedan por un vacío.
- 4. OBJETIVOS • El objetivo de hacer este experimento es comprobar lo ya visto en clase. Así podremos ver de forma práctica, y no sólo calcular, lo que en realidad sucede con la transferencia de calor. • En este experimento específico, se estudiará la transferencia de calor de forma visible de diferentes maneras. Cómo esta afecta el medio por el cual está rodeada. • Aprender además a diferenciar conceptos de temperatura, contacto térmico, equilibrio térmico, calor, etc.
- 5. MARCO TEORICO Algunos conceptos que son necesarios aclararlos para el desarrollo exitoso de nuestro trabajo experimental son: Temperatura.- magnitud escalar dada por una función creciente del grado de agitación de las partículas de los materiales. Termómetro.- instrumento u operador técnico que fue inventado y fabricado para poder medir la temperatura. Calor.- forma de energía asociada al movimiento de los átomos, moléculas y otras partículas que forman la materia. Energía.- capacidad para realizar un trabajo. Energía interna.- Es el resultado de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación, traslación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear, que constituyen conjuntamente las interacciones fundamentales. Equilibrio térmico.- la temperatura en cualquier punto del sistema es la misma. Conducción térmica.- mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas Convección.- es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) Radiación.- propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.
- 6. MATERIALES Estudiaremos este experimento porque nos proporcionara conocimiento, tal vez no nuevo, pero sí para comprobar y revisar conceptos. Para poder, además, entenderlo mejor de forma intuitiva. Material necesario: Hoja de papel Tijeras Regla Compas Lápiz Tijeras Lámpara de meza
- 7. PROCEDIMIENTO En primer logar dibujamos en la hoja de papel un espiral, luego recortamos la figura y la atamos al hilo. Por ultimo ponemos nuestro espiral arriba de la lámpara. Y en unos segundos girara sobre su eje vertical.
- 8. PREGUNTAS DURANTE LA EXPERIENCIA ¿Por qué tiene que ser el espiral de papel? ¿Qué métodos existen para que se produzca este fenómeno? ¿Existe una distancia específica para que el aire caliente de la lámpara llegue al espiral? ¿Qué pasa si elevamos la temperatura? ¿el espiral girara más rápido?
- 9. DESCRIPCION DEL FENOMENO El aire que rodea a la lámpara se calienta. Dicho aire caliente, menos denso que el aire que lo rodea, asciende y genera una corriente de aire caliente que hace que el espiral rote alrededor de su eje vertical. El proceso se detiene cuando se apaga la lámpara.
- 10. CONCLUCIONES Si los objetos están a diferentes temperaturas, entre ellos se intercambia energía, aun cuando no estén en contacto físico. El calor es la transferencia de energía de un objeto a otro como resultado de una diferencia de temperatura entre los dos. El equilibrio térmico es una situación en la que dos objetos en contacto térmico dejan de intercambiar energía por el proceso de calor ya que los dos alcanzaron la misma temperatura. Los termómetros son instrumentos que se usan para medir temperaturas, todos están basados en el principio de que alguna propiedad física de un sistema cambia conforme cambia la temperatura del sistema; algunas de esas propiedades son: el volumen de un líquido, la longitud de un sólido, la presión de un gas, la resistencia eléctrica de un conductor, entre otras. Los termómetros más comunes constan de una masa de líquido (mercurio o alcohol) que se expande dentro de un tubo de vidrio capilar cuando se calienta. La energía interna es toda aquella energía de un sistema que está asociada con sus componentes microscópicos (átomos y moléculas) y que se relaciona con la temperatura de un objeto. Cuando se calienta una sustancia, se le está transfiriendo energía al ponerla en contacto con un ambiente de mayor temperatura, el término calor se usa así para representar la cantidad de energía transferida. Es importante comprender la relación a la cual la energía se transfiere y los mecanismos responsables de la transferencia. Se conocen tres mecanismos de transferencia de energía; el proceso de transferencia de energía que está más claramente asociado con una diferencia de temperatura es la conducción térmica. Otro mecanismo es por convección, se ve cuando la transferencia es por el movimiento del medio que puede ser aire o agua y el movimiento es por cambios en la densidad. La tercera forma de transferir energía es radiación. Todos los objetos radian energía continuamente, un cuerpo que está más caliente que sus alrededores radia más energía de la que absorbe, en tanto que un cuerpo que está más frío que su alrededor absorbe más energía de la que radia. Las conclusiones que podemos al estudiar el calor y la energía son: 1.- El calor se transfiere en forma de energía
- 11. 2.- El calor se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor temperatura 3.- La energía se transfiere por tres mecanismos: conducción, convección y radiación 4.- La temperatura es la medida de la energía interna de un sistema 5.- La temperatura se puede medir con los termómetros y no con sensaciones térmicas
- 12. BIBLIOGRAFIA http://www.redescolar.ilce.edu.mx/ consultado el 7 de marzo del 2008 http://biblioteca.itesm.mx/nav/buscar_buscatodo.php?searchid consultado el 7 de marzo del 2008 http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml consultado el 7 de marzo de 2008 Paul G. Hewitt. (1999). Conceptual Physics. 3a ed. México. Addison- Wesley. Merril. AlvarengaMáximo (1998). Física General. 4ª. Edición. México Harla. Abbott, M.M., Vanness, H.C., (1991): Termodinámica. 2a. ed. México: McGraw-Hill.