Hola compañer@s, les dejo este material que utilice con mis alumnos de sexto grado para trabajar el calor y la temperatura en la clase de fisica, espero que les sea de utilidad  para sus clases.

Saludos,

Esteban.

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El calor y la temperatura

El calor es una cantidad de energía y es una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo. La temperatura es la medida del calor de un cuerpo.

Calor

Al aplicar calor, sube la temperatura.

El calor es una cantidad de energía y es una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo.

Cuando el calor entra en un cuerpo se produce calentamiento y cuando sale, enfriamiento. Incluso los objetos más fríos poseen algo de calor porque sus átomos se están moviendo. 

Temperatura

La temperatura es la medida del calor de un cuerpo (y no la cantidad de calor que este contiene o puede rendir).

Diferencias entre calor y temperatura.

Todos sabemos que cuando calentamos un objeto su temperatura aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo, esto no es así. El calor y la temperatura están relacionadas entre sí, pero son conceptos diferentes.

Como ya dijimos, el calor es la energía total del movimiento molecular en un cuerpo, mientras que la temperatura es la medida de dicha energía. El calor depende de la velocidad de las partículas, de su número, de su tamaño y de su tipo. La temperatura no depende del tamaño, ni del número ni del tipo.

Por ejemplo, si hacemos hervir agua en dos recipientes de diferente tamaño, la temperatura alcanzada es la misma para los dos, 100° C, pero el que tiene más agua posee mayor cantidad de calor.

Misma temperatura, distinta cantidad de calor.

El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta. Si quitamos calor, la temperatura disminuye.

La temperatura no es energía sino una medida de ella; sin embargo, el calor sí es energía.

Cambios de estado.

En la naturaleza existen tres estados usuales de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Al aplicarle calor a una sustancia, esta puede cambiar de un estado a otro. A estos procesos se les conoce como Cambios de estado.

Los posibles cambios de estado son:

• de estado sólido a líquido, llamado fusión.
• de estado líquido a sólido, llamado solidificación.
• de estado líquido a gaseoso, llamado vaporización
• de estado gaseoso a líquido, llamado condensación
• de estado sólido a gaseoso, llamado sublimación progresiva.
• de estado gaseoso a sólido, llamado sublimación regresiva.

Este mapa conceptual presenta todo lo relacionado con el calor: qué es el calor, que cambios de estados provoca y qué sucede cuando aumenta o disminuye el mismo.

Repasemos y luego pongamos en practica lo aprendido:

El calor es la energía que tienen los cuerpos por el movimiento de las partículas internas de los mismos, y se transmite desde los cuerpos calientes hacia los cuerpos fríos. Las sustancias que transmiten calor se llaman conductores térmicos, y los cuerpos que no trasmiten calor o que lo transmiten parcialmente se llaman aislantes térmicos.

La temperatura es una propiedad asociada a la energia interna que posee un cuerpo. Si el calienta un cuerpo, su temperatura aumenta, No obstante calor y temperatura no son lo mismo. El calor es la transferencia de energía térmica que ocurre entre los cuerpos; y la temperatura es la forma de medir qué tanta energía termica tienen las sustancias o cuerpos.

Para medir la temperatura utilizamos un instrumento llamado termómetro. La tempreatura se mide tomando como referencia las escalas de temperatura. Esas escalas son: la escala Celsius (ºC), usada por la mayoría de los países, incluyendo la República Argentina; la escala Fahrenheit (ºF), que se usa en los países anglosajones; y la escala Kelvin (K), que es la usada en la ciencia.

  El termómetro:

El termómetro es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales. Inicialmente, los termómetros se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se utiliza en este tipo de termómetros es el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorpora una escala graduada.

Tipos de termómetros :

• Termómetro de mercurio: es un tubo de vidrio sellado que contiene mercurio, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera uniforme. Este cambio de volumen se aprecia en una escala graduada. El termómetro de mercurio fue inventado por Gabriel Fahrenheit en el año 1714.

• Pirómetros: son termómetros para altas temperaturas, se utilizan en fundiciones, fábricas de vidrio, hornos para cocción de cerámica, etc.

• Termómetro de lámina bimetálica: formado por dos láminas de metales de coefi- cientes de dilatación muy distintos, dejando el coeficiente más alto en el interior. Se utiliza sobre todo como sensor de temperatura.

• Termómetro de gas: pueden ser a presión constante o a volumen constante. Es- tos tipos de termómetros son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros.

• Termómetro de resistencia: consiste en un alambre de algún metal (como el plati- no) cuya resistencia eléctrica cambia cuando varía la temperatura

• Termómetro digitales: son los que utilizan circuitos electrónicos para convertir en números las pequeñas variaciones de tensión obtenidas, mostrando la temperatu- ra en un visualizador. Una de sus principales ventajas es que no utilizan mercurio, por tanto, no contaminan el medio ambiente cuando son desechados.

• Termómetros clínicos: son los utilizados para medir la temperatura corporal. Los hay tradicionales de mercurio y digitales, teniendo estos últimos algunas ventajas adicionales como: su fácil lectura, respuesta rápida, memoria y, en algunos casos, modelos de alarmas vibrantes.

Actividades:

1.Diferencia entre calor y temperatura:

Contesta  las siguientes preguntas:

a - ¿Qué es el calor?

b - ¿Qué es la temperatura?

c - En nuestra vida cotidiana solemos confundir el concepto de calor con la temperatura. Normalmente decimos: Hace mucho calor, en vez de la temperatura está muy alta. Por tanto, explique los conceptos de calor y temperatura.

d - ¿Cómo se transmite el calor?

e - ¿Qué ocurre cuando una persona que tiene las manos frías las pone en contacto con un objeto tibio?

f - ¿Qué es la temperatura?

g -  ¿Cuáles partículas se mueven más rápido, las de un líquido frío o las de uno caliente? ¿Por qué?

2 - Identifiquemos conductores y aislantes térmicos:

Realice el siguiente procedimiento: En un recipiente de aproximadamente 500 cc, vierta agua tibia. Luego, coloque dentro del recipiente un objeto de plástico, un objeto de metal y un objeto de madera. Colóquelos de forma que quede un extremo de estos fuera de la superficie del fluido.

Espere unos 2 minutos y verifique qué tan calientes o fríos están los objetos. Luego, pida a algunos estudiantes que toquen los objetos y respondan las siguientes preguntas:

a - ¿En cuál de todos los objetos la temperatura es más alta?

b - ¿En cuál de todos los objetos la temperatura es más baja? Explique por qué.

Pida a los y las estudiantes que comprueben los resultados del experimento, y analicen las respuestas obtenidas entre todos.

3 - En grupos respondan al siguiente cuestionario. Completen, analicen y discutan las respuestas.

              

Plástico: Aislante          Metal: Conductor            Madera:  Aislante

Cuestionario acerca de conductores y aislantes:

A. Define:

• Conductores: ............................................................................................................................................

• Aislantes: ............................................................................................................................................

B. Escribe una lista de materiales u objetos conductores y aislantes que conozcas:

C. ¿Cómo se da la transferencia de calor entre dos cuerpos?

4  - Aprendiendo acerca del termómetro:

Responde: 

a - ¿Qué es un termómetro?

b - ¿Tienen alguno en sus casas?

c - ¿Para qué lo utilizan?

d - ¿Cómo funciona el termómetro?

e- Presta atención a  las siguientes imágenes para observar cómo al dilatarse el mercurio del termómetro se van marcando las diferentes temperaturas en cada caso. Luego responde:

e.1 - ¿Qué temperatura marca el termómetro en cada uno de los casos que figuran en las imagenes?

e.2 - Experimenta: (puede ser en grupos)

Llene 3 recipientes de vidrio con agua: en el primero, coloque agua con hielo, en el segundo agua a temperatura ambiente y en el tercero, agua caliente. Coloque un termómetro en cada recipiente, y anote las temperaturas del agua de cada recipiente.

5 - Efectos de las altas temperaturas en la salud:

a -Reunanse en grupos y preparen una exposición con los contenidos de sus informes de investigación y los conceptos aprendidos durante el desarrollo de esta Unidad Didáctica.