PRACTICA 3: Organización

PRESENTACIÓN:

Aunque en la práctica 1 me había planteado desarrollar 4 unidades: “trabajo y energía”, “rendimiento”, “máquinas térmicas” y “corriente eléctrica” para 1º de bachillerato, sólo he desarrollado las dos últimas con los materiales del proyecto Newton; por un lado por la cantidad de tiempo que es necesario dedicar y por otro lado, y a consecuencia de esto, las dos primeras ya las trabajé con los materiales clásicos (libros de texto, boletines de actividades, exámenes, etc.).

Por tanto, las unidades desarrolladas son: “corriente eléctrica” y “máquinas térmicas”. Esta última no se adecua al nivel de 1º de bachillerato de Tecnología Industrial pero sí al nivel del alumnado de 2º de bachillerato que será con quienes la trabaje.

Se utilizarán las unidades del Proyecto Newton sin modificación. Aunque “la corriente eléctrica” no introduce contenidos nuevos, considero que es muy útil para fijar los conceptos que ya fueron estudiados en cursos anteriores y que continúan siendo abstractos y de difícil comprensión. “Las máquinas térmicas” presenta unas actividades muy claras y apropiadas.

A partir de estas unidades elaboro una serie de cuestiones a las que los alumnos tienen que dar respuesta.

CORRIENTE ELÉCTRICA:

1. Lee la siguiente información relativa a la corriente eléctrica y define en tu cuaderno corriente continua y corriente alterna.

2. Observa el funcionamiento del generador y responde a las siguientes cuestiones:

   a) cómo se genera la corriente eléctrica

   b) cómo se denominan las partes de un generador

   c) cómo funciona una central hidroeléctrica

   d) cómo podemos conseguir corriente continua y corriente alterna con el mismo generador.

3. Lee la siguiente información relativa a la pila y explica cómo fabricar una pila en casa.

4. Realiza las siguientes actividades sobre pilas.

5. ¿Qué conseguimos asociando dos pilas en serie?, ¿y en paralelo?

6. Lee la siguiente información relativa a los conductores y explica de que depende la resistencia eléctrica de los mismos.

7. ¿Qué material es mejor conductor: el cobre, el oro o el aluminio?

8. Si vas a hacer un alargador, ¿qué debes de tener en cuenta?

9. Las resistencias utilizan un código de colores para determinar su valor. Determina el valor de la resistencia de la siguiente actividad.

10. Lee la siguiente información sobre resistencias y define resistencia variable o reóstato, fotoresistor y termistor.

11. Lee la siguiente información sobre la bombilla y explica por qué se funden.

12. Observa el funcionamiento de un motor y explica cómo funciona.

13. Observa el funcionamiento de los voltímetros y amperímetros y describe cómo se usan y cómo miden voltajes e intensidades de corriente eléctrica respectivamente.

14. Lee acerca de las siguientes cuestiones y responde:

    a) ¿A qué llamamos sobrecarga?, ¿y cortocircuito?

    b) ¿Qué es un buscapolos?

    c) ¿Por qué no se electrocutan los pájaros?

    d) ¿Por qué no coincide el valor de la resistencia de una bombilla si la medimos con el polímetro con el calculado con la ley de Ohm?

15. Para comprobar lo que has aprendido realiza la siguiente evaluación.

MÁQUINAS TÉRMICAS

En la siguiente actividad vas a estudiar una máquina simple.

1. Aumenta la longitud del brazo y anota el trabajo realizado cuando el peso está en la posición más alta.

2. Ahora aumenta la fuerza y anota de nuevo el trabajo realizado.

3. Aumentando la fuerza ¿se realiza más trabajo?, ¿qué cambios observas?

En la siguiente actividad verás una turbina movida por la energía del agua.

1. Explica qué forma de energía hace girar la turbina

2. Si la potencia es de 40Kw, calcula el trabajo realizado durante un minuto.

3. Anota la potencia obtenida para los siguientes valores de la velocidad del agua: 5m/s, 10m/s, 20m/s. ¿Encuentras alguna relación entre la velocidad y la potencia?

4. ¿Qué velocidad lleva el agua para que la máquina haga un trabajo de 100000J en 10s?

Vas a observar el experimento realizado por Joule en el que la energía mecánica se transforma en energía calorífica.

1. ¿Cómo se llama y cuánto vale la energía del peso?. Explica las conversiones de enegía que se producen.

2. Calcula con el mayor peso posible la energía perdida por el peso y el calor ganado por el agua. Obtén la relación entre Julios y calorías.

3. ¿Qué peso hay que suspender para que aumente la temperatura de 200gr de agua 0´5ºC?

Realiza la siguiente actividad en la que:

1. A volumen constante, anota en distintos tiempos, la energía aportada, la temperatura y la presión alcanzada:

   Tiempo (segundos)	Energía (Julios)	Temperatura (K)	Presión (atm)

2. A presion constante, anota la energía aportada, la temperatura, el volumen y el trabajo realizado:

   Tiempo (s)	Energía (J)	Temperatura (K)	Volumen (l)	Trabajo

3. Compara la temperatura que se adquiere en ambos casos y trata de enunciar el primer principio de la termodinámica.

Observa el funcionamiento de la siguiente máquina térmica en la que el calor extraído de un foco caliente se utiliza en realizar un trabajo (observa que no todo el calor se transforma en trabajo):

1. Calcula el rendimiento de la máquina distintas temperaturas de los focos y exprésalo matemáticamente en función de las temperaturas.

2. Calcula el rendimiento máximo.

3. ¿A qué temperaturas el rendimiento es del 50%?

Un ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico reversible, que opera entre dos focos térmicos. El principio de funcionamiento de los ciclos de refrigeración y también el de las bombas de calor está en el ciclo de Carnot. Observa el ciclo y responde:

1. ¿Cuántas etapas observas?

2. ¿En cuántas se gana o se pierde calor?

3. ¿Cómo evoluciona la temperatura?

4. Obtén el rendimiento.

Repite la actividad anterior pero con una máquina real.