ACTIVIDADES NIVEL BÁSICO.

1. Haz un resumen de la lectura que te proporciona el profesor. (Anexo 1)

2. Comenta soluciones alternativas que puedan paliar la falta de energía eléctrica en un apagón. ¿Qué beneficios y perjuicios conlleva la dependencia de una sola fuente energética?

3. Escribe una frase que indique la relación entre la energía y cada una de las siguientes palabras: Alimentos, electrodomésticos, explosivos, fuerza, movimiento, atleta, pila eléctrica, trabajo.

4. Escribe una frase que indique la relación entre la energía y cada una de las palabras siguientes: Chocolate, movimiento, persona en buena forma, muelle, ascensor.

5. Observa los objetos que te muestra el profesor en situaciones en las que tienen capacidad o no de interacción (bolas en reposo o en movimiento, bola en el suelo o a cierta altura, muelle distendido o comprimido, líquido a diferentes temperaturas, pila gastada o nueva, ...). En estas situaciones los objetos anteriores tienen ..............
Pon ejemplos donde se observe que la energía se transfiere de unos cuerpos a otros.

6. Al cochecito de juguete de un niño se le da cuerda. Entonces, se mueve, y después se para. ¿Cuándo tiene el cochecito más energía?
a) Antes de que se le dé cuerda
b) Justo cuando se le dé cuerda
c) Cuando está en movimiento
d) Cuando se ha parado
e) Siempre la misma

7. La energía que poseen los cuerpos se debe a razones distintas, adopta diversas formas, es polifacética. En los ejemplos de la actividad 5, ¿cuáles son esas razones en cada caso? (Movimiento, posición, temperatura, ....). Poner nombres a cada una de esas formas que adopta la energía.

8. ¿Cuál de los cambios de energía A, B, C o D, no podrá ocurrir nunca? Justifícalo.

A) En una bombilla: 100 julios de energía eléctrica en 40 julios de energía luminosa
B) En un rifle: 200 julios de energía explosiva en 250 julios de energía cinética
C) En una central térmica: 280000 julios de energía interna del combustible en 70000 julios de energía eléctrica
D) En un altavoz: 3 julios de energía eléctrica en 0,5 julios de energía sonora.

9. Un coche se ha quedado sin gasolina. Para llegar a la gasolinera, el conductor debe empujarlo hasta la cima de una cuesta. Señala las transformaciones de energía que tienen lugar a lo largo de la cuesta.

10. Describir las transformaciones de energía que se producen en acciones como remar, pedalear en una bicicleta de noche, dar al contacto de un coche y arrancar, frotar un bolígrafo en la manga del jersey y acercarlo a trocitos de papel.

11. Es de destacar el papel de las plantas en las transformaciones energéticas. Las plantas no sólo son seres vivos que debemos cuidar para embellecer el entorno, son el medio de que nos valemos los seres heterótrofos para incorporar a nuestro organismo los alimentos precisos.
Enumera las diversas transformaciones energéticas que se dan desde que se siembra el trigo, por ejemplo, hasta que asimilamos las sustancias contenidas en el pan.

12. Señala en qué momento tiene una pila más energía: a) Antes de conectarle una bombilla, B) Después de conectarla, C) Cuando no luce la bombilla conectada, D) Siempre la misma. Explica tu elección.

13. Al caminar, cargar con la mochila al Instituto, montar en bicicleta, bailar o simplemente respirar, ¿estás utilizando energía?, ¿De donde crees que procede?

14. ¿Cuál es la forma de energía que se utiliza hoy mayoritariamente tanto para el consumo doméstico como industrial?

15. Casi todas las formas de energía que conocemos proceden directa o indirectamente de la energía solar. ¿De qué forma procede de la energía solar la energía eólica (viento)? ¿Y los combustibles fósiles?

16. Los intentos de aprovechamiento de la energía solar de forma directa, utilizando la tecnología actualmente disponible, tratan de emular lo que la naturaleza realiza desde hace millones de años: convertir la energía electromagnética irradiada por el Sol en otras formas de energía.
Para casa, o en su caso, para el laboratorio. Realiza el siguiente experimento: El transistor de potencia 2N3055 tiene forma de sombrero. Siérrale la tapa de arriba para que queden sus partes interiores a la vista. Ponlo al Sol y conecta entre sus dos extremos un polímetro.

Observa lo que ocurre... Ahora, sitúa tu mano sobre él de forma que le llegue menos luz. ¿Qué sucede? ¿Qué conclusión puede deducirse... ?
(En estas condiciones, si incide luz y los fotones comunican energía a los electrones del semiconductor, algunos de estos electrones pueden ser expulsados fuera del semiconductor a través del circuito exterior: Se produce una corriente eléctrica.)

17. Seguramente pensarás que los 0,6 voltios obtenidos con máxima luz son muy poca cosa comparados con los 220 voltios que necesitamos en casa.
Coge tres transistores más y suelda sus patas en serie ¿qué es lo que ocurre? Has construido una mini-central solar.
¿Crees que esta forma de producir electricidad tiene alguna incidencia negativa sobre el medio ambiente?

18. Para casa: Consigue una batería descargada de níquel-cadmio y monta el esquema de la figura
Ponlo al Sol, espera unas horas y desconecta la batería, ¿qué observas al colocar un polímetro entre sus bornes? ¿Qué aplicación concreta podría tener la experiencia anterior para aprovechar la energía fotovoltaica en las horas que no hay luz o es insuficiente?

19. En la oscilación de un péndulo se observa la conversión de energía cinética en energía potencial gravitatoria. Sin embargo esta conversión de energía tiene una pequeña fuga, que resulta evidente si esperas algún tiempo: el péndulo se habrá detenido. ¿Dónde ha ido a parar la energía?

20. Sólo una pequeña parte de la energía química de una pila se transforma en luz visible en la bombilla. El resto habrá que buscarlo en emisión de radiación no visible, ¿de qué tipo?

21. Las llaves para aflojar los tornillos de la rueda del coche son palancas con un brazo largo. ¿Por qué?
a) Porque permiten hacer menos fuerza
b) Porque nos hacen gastar menos energía
c) Porque, aún haciendo la misma fuerza, resultan más cómodas.

22. Hay dispositivos capaces de almacenar energía eléctrica. Aunque la carga que almacenan no es muy grande puede ser lo suficiente para algunas aplicaciones. ¿Qué ejemplo se te ocurre?
Compruébalo en la experiencia que realiza el profesor: En un vaso de agua echa unas gotas de ácido sulfúrico. Después toma dos electrodos de plomo y los introduce en el vaso sin que se toquen. A continuación los conecta a los bornes de una pila o a una fuente de corriente continua (4,5 V). Observarás burbujas.
Cuando pase un tiempo, el profesor separa la pila de los electrodos y conecta una pequeña bombilla (2-3 V) en su lugar. ¿Qué ves?
Mejor rendimiento se obtendrá si se añade, además, una pequeña cantidad de dicromato potásico en el agua agitando con la cucharilla.

23. Para aprovechar la energía producida por una central en horas de baja demanda se utilizan las llamadas pilas de combustible.
Atiende a la demostración del profesor: después de hacer circular corriente continua (6 V), durante diez minutos, por la disolución de hidróxido de sodio, desconectará y comprobará con el voltímetro la diferencia de potencial de la pila resultante. (Ver anexo 2).

24. Haz una distinción clara entre energía y fuente de energía. Puedes para ello apoyarte en los póster que te enseñará el profesor. (Ver anexo 3).

Trabajo mecánico

25. Imagina que intentas mover un vagón de tren solitario en la vía; no lo consigues. ¿Cuánta energía has transferido al vagón? ¿Cuánto trabajo mecánico has realizado?
Ahora supón que lo intentas con nueve compañeros y juntos lográis arrastrarlo tirando entre las vías.
En otra ocasión el grupo lo formáis veinte amigos y, por supuesto, también lo arrastráis.
Suponiendo que el esfuerzo realizado por cada persona ha sido el mismo, ¿en qué caso se trasfiere más energía al vagón? ¿En qué caso se ha realizado más trabajo?

26. En el cuadro siguiente se citan tres procesos en los que suponemos que no ha existido rozamiento. Señala con una cruz, en la casilla correspondiente, si en el proceso se realiza fuerza, trabajo o ambos

27. Se trata de subir objetos a una cierta altura utilizando una de las llamadas máquinas simples. Señala en la columna correspondiente lo que sucede con la fuerza y con la energía:

28. Calcula el trabajo mecánico realizado en los siguientes casos: a) Desplazamos un cuerpo 10 metros mediante una fuerza horizontal de 20 N por una superficie, también horizontal, b) Levantamos un saco de patatas de 50 kg desde el suelo a un estante que se encuentra a un metro de altura, c) Soportamos el mismo saco, en los brazos, durante 30 segundos.

29. Un empleado de mudanzas empuja un armario por una superficie horizontal desplazándolo 10 metros. Si el peso del armario es de 1500 N y el rozamiento con el suelo es de 300 N, ¿cuál es el trabajo realizado por el empleado? ¿Y el trabajo realizado sobre el armario?

30. Un obrero que pesa 70 kp tiene que subir a una altura de 12 metros llevando un saco de 50 kg, durante 6 veces en un día. Calcular el trabajo total empleado.

31. Una fuerza horizontal de 24 N arrastra a una masa de 4 kp una distancia de 3 metros sobre una superficie horizontal sin rozamiento.
¿Cuál es el trabajo realizado por cada una de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo?

32. Una fuerza constante de 100 N realiza un trabajo de 20000 J sobre un objeto. ¿Qué desplazamiento ha experimentado, el objeto, en ese tiempo?

Potencia

33. Mira la figura. El hombre ha elevado un peso de 500 N a 5 metros de altura con velocidad constante. También el motor eleva el mismo peso a la misma altura y con velocidad constante.

El hombre emplea, en elevar el peso, 50 s; el motor sólo 10 s.
¿Cuál de los dos realiza más trabajo?
¿Cuál de los dos ha sido más rápido en realizarlo?
¿Cuánto trabajo realiza cada uno por segundo?
¿Cuál es más potente? ¿Qué potencia ha empleado cada uno?

34. El carro representado en la figura lleva una determinada velocidad. Al chocar contra el tope, es capaz, mediante un sistema de engranajes, de subir a una determinada altura el peso que tenemos colocado en B.
Describe el proceso, usando al menos una vez cada una de las palabras: fuerza, energía, trabajo y potencia.

35. Un trayecto está dividido en tres tramos. El primero tiene 800 m de longitud; el segundo tiene 1200 y el tercero 1000. Para arrastrar un coche hace falta una fuerza de 90 kp en el primer tramo, tardando 5 minutos en su recorrido. En el segundo tramo se aplican 700 N y tardan 2 minutos y en el tercero se le aplican 65 kp y tardan 4 minutos. Calcular el trabajo total y la potencia media empleada.

36. Una grúa eleva una masa de 1000 kg con velocidad constante de 5 m/s durante 5 s. Calcular el trabajo que efectúa el motor y la potencia que emplea.

37. En 5 minutos hay que llenar de agua un depósito de 80 litros que está a 30 m de altura mediante una motobomba. Halla la potencia que emplea su motor.

38. Actividad para casa: Suponiendo que los músculos tienen un rendimiento de 25% para convertir energía en trabajo, calcula, subiendo escaleras y cronometrando el tiempo empleado, la potencia desarrollada por tus músculos y la energía consumida por los mismos.

39. El kilowatio-hora (kW.h) es una unidad de medida. ¿Es unidad de trabajo, de energía o de potencia? ¿Cuál es su relación con la unidad correspondiente de S.I.?

40. Actividad para casa: Revisa los electrodomésticos que tienes en casa (lavadora, aspirador, friega platos, tostador, plancha, etc.): Cada uno aporta dos datos: El voltaje al que se puede enchufar y la potencia eléctrica.
Calcula la energía utilizada:
a) Por la lavadora funcionando en un programa de hora y media
b) Plancha en funcionamiento durante 20 minutos
c) Radiador eléctrico funcionando 20 minutos
d) Bombilla de 100 W funcionando durante 6 horas

41. Una persona de 70 kg sube 60 escalones de 20 cm de altura en 1 minuto:
a) ¿Cuánto trabajo realiza?
b) ¿Qué potencia desarrolla? Expresa el resultado en W y en CV.

42. Una bombilla que lleva la inscripción de 60 W está funcionando durante 5 horas. ¿Qué energía eléctrica ha utilizado? Si el kW.h se paga a 15 pesetas, ¿cuánto dinero cuesta tener la bombilla encendida ese tiempo?

43. En una vivienda se cuenta con un radiador eléctrico de 1 kW, un lavaplatos de 2000 W (cuando calienta agua), una lavadora de 2000 W (también cuando calienta), un microondas de 1000 W y una plancha de la misma potencia, más luego pequeños electrodomésticos de poco consumo. Si se han contratado, con la compañía eléctrica, 5500 W, señala qué conexiones de las siguientes no se puede efectuar:
a) Se puede conectar todos los aparatos al mismo tiempo
b) Si están funcionando lavadora y lavaplatos, se tendrá que elegir entre radiador y horno
c) Se puede mantener conectado el radiador

Energía cinética

44. Una fuerza resultante de 100 N actúa sobre una masa de 25 kg inicialmente en reposo y sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Calcula el trabajo total realizado, es decir la energía cinética adquirida, tras desplazarse: 5, 10, 15, y 20 metros.
Calcula ahora, mediante la ley de Newton y con tus conocimientos sobre los movimientos uniformemente acelerados, la velocidad del cuerpo en los lugares citados.
Representa en unos ejes de coordenadas, los valores de la energía cinética frente a los cuadrados de las velocidades. ¿Qué conclusión sacas de ello?

45. Supón ahora que la fuerza total de 100 N actúa a lo largo de 5 metros, en cuatro experiencias diferentes sobre masas de 25, 50, 75 y 100 kg.
Calcula la velocidad de cada cuerpo en el lugar citado.
Representa, en un sistema de ejes, la energía cinética adquirida frente a las masas. ¿Qué te dice el resultado?

46. Calcula la energía cinética de un automóvil cuya masa es 1000 kg y que se mueve con velocidad de 90 km/h.

47. Empujas, sobre una vía horizontal sin rozamiento, una vagoneta de 500 kg de masa con una fuerza horizontal de 200 N, haciéndole recorrer 10 metros.
¿Cuál ha sido el trabajo realizado? ¿Qué energía cinética ha adquirido la vagoneta? ¿Cuál es su velocidad al final del recorrido?

48. Empujas, ayudado por dos amigos, un automóvil, con una fuerza horizontal de 1000 N a lo largo de 10 metros. Al final de ese recorrido lleva una velocidad de 2.23 m/s. Si la masa del coche es de 800 kg, ¿qué trabajo habremos realizado? ¿Qué energía cinética tiene el automóvil al final del recorrido? ¿Por qué son diferentes ambos resultados?

49. Práctica para casa: Pon dos monedas idénticas sobre la mesa. Con el canto de una regla empuja por igual a las monedas durante un instante. Observar cuando se detienen.
Luego, sobre una de ellas coloca otra con el fin de aumentar su masa, repitiendo el empujón con la regla. ¿Cuándo de detienen? ¿La distancia recorrida hasta pararse depende de la masa? Necesitaría, un automóvil, ¿más o menos distancia para detenerse cuando estás o menos cargado con personas o bultos?

50. ¿Qué tiene más efecto sobre la energía cinética: aumentar (al doble) la masa o aumentar (al doble) la velocidad?

51. Actividad de investigación. Haz una estimación aproximada de la energía cinética que tienen:
a) un coche circulando por una autopista
b) una pelota de tenis en un saque
c) un balón en una falta lanzada por Figo

Energía potencial

52. Vamos a suponer que colocas cuatro cajas de 10 kg cada una en cada una de las baldas de una estantería. Las baldas se encuentran a 0.5, 1, 1.5, y 2 metros del suelo. Calcula:
a) el trabajo (es decir, la energía potencial adquirida) que realizas para elevar cada una de las cajas desde el suelo a sus respectivas baldas
b) la energía que cada caja adquiere como resultado de dicho trabajo
c) Haz un gráfico de la energía potencial adquirida por cada caja en función de su posición con respecto al suelo. Interpreta dicho resultado.

53. Calcula el trabajo realizado para elevar desde el suelo cajas de 10, 2, 30 y 40 kg hasta la segunda balda.
Calcula la energía que cada caja adquiere como resultado de dicho trabajo.
Representa en unos ejes coordenados la energía potencial adquirida por cada caja en función de su masa. Interpreta dicho resultado.

54. Un montacargas eleva 200 kp de peso al piso 20 de un rascacielos. Cada piso tiene 3 metros de altura, ¿cuál es la energía potencial que adquiere dicho peso?

55. Se quiere elevar un objeto de 1500 kg a una altura de 20 metros mediante una grúa. Calcular: a) el trabajo que debe de realizar el motor de la grúa, b) la potencia empleada (en W y en CV) por su motor para realizar el trabajo en 30 s.

56. Calcula la energía potencial respecto del suelo de los siguientes objetos:
a) Saltador de trampolín de 70 kg a 5 m de altura
b) Manzana de 250 g en una rama situada a 2 m del suelo
c) Sergel Bubka (recordman de pértiga) de 75 kg cuando se encuentra a 6,06 m de altura.

57. Actividad de investigación. Haz una estimación aproximada de la energía potencial de:
a) una bombona de butano en un 8º piso
b) un halcón iniciando la caza
c) un avión 707 en vuelo regular

Energía mecánica. Principio de conservación de la energía mecánica.

58. Cuando Galileo tenía 17 años, asistió un día a Misa en la Catedral y le atrajo la atención un candelabro que se mecía impulsado por el viento. Así descubrió el funcionamiento del péndulo.
Observa la demostración del profesor:

Al dejar caer el péndulo desde A, después de rebasar la posición de equilibrio se eleva hasta C. ¿Qué ha pasado con la energía potencial que tenía en A? ¿Cuánta tiene en C?
Si el profesor coloca un lápiz en B, éste interrumpirá el paso del hilo. La bola se eleva, hasta chocar el hilo, hasta la misma altura de que partió, ¿por qué?
Si el lápiz se sitúa por debajo de la línea AC, la bola describe un bucle completo, arrollándose en el lápiz.

59. Piensa en un cuerpo de 2 kg que cae libremente desde una altura de 5 m. Haz un dibujo y completa la tabla siguiente:

¿Qué significado les das a los resultados de la última columna?

60. Diseña otras experiencias (yo-yo, pelotas, carril inclinado ...) para poner de manifiesto las condiciones en las que la energía mecánica se conserva.

61. Demostración del profesor para comprobar el principio en condiciones de laboratorio. (Ver Anexo 4)

62. En un experimento de laboratorio se deja caer una bola de cojinete, desde el punto X, sobre un carril metálico(sin rozamiento). Señala cuál será el punto más lejano que puede alcanzar la bola. Explica la respuesta.

63. Supón que un peso de 200 kp cae hasta el suelo desde el piso 20 de un rascacielos. Cada piso tiene 3 metros de altura. ¿Qué energía cinética tendrá al llegar si despreciamos la resistencia del aire? ¿Cuál es la velocidad de llegada?

64. Un esquiador de 70 kg de masa ha conseguido adquirir en el descenso de una pendiente una velocidad de 20 m/s. Suponiendo que no existen pérdidas:
a) ¿Con qué energía cinética comenzará a subir la siguiente pendiente?
b) Si la pendiente que ha de remontar para llegar al refugio tiene una altura de 15 metros, ¿logrará superar la cima?

Degradación de la energía. Fuerzas disipativas. Principio de conservación de la energía.

65. Se dice que la energía se conserva, que no se pierde, ¿por qué hablamos entonces de ahorrar energía?

66. Uno de los efectos que produce la fricción es calor. Si frotas debidamente dos palos se calientan hasta encenderse. Si te frotas las manos e calientan Si un coche frena, sus ruedas se calientan. Cuando clavas, se calientan los clavos y la madera. Pon más ejemplos.

67. Un coche llega al principio de una cuesta con una determinada velocidad. En ese momento se le para el motor, pero aún puede subir hasta lo alto de la cuesta, lugar donde se detiene.

Señala qué frase te parece correcta, explicando tu respuesta:
Respecto a la fuerza:
a) Tiene más fuerza en 1
b) Tiene más fuerza en 2
c) Tiene la misma fuerza en 1 que en 2
d) Ninguna es correcta

Respecto a la energía:
a) Tiene más energía en 1
b) Tiene más energía en 2
c) Tiene la misma energía en 1 que en 2
d) Ninguna es correcta

68. Si dejas que el péndulo de la actividad 57 oscile un rato, verás que el arco de balanceo es cada vez menor hasta que finalmente se detiene. ¿Por qué razón?

69. Práctica por grupos para recordar y calcular el rendimiento de un pequeño motor de corriente continua.(Ver Anexo 5)

Calor, temperatura y energía interna

70. El calor y la temperatura:
a) son lo mismo
b) son dos formas diferentes de energía
c) el primero es una energía y el segundo un efecto del calor
d) el primero es una energía que pasa de un cuerpo a otro y la segunda mide la energía cinética media de las moléculas
e) no tienen nada que ver

71. ¿Es correcto decir que este cuerpo tiene mucho calor?
¿Qué hace falta para que pase energía térmica de un cuerpo a otro?

72. La temperatura mide el grado de agitación de las partículas. Compruébalo en la siguiente práctica para casa: Llena un vaso con agua caliente y otro con fría. Echa una gota de tinta en cada uno. ¿Qué observas?

73. Experiencia para casa: Calentamiento de un vaso de agua y observación del termómetro.
Toma medidas y dibuja una gráfica temperatura-tiempo.
Después, mezcla el anterior vaso con agua fría de otro vaso, espera a la temperatura de equilibrio y a continuación describe lo sucedido con las palabras calor, temperatura y energía interna.
Lo pondremos en común en clase.

74. ¿En qué se basa el funcionamiento de los termómetros? Cuando los ponemos en contacto con un cuerpo, ¿a qué esperamos?

75. Asociamos la existencia de calor:
a) a cualquier cuerpo, pues todo cuerpo posee calor
b) sólo a aquellos cuerpos que están "calientes"
c) a situaciones en las cuales ocurre, necesariamente, transferencia de energía

76. Para que se pueda hablar de calor:
a) es suficiente un único sistema (cuerpo)
b) son necesarios, por lo menos, dos sistemas
c) es suficiente un único sistema, pero tiene que estar "caliente"

77. Para que se pueda admitir la existencia de calor debe haber:
a) una diferencia de temperaturas
b) una diferencia de masas
c) una diferencia de energías

78. La energía interna de un cuerpo puede ser asociada con:
a) calor
b) energía cinética de átomos o moléculas
c) frío

79. Completa la frase: "La elevación de temperatura que percibes cuando frotas tus manos es resultado de .................... Consecuentemente, hay conducción de ..................... hacia el interior de las manos. Resulta, en virtud de ello, un aumento de su ....................

80. Si se observa la figura sin disponer de ninguna otra información, se puede decir que el cuerpo A posee respecto al ambiente que lo circunda:

a) temperatura más elevada
b) más energía
c) más calor

Efectos del calor. Variación de la temperatura

81. Cuando calentamos dos líquidos diferentes, ambos a misma temperatura inicial de 200 C, ¿cuál de ellos llega primero a la temperatura de 500C?
¿Qué pregunta hay que hacer para contestar a esa pregunta?
Y si los líquidos fuesen los mismos, ¿qué determinaría la rapidez del calentamiento?

82. Observa la situación siguiente:

El segundo recipiente tiene el doble de agua que el primero. Inicialmente ambos están a la temperatura ambiente. Se calientan, con fuegos idénticos, hasta que alcancen la temperatura de 500C.
¿Podemos afirmar que el agua del primer recipiente tardará menos para alcanzar esa temperatura?

83. Los recipientes de la figura son iguales, se están calentando en el mismo hornillo, en la misma posición del mando de la cocina y se mide su temperatura con termómetros idénticos, pero tienen cantidades diferentes de agua.

a) cuando el agua del recipiente 1 comience a hervir, ¿cómo será la temperatura del agua del recipiente 2?: mayor, menor o igual que la de 1
b) Cuándo el agua de los dos recipientes esté hirviendo, ¿cómo será la temperatura marcada por el termómetro en 2?: mayor, menor o igual que la del termómetro en 1

84. ¿Qué supones que tarda menos en elevar su temperatura, al calentarlos con un mechero, el aceite o el agua? ¿Por qué?

85. ¿Por qué en verano al pisar la arena de la playa puedes quemarte el pie, pero, si pisas el agua, no ocurre nada?
a) porque la arena tiene más calor y está, por tanto, más caliente
b) porque el agua al recibir el mismo calor del sol aumenta menos su temperatura
c) porque el agua está húmeda y quita parte de calor al sol
d) porque la temperatura que alcanzan los líquidos es siempre menor que la alcanzan los sólidos

86. En el interior de una habitación que no haya sido calentada o refrigerada durante varios días:
a) la temperatura de los objetos de metal es inferior a la temperatura de los objetos de madera
b) la temperatura de los objetos de metal, de metal, de las mantas y de los demás objetos es la misma
c) ningún objeto presenta temperatura

87. Demostración del profesor: El globo que no se quema.
El profesor meterá en el globo algo de agua. Lo hincha y luego aplica una llama (la del mechero) en la parte baja del globo, donde se encuentra el agua.
El globo no se quema. ¿Por qué?

88. Critica estas opiniones:
a) Los abrigos dan calor
b) Esta olla guarda muy bien el calor
c) Todos juntos nos damos calor
d) Los termos son recipientes que guardan el calor o el frío
e) Cierra la puerta que se va el calor
f) Sudo porque tengo mucho calor

89. Experiencia de laboratorio con el calorímetro sobre intercambios y temperatura de equilibrio. Sigue las instrucciones del profesor.

90. En un experimento de laboratorio para determinar el calor específico de un material, se calienta éste en un horno hasta una temperatura de 2000C y luego se echa en 200 g de agua, observándose que la temperatura de ésta pasa de 20 a 650C. Si suponemos que en el proceso no ha habido ninguna pérdida:
a) ¿Cuál será la temperatura final del material?
b) ¿Cuál será el aumento de energía interna del agua?
c) ¿Cuál es la disminución de energía interna del material?
d) Si la masa utilizada del material era 250 g, ¿cuál es el calor específico de ese material?

91. Diseña un procedimiento para enfriar el chocolate de tu desayuno pues está muy caliente y te quema la boca. ¿En qué ideas, de las estudiadas hasta aquí, se fundamenta tu procedimiento?

92. A un recipiente que contiene 4 litros de agua, a una temperatura de 800C, se le añaden 2 litros de agua a 200C. Determina la temperatura final de la mezcla, suponiendo que la densidad del agua caliente sea igual a la del agua fría, que el efecto sobre la temperatura del recipiente es despreciable y que no existen pérdidas energéticas.

93. El agua caliente del calentador de una vivienda sale a 700C y el agua fría a 160C.
¿Qué cantidades hemos de mezclar para llenar una bañera de 200 litros de capacidad con agua a 360C?

94. Actividad de investigación. Haz una estimación aproximada de la energía que aporta el Sol para elevar la temperatura del agua de una piscina de 14 a 220C.

95. La actividad que sigue nos permitirá conocer, de forma aproximada, lo que tenemos que pagar por la energía útil que proviene de distintas fuentes:
" En primer lugar averigua los precios de: butano (bombona), corriente eléctrica (kW.h), gasóleo de calefacción (l o kg), gasolina (l), carbón (kg), leña (kg o tonelada).
" A continuación, con la tabla de datos, calcula lo que pagamos por cada kJ, dividiendo el precio por los kJ que proporciona.

Calores de combustión:
Butano 5,05.104 kJ/kg
Gasóleo C 4,2.104 kJ/kg
Gasolina 5.107 J/l
Leña 1,1.104 kJ/kg
Carbón 2,8.104 kJ/kg
Contenido bombona butano 12,5 kg
Densidad gasóleo C 0,85 kg/l
Factor de conversión: 1kW.h = 3600 kJ
" Con la información acumulada rellena el cuadro que sigue

96. Observa la demostración del profesor en la que comprobarás que se puede aumentar la energía interna de una sustancia transfiriéndole energía ya sea haciendo trabajo sobre ella o calentándola. (Ver Anexo 6)

97. Práctica de laboratorio: Se trata de comprobar experimentalmente la relación entre la energía transferida, la masa, el calor específico y el incremento de temperatura.
Para ello, el profesor te proporcionará un calentador de inmersión eléctrico cuyas características serán conocidas ( con su potencia sabrás su consumo por segundo), un cronómetro, agua, probeta, calorímetro y termómetro.
Sigue las instrucciones del profesor.

98. Proyecto para casa: Haz la misma práctica con una batidora.

Efectos del calor. Dilatación.

99. Observa la experiencia que te muestra el profesor sobre dilatación de sólidos: Se trata de una bola de metal que pasa perfectamente por un anillo también metálico, pero cuando aquella se calienta, ya no puede pasar. Interpreta.
¿Qué ocurriría si fuera el anillo el que se calentara?

100. Experiencia para casa: Introduce una pelota de ping-pong deformada en agua hirviendo. La deformación desaparece. ¿Por qué?

101. Experiencia de laboratorio: Interpretación de lo que ocurre cuando un líquido se dilata. (Ver Anexo7)

102. Demostración del profesor: dilatación de gases. (Ver Anexo 8).

103. Demostración del profesor: Diferente dilatación lineal de los metales (el bimetal) y su aplicación como termostato.

104. La densidad de los cuerpos, en general, disminuye al aumentar la temperatura. ¿Por qué?

105. Si un día que vas de viaje mides la presión de las ruedas del coche antes de arrancar, observarás que es menor que si la mides después de recorrer muchos kilómetros. ¿Por qué?

Efectos del calor. Cambios de estado.

106. Práctica para casa: Calienta agua y anota la temperatura a intervalos iguales de tiempo. Observa lo que ocurre. Representa los valores en una gráfica.
El agua hierve a 1000C y mientras hierve se estabiliza la temperatura. Decimos que se está produciendo un cambio de estado.
Si no se eleva la temperatura, aunque sigamos calentando, mientras se produce el cambio de estado, ¿en qué se está invirtiendo la energía que le aportamos al agua?

107. Realiza la experiencia anterior con hielo.

Formas de transmisión del calor.

108. Prácticas caseras:
" Calienta en un recipiente de vidrio agua a la que has echado serrín muy fino. Observarás que se producen en la parte inferior, más próxima a la fuente calorífica, unos torbellinos. ¿Cómo interpretas esto? Aplica estas ideas para interpretar el funcionamiento de una instalación de calefacción por agua.
" Introduce dos cucharas, una de madera y otra de metal, en agua hirviendo. ¿Por qué la de metal está más caliente por el extremo que la has cogido, y la de madera no lo está?
" Calienta un clavo de hierro. Enciende una bombilla. Observa los cambios que se producen.
Orienta una lupa de tal manera que puedas enfocar los rayos del Sol sobre un papel de seda. ¿Qué ocurre al poco tiempo?

109. Demostración del profesor: Experiencia para observar la conductividad relativamente baja del agua. (ver Anexo9).

Aislamiento térmico.

110. ¿Qué relación hay entre el fenómeno de conducción y el aislamiento térmico?
¿Qué dirías si te aseguraran que tu abrigo no calienta?
¿Por qué será el abrigo un buen aislante térmico?
¿Por qué aíslan mejor los abrigos de piel?
¿Tendrá que ver algo el aire en todo esto?

111. ¿Qué relación hay entre el fenómeno de conducción, el aislamiento térmico y el ahorro energético?
¿Qué sabes de los "termos"?

112. Recoge información acerca de materiales aislantes empleados en la construcción.
¿Están constituidos de forma semejante al abrigo?