Colegio De Ciencias Y Humanidades Plantel Sur

Semana 15 martes SESIÓN 43	2ª. Ley de la Termodinámica
contenido temático	Sistema físico térmico, donde intervienen los factores de la 2ª Ley de la termodinámica.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·         Sistema físico térmico, donde intervienen los factores de la 2ª Ley de la termodinámica. Procedimentales: ·         Conoce las implicaciones de la segunda ley de la termodinámica. ·         Manejo de material  y equipo de laboratorio. ·         Presentación en equipo Actitudinales ·          Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De laboratorio: -          Parrilla eléctrica, dos vasos de precipitados de 250 ml, termómetro. De proyección: -          Pizarrón, gis, borrador -          Proyector de acetatos De computo: -          PC, y proyector tipo cañón -          Programas:  Gmail, Googledocs. Didáctico: Resumen escrito, en documento electrónico.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase presenta lo siguiente: Preguntas ¿Qué es un proceso termodinámico reversible? ¿En qué consiste un proceso termodinámico irreversible? ¿Cómo enuncio Clausius la 2ª. Ley de la Termodinámica? ¿Cuál es el enunciado de la 2ª. Ley de la Termodinámica de Kelvin y Planck? ¿Cuál es el funcionamiento de un refrigerador? Cuál sería una conclusión general de la 2a. Ley de la termodinámica? Equipo 1 2 3 4 5 6 Respuesta Es un proceso que, una vez que ha tenido lugar, puede ser invertido (recorrido en sentido contrario) sin causar cambios ni en el sistema ni en sus alrededores. Procesos irreversibles. Una transformación de un sistema pasando de un estado inicial a un estado final es irreversible si el paso del estado final al inicial es imposible sin efectuar ningún cambio a los cuerpos del entorno; esto es, el retorno precisa compensación. Como la ley de la entropía, que se usa para medir el grado de desorden de un sistema “Es imposible construir una máquina cíclica, que no tenga otro efecto que transferir calor continuamente de un cuerpo hacia otro, que se encuentre a una temperatura más elevada”. El refrigerador es una máquina térmica que nos beneficia directamente. Su funcionamiento se basa en tomar calor de la parte de baja     temperatura y lo expulsa al exterior, obviamente empleando una fuente de energía, en este caso, la eléctrica. Los refrigeradores poseen un proceso cíclico de compresión y descompresión de un gas para así extraer calor de la parte interior y sacarlo a través de la rejilla de la parte posterior que se denomina condensador. Para controlar este sistema, los refrigeradores poseen un termostato.. La segunda ley de la termodinámica es un principio general que impone restricciones a la dirección de la transferencia de calor, y a la eficiencia posible en los motores térmicos. De este modo, va más allá de las limitaciones impuestas por la primera ley de la termodinámica. Sus implicaciones se pueden visualizar en términos de la analogía con la cascada. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/segundo/segundo.htm La Segunda Ley Por último, vamos a ver el contenido de la segunda ley de la termodinámica. En términos más o menos sencillos diría lo siguiente: "No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor de una fuente y la conversión íntegra de este calor en trabajo”. Este principio (Principio de Kelvin-Planck) nació del estudio del rendimiento de máquinas y mejoramiento tecnológico de las mismas. Si este principio no fuera cierto, se podría hacer funcionar una central térmica tomando el calor del medio ambiente; aparentemente no habría ninguna contradicción, pues el medio ambiente contiene una cierta cantidad de energía interna, pero debemos señalar dos cosas: primero, la segunda ley de la termodinámica no es una consecuencia de la primera, sino una ley independiente; segundo, la segunda ley nos habla de las restricciones que existen al utilizar la energía en diferentes procesos, en nuestro caso, en una central térmica. No existe una máquina que utilice energía interna de una sola fuente de calor. FASE DE DESARROLLO   http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/segundo/segundo.htm La entropía en los procesos reversibles (I) En el simulador temperatura-entropía, cada equipo calculara la variación de la entropía en función de una temperatura, para seis pasos, graficar los datos temperatura entropía. Equipo 1 2 3 4 5 6 TemperaturaoC 20 40 50 60 70 80 Grafica seis pasos Siendo que la termodinámica es la rama de la física que estudia la energía, la transformación entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un trabajo, te sugeriría lisa y llanamente que lleves una olla a presión, la llenas de agua y la pones a hervir. Al comenzar a salir el vapor concentrado en chorros potentes, le colocas una hélice hecha con madera o papel, que la haga girar, y explicas que a esa hélice o paleta puede ir conectada una rueda, o un generador de corriente, o cualquier otro elemento que aproveche ese movimiento. FASE DE CIERRE    Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para   generar una conclusión grupal relativa a la 2ª. Ley de la Termodinámica.                     Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en el Blog.  Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs,   Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	El profesor revisara el Informe de la actividad depositado en el Blog personal.     Contenido: -           Resumen de la indagación bibliográfica. -          Informe de las actividades en el Aula-laboratorio. Evaluación del  Semestre: Indagaciones  escritas en el cuaderno 20 puntos Documento de preguntas y experimento publicado en el Blog 20 puntos Recapitulaciones en el Blog 20 puntos Proyecto de Feria y Física 20 puntos Exámenes escritos (2x10) 20 puntos total 100 puntos -

Semana 15 jueves SESIÓN 44	Entropía e irreversibilidad energética
contenido temático	Entropía e irreversibilidad energética

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·          Entropía e irreversibilidad energética Procedimentales ·         Relaciones de  la irreversibilidad de los procesos y su relación con la entropía. ·         Describirá diferentes sistemas y fenómenos térmicos, así como los elementos que lo conforman. Actitudinales ·         Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De laboratorio: -          Parrilla eléctrica, dos vasos de precipitados de 250 ml, termómetro. De proyección: -          Pizarrón, gis, borrador -          Proyector de acetatos De computo: -          PC, y proyector tipo cañón -          Programas:  procesador de palabras. Didáctico: -          Resumen escrito en documento electrónico.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase  les plantea la siguiente pregunta: ¿Por qué no es posible aprovechar toda la energía en un sistema térmico? Preguntas ¿Qué es la entropía? ¿Cuál es el modelo matemático de la entropía? ¿Cuáles son las unidades que intervienen el     modelo matemático de la entropía? ¿Cuándo se tiene un proceso irreversible? Ejemplos de procesos termodinámicos irreversibles ¿Para qué sirve la entropía? Equipo 2 3 5 1 4 6 Respuesta  es una magnitud física que, mediante cálculo, permite determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural. Entropía = Q=calor T=temperatura S sistema+ S entorno  Q= Calorías  T= Grados centígrados  S=Q/T=Cal/0 C En general, un proceso es irreversible si el sistema y sus alrededores no pueden regresar  a su estado inicial. Movimiento con fricción Expansión libre Transferencia de energía como calor debido la diferencia significativa de temperatura. Corriente eléctrica a través de una resistencia diferente a cero Reacción química espontánea Mezcla de materia de diversa composición o estado. Uno  de los soportes fundamentales de la Segunda Ley de la Termodinámica es la función denominada entropía que sirve para medir el grado de desorden dentro de un proceso y permite distinguir la energía útil, que es la que se convierte en su totalidad en trabajo, de la inútil, que se pierde en el medio ambiente. El Profesor solicita a los alumnos que  presenten resultados, empleando la técnica seleccionada. FASE DE DESARROLLO Los alumnos desarrollan la lectura siguiente de acuerdo a las indicaciones del Profesor: http://www.taringa.net/posts/info/9140414/experimento-parece-violar-la-entropia.html http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=h1JkZR0Ibdc http://www.youtube.com/watch?v=rkSRsTilmdk&feature=related ejemplo Vamos a imaginar que tenemos una caja con tres divisiones; dentro de la caja y en cada división se encuentran tres tipos diferentes de canicas: azules, amarillas y rojas, respectivamente. Las divisiones son movibles así que me decido a quitar la primera de ellas, la que separa a las canicas azules de las amarillas. Lo que estoy haciendo dentro del punto de vista de la entropía es quitar un grado o índice de restricción a mi sistema; antes de que yo quitara la primera división, las canicas se encontraban separadas y ordenadas en colores: en la primera división las azules, en la segunda las amarillas y en la tercera las rojas, estaban restringidas a un cierto orden. Al quitar la segunda división, estoy quitando también otro grado de restricción. Las canicas se han mezclados unas con otras de tal manera que ahora no las puedo tener ordenas pues las barreras que les restringían han sido quitadas. La entropía de este sistema ha aumentado al ir quitando las restricciones pues inicialmente había un orden establecido y al final del proceso (el proceso  este caso el quitar las divisiones de la caja) no existe orden alguno dentro de la caja. La entro-pía es en este caso una medida del orden (o desorden) de un sistema o de la falta de grados de restricción; la manera de utilizarla es medirla en nuestro sistema inicial, es decir, antes de remover alguna restricción, y volverla a medir al final del proceso que sufrió el sistema.   El concepto de entropía fue introducido por primera vez por R. J. Clausius a mediados del siglo XIX. Clausius, ingeniero francés, también formuló un principio para la Segunda ley: "No es posible proceso alguno cuyo único resultado sea la transferencia de calor desde un cuerpo frío a otro más caliente”. En base a este principio, Clausius introdujo el concepto de entropía, la cual es una medición de la cantidad de restricciones que existen para que un proceso se lleve a cabo y nos determina también la dirección de dicho proceso. FASE DE CIERRE        Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una conclusión grupal relativa a la entropía e irreversibilidad energética. Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en el Blog.. Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs,   Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	El profesor revisara el Informe de la actividad depositado en el Blog personal.     Contenido: -           Resumen de la indagación bibliográfica. -          Informe de las actividades en el Aula-laboratorio.

Semana 15 viernes SESIÓN 45	Recapitulación 15
contenido temático	2ª. Ley de la termodinámica, irreversibilidad, entropía.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales: ·         2ª. Ley de la termodinámica, irreversibilidad, entropía. Procedimentales Describirá diferentes sistemas térmicos, así como los elementos que lo conforman. ·         Irreversibilidad y Contaminación. ·         Discusión en equipo ·         Presentación en equipo Actitudinales ·          Confianza, colaboración, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De proyección: -          Pizarrón, gis, borrador -          Proyector de acetatos De computo: -          PC, y proyector tipo cañón -          Programas:  Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Resumen escrito, en Word,  acetatos o Power Point.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase - Cada equipo realizara una autoevaluación de los temas aprendidos en las dos sesiones anteriores. 1. ¿Qué temas se abordaron?  2. ¿Que aprendí? 3. ¿Qué dudas tengo? Equipo 1 2 3 4 5 6 Respuesta 1.Segunda ley de la termodinámica y la entropía. Concepto relacionado  con la irreversibilidad. 2.Que la segunda ley de la termodinámica es conocida también como la ley de la entropía en aumento, y que la entropía es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizase para producir un trabajo 3. ninguna 1) La segunda ley de la termodinámica y la entropía, concepto relacionado con la irreversibilidad. 2) Que la segunda ley de la termodinámica establece cuáles procesos de la naturaleza pueden ocurrir o no, y la entropía es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. 3) No tenemos     dudas. 1.- esta semana vimos los temas de la segunda ley de la termodinámica y el concepto de entropía y como se relacionan entre si 2.- aprendimos que es la entropía que significa y que tiene que ver con la segunda ley de termodinámica y como medir la entropía 3.- ninguna   1) Segunda ley de la termodinámica y La entropía: concepto relacionado con la irreversibilidad. 2)La segunda ley de la termodinámica tiene muchas aplicaciones prácticas y establece que procesos de la naturaleza pueden ocurrir y cuáles no. La entropía es la definición de una propiedad de la segunda ley de la termodinámica. 3) Ninguna Duda. 1.- La segunda     ley de la termodinámica, y Entropía: conceptos relacionado con la irreversibilidad 2.- Que la segunda ley de la termodinámica se puede enunciar en muchas formas equivalentes y tiene muchas aplicaciones prácticas. 3.- ninguna  1)la segunda ley de la termodinámica y la entropía. 2) en la segunda ley de la termodinámica tiene muchas aplicaciones prácticas. 3) ninguna. Solicita a los alumnos elaboren un resumen escrito en su cuaderno de lo visto en las dos sesiones anteriores,  FASE DE DESARROLLO - Les solicita que un alumno de cada equipo  lea el resumen elaborado. - El Profesor pregunta acerca de las dudas que tengan acerca de los temas vistos en las dos sesiones anteriores. FASE DE CIERRE        El Profesor concluye con un repaso de la importancia de la Termodinámica. Revisa el trabajo  a cada alumno y lo registra en la lista del Blog. Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs,   Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	El profesor revisara el Informe de la actividad depositado en el Blog personal.     Contenido: -           Resumen de la indagación bibliográfica. -          Informe de las actividades en el Aula-laboratorio.