I.E “Nuestra Señora del Rosario”- Chiclayo
Trabajo, Potencia y Energía
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I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO” Hermanas Dominicas de la Inmaculada Concepción Chiclayo- Perú
Directora: Madre Gladys Rodríguez Garay Maestra: Profe. Shirley Córdova Integrantes: Millones Isique Lady Moran Nazario Jhulyana Moreno Martin Ami Nunayale Arbaiza Dalia Oliva Vega Yessica Ordoñez Ramírez Laura Paz Goyzueta Prissilla
©Derechos de Autor Primera edición 2011
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Dedicado a nuestras compañeras del aula. Por su compañía y amistad durante estos 5 hermosos años.
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Presentación En los últimos años el planeta ha venido sufriendo distintos cambios. Muchos de ellos graves, entre ellos el cambio climático. Este problema, a pesar de ser ocasionado por la actividad humana, está afectando la vida, no sólo de las personas, sino también de ecosistemas, plantas, animales y poniendo en grave riesgo la biodiversidad. El ser humano debe responsabilizarse y encontrar alternativas de solución. Debido a esto, se ha planteado la necesidad de la creación y utilización de formas de Energía. La Energía se presenta de varias formas: Calorífica, Eléctrica, Química, Mecánica, Elástica, Nuclear. Pero la experiencia ha enseñado que una forma de Energía se transforma en otras. Por el principio de la conservación de la energía. ” La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”
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Introducción Existe una gran diferencia entre lo que se considera “Energía” y “Trabajo” en el habla popular y el significado que se le atribuye en las ciencias físicas. La energía es uno de los conceptos más importantes en todas las áreas de la física y en otras ciencias. Así como el trabajo que es efectuado por una fuerza constante. Este
tema
resulta
ser
primordial
para
la
correcta
comprensión de las experiencias que serán expuestas en el laboratorio con el fin de lograr que el estudiante reconozca los temas a tratar.
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Trabajo Decimos que estamos realizando un trabajo cuando, al aplicar una fuerza sobre un objeto, conseguimos que éste sufra un desplazamiento. Fíjate que, si nos limitamos a sostener un peso entre los brazos durante horas pero no nos movemos, no estaremos realizando un trabajo alguno. En cambio, si nuestro coche si queda sin gasolina y lo empujamos hasta la gasolineria más cercana, entonces sí estaremos ejerciendo un trabajo. De forma matemática, definimos el trabajo como el producto de la fuerza por el espacio:
Donde: = fuerza, en Newton = espacio, en Metros = trabajo, en Julios
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Además el trabajo está relacionado con la superación de la resistencia, durante el movimiento sin superación de resistencia no hay trabajo. El trabajo no está relacionado con cualquier movimiento, sólo está relacionado con el movimiento ordenado. Para el trabajo siempre se necesitan dos participantes: uno “crea” la resistencia y el otro la vence, no importa que participantes son, es necesario que ellos sean dos.
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Potencia Si decimos que hemos consumido 500 julios de energía, este dato nos resulta ambiguo porque no sabemos si el consumo ha sido mucho o poco. Lo que deberíamos hacer es preguntarnos: ¿en cuánto tiempo hemos realizado este consumo de energía? Si se ha realizado en pocos segundos, el esfuerzo ha sido considerable; pero si hemos empleado varias horas, tal vez ello indique que nuestro cuerpo
ha
realizado
este
consumo
de
energía
prácticamente sin moverse de una silla: era el consumo necesario para respirar o para mover ligeramente un músculo. El concepto que relaciona la energía consumida o el trabajo realizado con la unidad de tiempo es la potencia. De forma matemática, expresamos la potencia como el cociente entre el trabajo realizado y el tiempo empleado en realizar este trabajo.
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Donde: = trabajo, en Julios tiempo, en segundos
El concepto de potencia debe quedar muy claro ya que, tal vez, es una de las magnitudes físicas de mayor aplicación industrial. Así por ejemplo, si dos maquinas realizan el mismo trabajo pero uno lo consigue a mitad de tiempo que la otra, es fácil deducir cuál de las dos va resultar más eficaz. Existe una ecuación importante que se deriva de la anterior y que relaciona la fuerza con la velocidad. En ocasiones puede ser útil para obtener potencias de maquinas:
Donde: fuerza, en Newtons velocidad, en
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Energía Una definición más compleja, aunque más exacta del trabajo, es la que dice que el trabajo es la variación de energía que sufre un cuerpo. Si golpeamos una pelota que se encuentra en reposo, lo que estamos haciendo es aplicar una energía a ese objeto; esperamos que la energía sea suficiente como para llegar la pelota a un compañero o para que ésta entre a la portería. A la pelota, que poseía una energía cero, ya que estaba en parada, hemos conseguido aportarle una energía suficiente para que tuviera lugar un desplazamiento. Por lo tanto hemos realizado un trabajo. Vemos así que los conceptos de energía y trabajo están perfectamente relacionados. Matemáticamente, esta relación se representa como:
Donde: Energía final, en Julios Energía inicial, en Julios Variación de energía, en Julios
La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.
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La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo. La energía está presente también en los cambios químicos, como
al
quemar
un
trozo
de
madera
o
en
la
descomposición de agua mediante la corriente eléctrica. Clasificación de la Energía: A. ENERGÍA RENOVABLE Las
Energías
Renovables
son
aquellas
que,
aprovechando los caudales naturales de energía del planeta, constituyen una fuente inagotable de flujo energético, renovándose constantemente. Dicho de forma más sencilla, son aquellas que nunca se agotan y se alimentan de las fuerzas naturales.
Energía Calorífica: La energía calorífica es la manifestación
de
la
energía
cinética
de
las
partículas, átomos y moléculas, de que está compuesto el cuerpo en cuestión .Cuando se comunica cierta cantidad de calor en efectuar un trabajo, normalmente de dilatación, y el resto en incrementar su temperatura, esta última componente relacionada directamente con aumentar la energía cinética, ya sea de traslación o de vibración, de los átomos y moléculas que lo componen. Trabajo, Potencia y Energía
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Energía Solar: Energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.
Energía Mecánica: Es la producida por fuerzas de tipo mecánico, como la elasticidad, la gravitación, etc., y la poseen los cuerpos por el hecho de moverse o de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio. Puede ser de dos tipos: Energía cinética y energía potencial (gravitatoria y elástica) 1.Energía Cinética: Cuando un cuerpo está en movimiento posee energía cinética ya que al chocar contra otro puede moverlo y, por lo tanto, producir un trabajo. Para que un cuerpo adquiera energía cinética o de movimiento, es decir, para ponerlo en movimiento, es necesario aplicarle una fuerza. 2.Energía Potencial: La energía potencial de un cuerpo se define como la energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la posición del mismo.
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Energía Eólica: La fuente de energía eólica es el viento, o mejor dicho, la energía mecánica que, en forma de energía cinética transporta el aire en movimiento.
Energía Luminosa: La energía luminosa es la energía transportada por la luz. Como bien sabemos, la luz es una fuente energética, y es vital para el funcionamiento de gran parte de la naturaleza, como por ejemplo la realización de la fotosíntesis.
B. ENERGÍA NO RENOVABLE Se refiere a aquellas fuentes de energía que se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada y una vez consumidas en
su totalidad, no pueden
sustituirse, ya que no existe sistema de producción o extracción viable.
Carbón: Es un combustible fósil y sólido que se encuentra en el subsuelo de la corteza terrestre y que se ha formado a partir de la materia orgánica de los bosques del periodo Carbonífero, en la Era Primaria.
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El Petróleo: Constituye uno de los elementos líquidos más peligrosos del planeta, no por su naturaleza en sí, sino por el catastrófico uso que de él hace el hombre.
Energía Nuclear: La tecnología nuclear constituye actualmente una espada de Damocles que pende sobre nuestras cabezas. Es la fuente energética de mayor poder, aunque no la más rentable. Sus dos principales problemas son: desechos radiactivos de larga vida y alta potencialidad aniquiladora en caso de accidente.
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¡Y ahora a experimentar!
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AREA: C.TA GRADO Y SECCION: 5° “F” DOCENTE: Shirley Cordova
APRENDIENDO SOBRE CALOR APRENDIZAJE ESPERADO: Reconocer que el Calor es una fuente de Energía debido al movimiento de moléculas. FOCALIZACIÓN: ¿Qué entiendes por energía calorífica? ¿Cómo se produce dicha energía? ¿Qué cuerpos poseen esta energía? HIPOTESIS: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
EXPLORACIÓN: 1.”Sensación Térmica” MATERIALES: Tres vasos desechables, agua fría, agua tibia y agua caliente. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… …………………………..………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 2.”Pie Frío” MATERIALES: Papel aluminio, tapete pequeño o pieza pequeña de alfombra. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… …………………………..………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 3.”Termoceptores Biológicos” MATERAILES: Alcohol, agua, una compañera. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… …………………………..………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 4.” Energía calorífica MATERIALES: Dos recipientes transparentes, mechero de bunsen, agua, colorante alimenticio PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… …………………………..………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………
CONTRASTE: 1. ¿Por qué en el papel aluminio se siente una sensación más fría? (experiencia Nº02) 2. ¿Por qué se evapora más rápido el alcohol que el agua? (experiencia Nº03) 3. En la experiencia Nº04 ¿Cuál recipiente se mezcla más rápido con el colorante? ¿A qué se debe?
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APLICACIÓN: 1. ¿Cuál fue el aporte de James P. Joule para confirmar que el calor es una energía? 2. Diferencia entre calor y temperatura. 3. ¿Cómo se transfiere el calor y de qué formas? 4. ¿Mediante que forma podemos ahorrar la energía solar? 5. ¿Qué es un calorímetro? 6. ¿Cuál es la herramienta encargada de transformar la energía calorífica en trabajo? 7. Realiza una tabla con la capacidad calorífica específica de los algunos metales. 8. Efectos que causa el calor sobre los cuerpos. 9. Explica el proceso de las máquinas de vapor y transformación de que energía se observa. 10. ¿Qué objeto contiene más calor, un recipiente de agua hirviendo o un iceberg gigante?
AREA: C.TA GRADO Y SECCION: 5° “F” DOCENTE: Shirley Cordova
APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA SOLAR APRENDIZAJE ESPERADO: Evaluar la importancia y los efectos de la Energía Solar. FOCALIZACIÓN: ¿Qué entiendes por energía solar? La energía solar ¿Solo se encuentre en el Sol? HIPOTESIS: ____________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________
EXPLORACIÓN: 1.”Purificar agua con Energía Solar” MATERIALES: Recipiente de vidrio grande, egapack, vaso limpio, sal, colorante natural par alimentos, agua potable, piedrita. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… …………………………..………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 2.”Los Efectos de la Energía Solar” MATERIALES: Papel aluminio, una compañera. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………. 3.”Como hacer un Horno Solar” MATERIALES: Caja de cartón, lámina de aluminio o vidrio, cristal o lámina de acrílico, cuerda, clavos, termómetro. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………….
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I.E “Nuestra Señora del Rosario”- Chiclayo 4.”La lupa y el Sol” MATERIALES: Papel periódico y, lupa y una lámpara. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………….
CONTRASTE: 1. Demostrar la utilidad de la energía solar, que sirve como purificador de agua ¿A qué se debió esto? (experiencia Nº01) 2. ¿Por qué la temperatura del cuerpo aumento? (experiencia Nº02) 3. ¿Por qué el color negro absorbe la radiación? (experiencia Nº 03) 4. ¿Por qué la lupa quema al papel? (experiencia Nº 04)
APLICACIÓN: 1. ¿Qué es equilibrio térmico? 2. ¿Por qué se dice que los alimentos que consumimos son energía solar? 3. ¿Qué es energía Solar Fotovoltaica? 4. ¿Qué utilizan para convertir la Energía Solar en Energía Eléctrica? Ejemplifica 5. Diferencia entre estos dos sistemas de calentadores de agua: Sistema Integrado y Sistema de Circulación Natural. 6. De la energía que consume una casa ¿Cual es el porcentaje que se emplea para cocinar alimentos? 7. Ejemplifica formas de almacenar el calor. 8. Cuando en el verano, vamos a la playa, ¿Por qué sentimos más calor tendidos que de pie? 9. ¿La intensidad de la radiación solar llega a la superficie de la Tierra igual o menor? ¿A qué se debe esto? 10. Realiza un cuadro con las ventajas y desventajas de la Energía Solar. 11. ¿Cuál es la cantidad de Energía solar que alcanza la Tierra?
AREA: C.TA GRADO Y SECCION: 5° “F” DOCENTE: Shirley Cordova
APRENDIENDO SOBRE EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA APRENDIZAJE ESPERADO: Verificar la Conservación de la Energía Mecánica mediante experimentos sencillos. FOCALIZACIÓN: ¿Qué es energía mecánica? ¿Cómo se puede clasificar? ¿La energía se destruye o se conserva? ¿La energía es materia o viceversa?
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HIPOTESIS: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
EXPLORACIÓN: 1.”Energía Mecánica” MATERIALES: Resorte, soporte para que cuelgue el soporte, un masa cualquiera, un metro. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………. 2.”Temperatura de una Liga” MATERIALES: Una liga de hule PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………. 3.”Energía Potencial” MATERIALES: Lata de café, liga elástica de goma, dos baterías descargadas, dos tapas de plástico, palitos de helado, tijera, cinta adhesiva. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………..
CONTRASTE: 1. ¿Cuándo estiras un cuerpo elástico, la energía que posee depende de la masa del cuerpo? (experiencia Nº01) 2. ¿Qué tipo de energía empleaste al estirar la liga? (experiencia Nº03) 3. ¿Cuál es la función de las ligas elásticas para que la lata pueda rodar? (experiencia Nº04)
APLICACIÓN: 1. ¿Qué nos dice el Principio de Conservación de la Energía Mecánica? 2. ¿Qué relación existe entre Trabajo y Energía mecánica? 3. ¿Qué son las Fuerzas Conservatorias? 4. ¿Qué relación existe entre energía Potencial y Cinética? 5. ¿En que se transforma la energía de nuestro organismo cuando realizamos una actividad física? 6. ¿De dónde proviene la energía de los combustibles, como la del petróleo? 7. ¿Es posible que un cuerpo tenga una energía mecánica negativa? ¿Por qué? 8. Escribe dos ejemplos de Energía Potencial y Cinética. 9. Investiga acerca del péndulo de Newton.
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APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA EÓLICA APRENDIZAJE ESPERADO: Comprobar que la Energía Eólica está producida por la fuerza del viento y es utilizada para generar un trabajo. FOCALIZACIÓN: ¿Qué entiendes por energía Eólica? La energía Eólica ¿Es renovable o no renovable? ¿Conoces qué es un aerogenerador? HIPOTESIS: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
EXPLORACION: 1.”Construyendo Molino de Viento con una botella” MATERIALES: Una botella, tijeras, un alambre. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………….. 2.”Giramiento de un Barco” MATERIALES: Papel, palito de chupete, goma, tina con agua. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………. 3.”Turbina Eólica” MATERIALES: Una cañita, un papel, tijeras, perforador, hilo y un alfiler, un trozo de plastilina. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………..
CONTRASTE: 1. ¿Qué fuerza hace que el molino gire? (experiencia Nº01) 2. ¿Cuál es la energía obtenida por el viento? (experiencia Nº01 ,02 y03) 3. ¿Qué sucede cuando hay mayor velocidad de viento? (experiencia Nº01 ,02 y03) 4. ¿Cuáles son los factores que influyen en la cantidad de potencia del viento?
APLICACIÓN: 1. ¿Existen suficientes recursos eólicos? 2. ¿Qué es un aerogenerador? 3. Diferencias entre Aerogeneradores de eje horizontal y Aerogeneradores de eje vertical. 4. ¿Realmente ahorran energía los aerogeneradores?
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5. ¿Es más barato producir electricidad con energía eólica que con otra fuente renovable de energía? 6. ¿Hay algún progreso en tecnología eólica? 7. ¿Puede el viento contribuir a la producción de calor? 8. Mencione en que países se hace uso de la Energía eólica a través de los aerogeneradores. 9. ¿Qué son las turbinas eólicas?
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APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA LUMINOSA APRENDIZAJE ESPERADO: Demostrar la importancia der la Energía Luminosa en una nuestra vida diaria. FOCALIZACIÓN: ¿Qué entiendes por energía Luminosa? ¿Qué funciones cumple la energía luminosa? Dar ejemplos de cuando la energía luminosa se hace presente. HIPOTESIS: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
EXPLORACION: 1.”Con Luz o sin Luz” MATERIALES: Una caja de cartón con tapa, una linterna, un clavo, varios objetos (pelotas, botellas, etc.). PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………….. 2.”El Pigmento de los Vegetales” MATERIALES: Una caja de cartón con tapa, una linterna, un clavo, varios objetos (pelotas, botellas, etc.). PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………….. 3. “¿Cómo se Propaga la Luz?” MATERIALES: Cartulina, linterna. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………..
CONTRASTE: 1. ¿Qué objetos distingues cuando la linterna está encendida? ¿Qué observas cuando la linterna está apagada? (experiencia Nº01)
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2. Al absorber las plantas la energía luminosa ¿Qué es lo que sucede? (experiencia Nº02) 3. En la experiencia Nº03 ¿Por dónde percibes la luz? ¿Cómo la vez?
APLICACIÓN: 1. ¿Qué es energía Luminosa? 2. ¿Para qué sirve la energía luminosa? 3. ¿De donde procede la energía luminosa (radiante) que existe en el Universo? 4. ¿Donde encontramos Energía Luminosa? 5. ¿Cuál es la participación de la energía luminosa en la fotosíntesis? 6. ¿Qué elemento de la naturaleza puede transformar la energía luminosa en química? 7. ¿Por qué el color negro absorbe más energía luminosa que el color blanco? 8. Menciona ejemplos de energía luminosa.
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APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA QUÍMICA APRENDIZAJE ESPERADO: Demostrar que en una reacción química se libera Energía. FOCALIZACION: ¿Qué entiendes por energía química? ¿Qué es una reacción química? ¿Qué es una reacción endotérmica y exotérmica? HIPOTESIS: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
EXPLORACION: 1.”Manzanas Oscuras” MATERIALES: Una manzana fresca, jugo de limón, envoltura plástica de la manzana. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 2.”Siluetas de Tecnopor” MATERIALES: Un plato, una pequeña plancha de tecnopor, sustancias, acetona. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………….. 3.”Quiero Preparar un Queso” MATERIALES: Un tarro pequeño con tapa, otro recipiente pequeño, bolsita de té filtrante, 1cucharada de vinagre, 1/4 de un vaso de leche.
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PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………….
CONTRASTE: 1. ¿Por qué el trozo de manzana que tiene limón se mantiene en buen estado? (experiencia Nº01) 2. ¿Cómo la acetona actúa en el tecnopor? (experiencia Nº02) 3. ¿Qué sucede cuando agregamos vinagre a la leche? (experiencia Nº03)
APLICACIÓN: 1. Si él oxigeno es vital para la vida ¿por qué causa la putrefacción en las manzanas? ¿Eso también sucede en lo humanos? 2. ¿Qué relación hay entre energía luminosa y química? 3. La energía química ¿es renovable o no renovable? Explica 4. ¿En qué se utiliza la energía química? 5. ¿Cómo se produce la energía química en el cuerpo humano? 6. ¿Cómo se relaciona la energía química de los hidrocarburos con la energía solar? 7. ¿Cuál es el origen de la energía química? 8. ¿Los alimentos almacenan energía química? Fundamenta
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APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA ELECTROSTÁTICA APRENDIZAJE ESPERADO: Identificar como la Energía Electrostática actúa sobre todo tipo de cuerpo. FOCALIZACION: ¿Qué entiendes por energía electrostática? Definir ¿Qué es atracción y repelencia? HIPOTESIS: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
EXPLORACION: 1.”Moviendo Muñequitos de Papel” MATERIALES: Un globo, papel crepé, tijeras, franela. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………….
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2. “Latas Electrostáticas” MATERIALES: Lata vacía de gaseosa, globo, franela. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………. 3. “Globos Eléctricos” MATERIALES: Globo, franela o lana, recipiente con azúcar. PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………….
CONTRASTE: 1. ¿Qué función realiza el globo para que los muñequitos se mueven? (experiencia Nº01) 2. En la experiencia Nº03 ¿Por qué crees que paso eso? 3. ¿Alguna vez viste algo similar con otros objetos?
APLICACIÓN: 1. ¿Por qué la fuerza gravitacional predomina sobre las fuerzas eléctricas entre la Tierra y la Luna? 2. ¿Qué parte de un átomo tiene carga positiva y que parte tiene carga negativa? 3. ¿Por qué los metales son buenos conductores tanto del calor como de la electricidad? 4. ¿En que diferencian un objeto eléctricamente polarizado de uno eléctricamente cargado? 5. ¿Qué es un dipolo eléctrico? 6. ¿En qué se parece y se diferencia la Ley de Coulomb a la Ley de Newton de gravitación? 7. ¿Por qué los materiales como el vidrio y el caucho son buenos aislantes? 8. Menciona ejemplos de atracción y repelencia.
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Comprueba, si lo que hiciste está bien
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APRENDIENDO SOBRE CALOR APRENDIZAJE ESPERADO: Reconocer que el Calor es una fuente de Energía debido al movimiento de moléculas. FOCALIZACIÓN: 1. ¿Qué entiendes por energía calorífica? Es la energía producida por el calor 2.¿Cómo se produce dicha energía? La energía calorífica se transmite desde los cuerpos fríos a los calientes hasta que se alcanza un estado de equilibrio y cesa la transmisión. Es decir los cueros adquieren este tipo de energía al recibir calor. 3.¿Qué cuerpos poseen esta energía? Todos aquellos cuerpos que reciben calor por ejemplo: el cuerpo humano tiene su propio calor. HIPOTESIS: El aumento de temperatura provocara un aumento en el movimiento de las moléculas.
CONTRASTE: 1.¿Por qué se evapora más rápido el alcohol que el agua? (experiencia Nº03) Porque el alcohol tiene muy bajo su punto de ebullición es por ello que basta con soplarlo para que se evapore. 2. En la experiencia Nº04 ¿Cuál recipiente se mezcla más rápido con el colorante? ¿A qué se debe? El que contiene agua caliente ya que el colorante se dispersa con mayor facilidad pues se encuentra en movimiento circular en donde sube y baja constantemente.
APLICACIÓN: 1.¿Cuál fue el aporte de James P. Joule para confirmar que el calor es una energía? Joule comprobó que el calor es una forma de energía ya que desarrollo el siguiente experimento: calentó agua en un recipiente cerrado haciendo girar unas ruedas de paletas y halló que el aumento de temperatura del agua era proporcional al trabajo realizado para mover las ruedas, sacando como conclusión que el calor es un tipo de energía ya que realiza un trabajo. 2.Diferencia entre calor y temperatura. La temperatura se refiere a los grados a los que se encuentra el ambiente, el calor es simplemente una manera de categorizar la temperatura cuando los grados son altos.
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3.¿Cómo se transfiere el calor y de qué formas? Existe un proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. 4.¿Mediante que forma podemos ahorrar la energía solar? Limpiar el polvo acumulado en el enfriador del refrigerador. Mantener tanto el refrigerador como el congelador llenos. Cerrar el grifo mientras te afeitas o te lavas los dientes. Usar agua fría en los lavados y llenar la lavadora de ropa. No precalentar el horno para cocinar. Drenar, ocasionalmente, algo del agua del tanque del calentador de agua para reducir sedimentos. De bajo costo Aislar el exterior de su calentador de agua para evitar pérdidas por radiación. Usar sellador en puertas y ventanas que tienen pérdidas. Aislar los tomacorrientes usando placas aislantes entre la pared y la tapa plástica. 5.¿Qué es un calorímetro? El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. 6.Realiza una tabla con la capacidad calorífica específica de los algunos metales. TABLA DE CAPACIDADES CALORIFICAS ESPECIFICAS SUSTANCIA Aluminio Cobre Hierro Oxigeno Agua Hielo Plomo
CAPACIDAD CALORIFICA ESPECIFICA (j/Kg ºC) 910 386 447 920 4180 2100 128
7. Efectos que causa el calor sobre los cuerpos. Deshidratación, en grados altos quemaduras, problemas psicológicos temporales, asfixia, etc. 8.¿Qué objeto contiene más calor, un recipiente de agua hirviendo o un iceberg gigante? El Iceberg tiene mucho calor y poca temperatura.
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APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA SOLAR APRENDIZAJE ESPERADO: Evaluar la importancia y los efectos de la Energía Solar. FOCALIZACIÓN: 1. ¿Qué entiendes por energía solar? 2. La energía solar ¿Solo se encuentre en el Sol? HIPOTESIS: La luz solar como elemento fundamental, podrá generar engería solar a través de diferentes experiencias.
CONTRASTE: 1. Demostrar la utilidad de la energía solar, que sirve como purificador de agua ¿A qué se debió esto? (experiencia Nº01) Esto se debe a que el calor del sol es atrapado por el plástico y absorbido por el agua salada y sucia. Esto hace que la temperatura en el recipiente se incremente, logrando que el agua contaminada se evapore hasta llegar al plástico donde se condensa, ya que la temperatura dentro del recipiente es mucho mayor que fuera del, la parte de afuera del plástico está más fría. El agua por gravedad, corre hacia el centro del plástico en donde goteará sobre el vaso limpio y así habremos purificado el agua. 2. ¿Por qué la temperatura del cuerpo aumento? (experiencia Nº02) Porque el aluminio es un metal y actúa como tal, revertiendo los rayos del sol sobre el cuerpo a calentar. 3. ¿Por qué el color negro absorbe la radiación? (experiencia Nº 03) Porque es un conductor de calor, ya que este elemento conserva la energía solar haciendo que aumente la temperatura del horno solar. 4. ¿Por qué la lupa quema al papel? (experiencia Nº 04) Porque los rayos del sol se unen en un punto llamado foco, logrando que aumente su intensidad y llegue a quemar el papel.
APLICACIÓN: 1. ¿Qué es equilibrio térmico? Es el estado en el que se igualan las Temperaturas de dos cuerpos en cuyas condiciones iniciales tenían diferentes temperaturas. Al igualarse las Temperaturas se suspende el flujo de calor, el sistema formados por esos cuerpos llega a su equilibrio térmico. 2. ¿Por qué se dice que los alimentos que consumimos son energía solar?
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Porque muchos de los alimentos que consumimos diariamente, se han encontrado expuestas al sol durante todo el proceso de maduración, consumiendo la energía solar y transmitiéndolo en el momento que los consumimos, 3. ¿Qué es energía Solar Fotovoltaica? La energía solar fotovoltaica es un tipo de electricidad renovable obtenida directamente de los rayos del sol gracias a la foto-detección cuántica de un determinado dispositivo; normalmente una lámina metálica semiconductora llamada célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamada capa fina. También están en fase de laboratorio métodos orgánicos. 4. ¿Qué utilizan para convertir la Energía Solar en Energía Eléctrica? Ejemplifica Existen varias formas de convertir la energía que proviene del Sol en electricidad, y casi todas se caracterizan por aprovechar ciclos naturales, aunque hay algunas que no. EJEMPLO: Energía Hidráulica: El ciclo del agua consume casi 30 % de la energía solar que llega a la Tierra. Se conoce como energía hidráulica a la energía adquirida por el agua en el proceso natural de evaporación-lluvia provocado por la energía solar y se manifiesta en forma de energía cinética y/o potencial en ríos y embalses. Con esta energía se puede mover una turbina acoplada a un generador, produciendo así la electricidad. En Cuba existen cientos de mini hidroeléctricas en funcionamiento que dan servicio a la población en zonas rurales y pueden construirse varios cientos más, si se aprovechan los embalses ya construidos. 5. Diferencia entre estos dos sistemas de calentadores de agua: Sistema Integrado y Sistema de Circulación Natural. SISTEMA INTEGRADO SISTEMA DE CIRCULACIÓN NATURAL A diferencia de las computadoras de Los sistemas de circulación natural son muy propósito general, como las computadoras sencillos, requieren poco mantenimiento y se personales, un sistema integrado lleva a cabo pueden construir utilizando cualquier modelo una o unas pocas tareas predeterminadas, de panel solar. generalmente con requerimientos muy Todos los sistemas de circulación natural se específicos y a menudo incluye hardware basan en el principio por el que el fluido del especifico para cada tarea, y partes circuito primario, calentado por el sol, mecánicas que no se encuentran en disminuye su densidad, se vuelve más ligero computadora de propósito general. y asciende, provocando un movimiento natural del fluido mismo. La mejor solución técnica y estética es la colocación del depósito de acumulación debajo del tejado a una altura superior respecto a la del panel solar. Esto permite reducir al mínimo las dispersiones térmicas y tener un fácil acceso al depósito para eventuales operaciones e mantenimiento o completar el líquido del circuito primario.
6. De la energía que consume una casa ¿Cual es el porcentaje que se emplea para cocinar alimentos? El consumo de energía que se emplea para cocinar alimentos es mayor, un 80%. 7. Ejemplifica formas de almacenar el calor. La mayoría de los sistemas de calefacción solar y algunos de refrigeración solar se basan en el almacenamiento de calor de la energía solar en un material durante un cierto período. Esto se logra calentando un material que puede almacenar calor en su interior hasta que sea necesario devolverlo al ambiente La calefacción o refrigeración pasiva de un espacio se basa fundamentalmente en el mismo concepto, que consiste en crear una diferencia de temperatura entre el material y su entorno.
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8. Cuando en el verano, vamos a la playa, ¿Por qué sentimos más calor tendidos que de pie? Porque cuando nuestro esta sobre la arena a adquirido por mayor tiempo la energía solar y por lo tanto no lo transmite en todo el cuerpo.
9. ¿La intensidad de la radiación solar llega a la superficie de la Tierra igual o menor? ¿A qué se debe esto? Llega a menor intensidad, debido a que la capa de ozono se encuentra recubriendo la superficie terrestre protegiéndonos de los rayos más fuertes del sol. 10. Realiza un cuadro con las ventajas y desventajas de la Energía Solar. VENTAJAS DESVENTAJAS Es energía no contaminante. Proviene de El nivel de radiación fluctúa de una zona a una fuente de energía inagotable. otra y de una estación del año a otra, en Es un sistema de aprovechamiento de nuestra zona varía un 20% de verano a energía idóneo para zonas donde el invierno). Para recolectar energía solar a tendido eléctrico no llega (campo, islas), o gran escala se requieren grandes es dificultoso y costoso su traslado extensiones de terreno. Requiere gran (conviene a mas de 5 Km). inversión inicial. Se debe complementar Los sistemas de captación solar son de este método de convertir energía con fácil mantenimiento. otros. El costo disminuye a medida que la Los lugares donde hay mayor radiación, tecnología va avanzando (el costo de los son lugares desérticos y alejados, combustibles aumenta con el paso del (energía que no se aprovechara para tiempo porque cada vez hay menos). desarrollar actividad agrícola o industrial, etc.)
11. ¿Cuál es la cantidad de Energía solar que alcanza la Tierra? La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera, si se considera que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37 × 106 erg/s/cm2, o unas 2 cal/min/cm2. Sin embargo, esta cantidad no es constante, ya que parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera.
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APRENDIENDO SOBRE EL PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA APRENDIZAJE ESPERADO: Verificar la Conservación de la Energía Mecánica mediante experimentos sencillos. FOCALIZACIÓN: 1. ¿Qué es energía mecánica? ¿Cómo se puede clasificar? La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial y cinética de un sistema mecánico. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo. 2. ¿La energía se destruye o se conserva? La energía se conserva. 3. ¿La energía es materia o viceversa? Si, energía y materia son lo mismo. HIPOTESIS: Al evitar la fricción en superficies se conservara la energía almacenada en el cuerpo
CONTRASTE: 1. ¿Cuándo estiras un cuerpo elástico, la energía que posee depende de la masa del cuerpo? (experiencia Nº01) No, depende de la resistencia del cuerpo elástico y la fuerza que apliquemos. 2. ¿Qué tipo de energía empleaste al estirar la liga? (experiencia Nº03) Energía potencial elástica. 3. ¿Cuál es la función de las ligas elásticas para que la lata pueda rodar? (experiencia Nº04) Almacenar energía potencial elástica.
APLICACIÓN: 1. ¿Qué nos dice el Principio de Conservación de la Energía Mecánica? La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma en otro tipo de energía. 2. ¿Qué relación existe entre Trabajo y Energía mecánica? La energía mecánica es la suma de la energía mecánica más la energía potencial y estas dos energías requieren de trabajo. 3. ¿Qué son las Fuerzas Conservatorias? Las fuerzas conservativas son las que devuelven la fuerza que se les hace; por ejemplo, si estiras una liga elástica, al soltarla esa devuelve la energía.
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4. ¿Qué relación existe entre energía Potencial y Cinética? Existe relación entre la energía cinética y potencial, ya que cuando un cuerpo está en reposo, su energía cinética es cero y la potencial es máxima. Esto significa que la energía potencial se puede transformar en cinética. Por ejemplo, la roca que está en la cima de un cerro posee energía potencial, pero si esta se desliza por la ladera del cerro, se transforma en energía cinética. De esto se deduce que cuando el cuerpo se desplaza, la energía potencial que está acumulada, va adquiriendo energía cinética. 5. ¿En que se transforma la energía de nuestro organismo cuando realizamos una actividad física? Se calcula que aproximadamente sólo el 25% de la energía gastada por los músculos se transforma en trabajo mecánica y el resto en calor. 6. ¿De dónde proviene la energía de los combustibles, como la del petróleo? Combustible es cualquier material capaz de liberar energía cuando se quema, y luego cambiar o transformar su estructura química. Supone la liberación de una energía de su forma potencial a una forma utilizable (por ser una reacción como energía química). 7. ¿Es posible que un cuerpo tenga una energía mecánica negativa? ¿Por qué? Lo que realmente medimos son los cambios de energía, y estos pueden resultarnos positivos o negativos dependiendo de nuestro sistema de referencia y de las condiciones iniciales. 8. Escribe dos ejemplos de Energía Potencial y Cinética. Una niña desciende por un tobogán, la energía potencial que tenía cuando estaba arriba se convertirá en energía cinética al descender. Una bicicleta encima de una pendiente (energía potencial) y la bicicleta comienza a descender (energía cinética). 9. Investiga acerca del péndulo de Newton. El péndulo de Newton o cuna de Newton es un dispositivo que demuestra la conservación de la energía y de la cantidad de movimiento. Está constituido por un conjunto de péndulos idénticos (normalmente 5) colocados de tal modo que las bolas se encuentran perfectamente alineadas horizontalmente y justamente en contacto con sus adyacentes cuando están en reposo. Cada bola está suspendida de un marco por medio de dos hilos de igual longitud, inclinados al mismo ángulo en sentido contrario el uno con el otro. Esta disposición de los hilos de suspensión permite restringir el movimiento de las bolas en un mismo plano vertical.
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APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA EÓLICA APRENDIZAJE ESPERADO: Comprobar que la Energía Eólica está producida por la fuerza del viento y es utilizada para generar un trabajo. FOCALIZACIÓN: 1. ¿Qué entiendes por energía Eólica? Energía producida por el viento. 2. La energía Eólica ¿Es renovable o no renovable? Es renovable. 3. ¿Conoces qué es un aerogenerador? Es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina eólica). HIPOTESIS: A mayor energía cinética se producirá mayor energía mecánica.
CONTRASTE: 1. ¿Qué fuerza hace que el molino gire? (experiencia Nº01) La energía del viento es la energía cinética la cual se convierte en energía mecánica. 2. ¿Cuál es la energía obtenida por el viento? (experiencia Nº01 ,02 y03) La energía del viento es la energía cinética la cual se convierte en energía mecánica. 3. ¿Qué sucede cuando hay mayor velocidad de viento? (experiencia Nº01 ,02 y03) A Mayor energía cinética es decir energía del viento En la experiencia 1 el molino logra girar por la energía cinética que se encuentra al alrededor. En la experiencia 2 el barco gira ya que la energía cinética del viento convierte en un trabajo logrando si que el barco gire. En la experiencia 3 la energía cinética logra que la turbina logra generar un trabajo pero además esta turbina en otros países e sutilizad apara generar electricidad. 4. ¿Cuáles son los factores que influyen en la cantidad de potencia del viento? La potencia del viento depende principalmente de 3 factores: Área por donde pasa el viento (rotor) Densidad del aire Velocidad del viento
APLICACIÓN: 1. ¿Existen suficientes recursos eólicos? La energía eólica es abundante ya que es un recurso renovable es decir natural.
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2. ¿Qué es un aerogenerador? Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina eólica). Sus precedentes directos son los molinos de viento. 3. Diferencias entre Aerogeneradores de eje horizontal y Aerogeneradores de eje vertical.
AEROGENERADORES DE EJE HORIZONTAL
AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL
Los aerogeneradores de eje horizontal, a diferencia de los anteriores, aprovechan más el viento. La altura que se consigue situar el eje que mueve el generador es muy superior a los anteriores y ahí radica que estas turbinas eólicas sean las más utilizadas en la actualidad, pues su tecnología sigue creciendo no solo por la altura sino por la calidad y medios mejorados de los componentes que se utilizan en la generación de electricidad.
Los aerogeneradores de eje vertical prácticamente ya no se construyen pues su tecnología se quedó estancada al no ser capaces de crecer en el aprovechamiento del viento. La particularidad de estos aerogeneradores es que son mucho más cómodos de reparar pues todos los elementos de transformación de la energía del viento se encuentran en el suelo. De allí sale el eje vertical que se extiende al centro de dos palas curvadas que salen de la parte inferior del eje hasta su parte superior final. La forma ovalada de las palas permite hacerlo girar y producir electricidad. El inconveniente de este tipo de turbinas es que el eje no supera mucha altura y las velocidades del viento disminuyen al llegar al suelo por efecto de la rugosidad del mismo. La velocidad del viento es muy superior a más altura, con lo que estos aerogeneradores han ido quedando atrás con respecto a los de eje horizontal.
4. ¿Realmente ahorran energía los aerogeneradores? La energía eólica es limpia y ahorra energía Los aerogeneradores utilizan sólo la energía del aire en movimiento para producir electricidad. Un moderno aerogenerador de 1.000 Kw evitará las 2.000 toneladas de CO 2 que producirían otras fuentes de energía, generalmente centrales térmicas a carbón. Es por eso que realmente si ahorra energía. 5. ¿Es más barato producir electricidad con energía eólica que con otra fuente renovable de energía? La energía eólica es más rentable ya que a diferencia de otras energías renovables cuentan con una de las mejores relaciones de costo/beneficio para aplicaciones además esta fue la primera energía renovable con la cual se produjo energía eléctrica ya que así lo descubrió Paul La Cour quien a partir de turbinas eólicas provocaba electrolisis para circuitos eléctricos a principios del siglo XX .pero ahora en la actualidad existen otras energía renovables que ayudan a producir energía eléctrica como la energía solar pero que para producir energía eléctrica sus costos son más elevados por que necesitan más implementos para capturar la energía es por eso que mucho países se basan en utilizar la energía eólica por lo anterior mencionado.
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6. ¿Hay algún progreso en tecnología eólica? La energía eólica es una tecnología en avance pues los avances tecnológicos en aerodinámica, dinámica estructural y micro meteorología han contribuido a un incremento del 5 por ciento anual en el campo energético por metro cuadrado de área de rotor. La nueva tecnología en los nuevos aerogeneradores es continua. En cinco años el peso de los aerogeneradores daneses se ha reducido a la mitad, el nivel de sonido se ha reducido a la mitad en tres años, y la producción de energía anual ha aumentado 100 veces en 15 años. 7. ¿Puede el viento contribuir a la producción de calor? Bueno en este caso la energía cinética del viento al generar energía eléctrica se podría decir que produciría calor pero nuestro cuerpo calienta el aire en contacto con la piel y estos "paquetes" de aire dentro del tejido de la ropa nos aíslan el medio. Si corre viento, esta capa de aire caliente, es remplazada por otra fría y sentimos este efecto. La ropa nos mantiene calientes pues impide que el aire se mueva con facilidad. A propósito, es claro que la ropa no genera calor, lo hacemos nosotros a través de nuestro metabolismo. 8. Mencione en que países se hace uso de la Energía eólica a través de los aerogeneradores.
Los Estados Unidos EE.UU. es considerado como uno de los países con más éxito y avanzadas de la actualidad. Por supuesto, ellos usan voltajes más altos de la energía y que también se clasificaron por primera vez en la generación de energía mediante aerogeneradores. Energía proveniente de estos aerogeneradores económica está muy bien utilizada en los Estados Unidos. Otros recursos renovables como el petróleo y los gases procedentes de diversos combustibles fósiles resultados algunos efectos secundarios que son peligrosos para la salud humana. Esta comunidad considera turbina eólica como energía renovable segura y eficaz que pueda proporcionar la electricidad eficiente. Las turbinas de viento están muy dispersas en los EE.UU. después de la potencia de las turbinas de viento fueron descubiertos. Alemania Está llamada a ser uno de los países poderosos en el mundo como los Estados Unidos. Alemania es, ya que el segundo clasificado entre los primeros países a la hora de ir sobre la energía verde. De hecho, alrededor del 10% o más de la energía utilizada por la población de este país es suministrada por las turbinas de viento. Alemania siempre conserva una de sus rutinas jefe, que es aprovechar la energía eólica de manera muy eficiente, porque creen que la utilización de la energía eólica en lugar de combustibles fósiles contribuye a reducir la huella de carbono que los habitantes de Alemania están contribuyendo en la Tierra. India Este país es grande, no sólo en términos de superficie, sino también en el número total de la población. India puede ser considerada un país en vías de desarrollo o de terceros, pero cuando se trata de la energía eólica, la India es uno de los diez primeros, de hecho, es el tercero en la lista de los países de usuario más eficiente de la energía eólica. 5% o menos de la energía necesaria para el país es suministrada por el viento, pero este porcentaje aumenta de manera constante cada año. India está a la espera de superar los países más grandes y más desarrollados, donde las fuentes de energía alternativas están involucradas. Francia Los sistemas de iluminación auténtica y espectacular en las ciudades de Francia son notables. No es de extrañar por qué el país tiene el cuarto lugar entre los diez primeros países con más empresas de servicios públicos eficientes viento alimentación. Francia tiene un historial de eficiencia energética, y esto también es válido cuando se trata de usar turbinas de viento para generar electricidad, que es el medio ambiente. Este país genera alrededor del 1% de la energía utilizada por la población de esta fuente alternativa, y otras fuentes renovables como la energía oceánica y la generación nuclear se utilizan también.
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El Reino Unido Las turbinas de viento son casi las vallas del país, al igual que muchos de ellos están instalados en las costas alrededor del país. Reino Unido, lo que hizo en la quinta fila entre un centenar de países del mundo, tiene un importante número de turbinas eólicas en uso. Los aerogeneradores son su mejor instrumento para aprovechar la energía natural del viento y para proporcionar la energía que tanto necesitan. Reino Unido tiene muchas áreas que consideran que los promedios de viento durante todo el año, y esto hace que esta fuente de energía muy eficiente cuando el equipo se coloca en los lugares adecuados. Entre 1 - 2% del consumo anual de Reino Unido se realiza utilizando la energía eólica. España Sexto en la lista es el país humilde de España, que también dejó de pertenecer en los diez primeros países cuando se trata de un uso eficiente de la energía eólica. Más del 11% de la energía utilizada en este país es suministrada a través de las turbinas de viento, que aprovechan la energía eólica. España siempre ha mostrado una inclinación hacia la protección del medio ambiente y las fuentes de energía verde, y el alto uso de este equipo sólo reafirma este compromiso con la energía verde para el futuro. China Después de haber obtenido el séptimo lugar en los países de usuario más eficiente de la energía eólica en el mundo es el orgullo de Asia - China. Aunque considerado por muchos ser muy perjudiciales para el medioambiente, China está rápidamente desaprobación haciendo bien en aprovechar la energía eólica. Aerogeneradores instalados en muchos lugares de China trabajan de manera muy eficiente para proporcionar la energía necesaria para los miles de millones de habitantes, el hecho de que su uso se está incrementando a un ritmo muy rápido. La gran población de China es una unidad para encontrar fuentes alternativas de energía que sean renovables y de bajo costo, con una nueva tendencia en tecnología que puede satisfacer estas necesidades de una manera muy eficiente y respetuosa del medio ambiente. Italia Estar en el octavo lugar es nada de qué preocuparse, siempre y cuando se llena de orgullo a su gente en términos del uso eficiente de la energía eólica. Sus calles de la ciudad incrustado con brillantes luces de colores brillantes Italia han demostrado que pertenecen a los diez primeros. Italia es un lugar hermoso para visitar o vivir, y es muy respetuoso del medio ambiente también. Las turbinas de viento generan energía de manera muy eficiente en todo el país, ofreciendo una parte de la electricidad utilizada en hogares y empresas, manteniendo la belleza y el paisaje intacto. Dinamarca También famoso por su número uno de la mayor empresa de fabricación de turbinas de viento en el mundo, Dinamarca, una vez más dejó de pertenecer a la novena posición en términos de eficiencia en el uso de la energía eólica. El país siempre ha sido conocido como un lugar donde el ambiente es importante, y este es uno de los más eficientes cuando se trata de energías alternativas y el uso de turbinas de viento. Alrededor de un quinto de la energía que es utilizada por los residentes en el país se ofrece a partir de turbinas eólicas, y Dinamarca, no sufre de la contaminación, la contaminación y otros problemas que son evidentes en otros lugares del mundo.
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Portugal La décima posición pertenece a Portugal. Puede ser una nación pequeña, pero cuando se trata de el nivel de eficiencia con el uso de fuentes alternativas de energía renovable como la energía eólica, el país tiene un gran impacto. Más del 11% de la electricidad suministrada entre los residentes y las instalaciones proviene de esta fuente están aprovechando de manera eficiente y sin dañar el estado natural de su entorno.
9. ¿Qué son las turbinas eólicas? Una turbina eólica es un dispositivo mecánico que convierte la energía del viento en energía electricidad. Las turbinas eólicas son diseñan para convertir la energía del movimiento del viento (energía cinética) en la energía mecánica, moviéndose en un solo eje.
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APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA LUMINOSA APRENDIZAJE ESPERADO: Demostrar la importancia der la Energía Luminosa en una nuestra vida diaria. FOCALIZACIÓN: 1. ¿Qué entiendes por energía Luminosa? Energía del sol. 2. ¿Qué funciones cumple la energía luminosa? Tiene funciones transformativas como por ejemplo, las centrales solares convierten la energía del sol a energía eléctrica. 3. Dar ejemplos de cuando la energía luminosa se hace presente. En las estrellas, las luciérnagas. HIPOTESIS:
CONTRASTE: 1. ¿Qué objetos distingues cuando la linterna está encendida? ¿Qué observas cuando la linterna está apagada? (experiencia Nº01) Se observan todos los objetos en especial su color, su forma se distinguen un poco; pues cuando la linterna está apagada no se observa nada. 2. Al absorber las plantas la energía luminosa ¿Qué es lo que sucede? (experiencia Nº02) Como el pigmento está en la hoja y al dejar reposar con alcohol por 24 horas el color verde que tenía de la hoja pues se va descolorando. 3. En la experiencia Nº03 ¿Por dónde percibes la luz? ¿Cómo la vez? Pues por detrás de la cartulina y va de manera perpendicular a ella.
APLICACIÓN: 1. ¿Qué es energía Luminosa? Es la energía fracción percibida de la energía transportada por la luz y que se manifiesta sobre la materia de distintas maneras, una de ellas es arrancar los electrones de los metales, puede comportarse como una onda o como si fuera materia, pero lo más normal es que se desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física. 2. ¿Para qué sirve la energía luminosa? Bueno primerio que todo partamos en que la energía no se crea ni se destruye solo se convierte, bien te voy a decir la cadena de conversión, este es un ejemplo: suponte que la energía la saquen del agua (hidroeléctrica) está la convierten en energía eléctrica y la energía eléctrica en energía lumínica que son las lámparas y todas las bujías 3. ¿Donde encontramos Energía Luminosa? La tenemos por todas partes, las plantas las transforman en una cascada eléctrica que sintetiza la glucosa. El viento solar es otra forma de energía lumínica. La que será una poderosa fuerza
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lumínica entre otras será cuando el gigante rojo que será nuestro sol, al estallar y convertirse en enana blanca, estás capas ionizadas de plasma luminoso, al escapar hacia el espacio arrastrarán los gases y líquidos de los planetas mayores, dejando atrás solo sus núcleos pétreos. 4. ¿Cuál es la participación de la energía luminosa en la fotosíntesis? Como materia prima. 5. ¿Qué elemento de la naturaleza puede transformar la energía luminosa en química? Fitopigmentos, de los cuales la clorofila es el más abundante y el más conocido. 6. ¿Por qué el color negro absorbe más energía luminosa que el color blanco? El color negro es la ausencia de la luz blanca por lo que las objetos oscuros la absorben en cambio en los objetos claros la luz no es absorbida sino que es reflejada y la percibimos. 7. Menciona ejemplos de energía luminosa. Cualquier haz de luz, un foco, una luciérnaga, el sol.
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APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA QUÍMICA APRENDIZAJE ESPERADO: Demostrar que en una reacción química se libera Energía. FOCALIZACION: 1. ¿Qué entiendes por energía química? Es uno de los aspectos de la energía interna de un cuerpo y, aunque se encuentra siempre en la materia, sólo se nos muestra cuando se produce una alteración íntima de ésta. 2. ¿Qué es una reacción química? Una reacción química (o cambio químico) es todo proceso químico en el que una o más sustancias (reactivos o reactantes) sufren transformaciones químicas para convertirse en otra u otras (productos). Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro. 3. ¿Qué es una reacción endotérmica y exotérmica? Reacción exotérmica es la que al formarse desprende energía(calor) Reacción endotérmica es aquella que para poder formarse necesita absorber mucha energía(calor)
HIPOTESIS:
CONTRASTE: 1. ¿Por qué el trozo de manzana que tiene limón se mantiene en buen estado? (experiencia Nº01) Porque el limón actúa como antioxidante permitiendo que este se mantenga su color natural. 2. ¿Cómo la acetona actúa en el tecnopor? (experiencia Nº02) Actúa disolvente orgánico descomponiéndolo interiormente y así la contextura del tecnopor se ablande. 3. ¿Qué sucede cuando agregamos vinagre a la leche? (experiencia Nº03) Las moléculas de caseína que contiene la leche (carga negativa) se mezclan con los átomos de hidrogeno (carga positiva) ya que poseen cargas opuestas, estas se atraen agrupándose y formando así coágulos que son visibles llamados cuajos.
APLICACIÓN: 1. Si él oxigeno es vital para la vida ¿por qué causa la putrefacción en las manzanas? ¿Eso también sucede en lo humanos? Esta putrefacción se le llama oxidación y es una reacción química que se produce en la fruta al reaccionar con el oxígeno del aire. Son las bacterias las que descomponen los alimentos.
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Para que los alimentos se descompongan se necesitan factores que hagan que las bacterias sobrevivan. Las bacterias para vivir y reproducirse necesitan oxígeno, calor y humedad. Si, también sucede en los seres humanos. 2. ¿Qué relación hay entre energía luminosa y química? Energía Luminosa: Es aquella que contiene relación con el sol al igual que la solar y es principalmente utilizada por las planta para realizar la fotosíntesis, elemento crucial para la existencia en este planeta de cualquier ser vivo. Energía Química: Se requiere de energía para unir los átomos entre si. A esta energía se le llama energía química. A menudo, cuando se rompe la unión de los átomos. Se libera esta energía. Como cuando al digerir la comida se rompen uniones de átomos, liberando energía que el cuerpo almacena y usa. 3. La energía química ¿es renovable o no renovable? Explica La energía química es renovable, ya que la energía química contenida en los compuestos es transformada mediante las Pilas de Combustible directamente en energía eléctrica y calor sin necesidad de combustión. Debido a su alto rendimiento y su bajo nivel de emisiones contaminantes, las Pilas de Combustible representan una opción muy significativa en el futuro de la generación de energía eléctrica y calor. 4. ¿En qué se utiliza la energía química? La humanidad ha utilizado desde su existencia reacciones químicas para producir energía. Desde las más rudimentarias, de combustión de madera o carbón, hasta las más sofisticadas, que tienen lugar en los motores de los modernos aviones o naves espaciales. Las reacciones químicas, pues, van acompañadas de un desprendimiento, o en otros casos de una absorción, de energía. 5. ¿Cómo se produce la energía química en el cuerpo humano? Toda la energía utilizada por el organismo proviene de la oxidación de glucosa a bióxido de carbono, y la reducción de oxígeno a agua. 6. ¿Cómo se relaciona la energía química de los hidrocarburos con la energía solar? Los hidrocarburos proceden del petróleo, que a su vez proviene de la descomposición de materia orgánica en un ambiente sin oxígeno. Es decir, proviene de la descomposición de plantas y animales enterrados hace millones de años. El Sol fue el que proporcionó la energía, en forma de luz, para que crecieran las plantas, las cuales la almacenaron como energía química, que se conservó en los hidrocarburos en forma de enlaces carbono-hidrógeno. 7. ¿Cuál es el origen de la energía química? La energía es una propiedad inherente a la materia. La materia posee energía almacenada que se debe, por una parte, a la posición o a la altura de un cuerpo (energía cinética) y, por otra, a la naturaleza o las sustancias de que esté hecho el cuerpo al que se hace referencia, ya que a cada elemento o compuesto le corresponde cierta cantidad de energía química almacenada a la que se le denomina contenido energético. 8. ¿Los alimentos almacenan energía química? Fundamenta La almacenan en forma de polisacáridos (almidón) en los Amiloplastos que son plastidios dentro del citoplasma celular, en forma de Proteínas como los Proteinoplastos que se encuentran en semillas en estado temprano de germinación, en forma de Oleosomas o Elaioplastos que son plastidos que almacenan lípidos como en las semillas Oleaginosas (girasol, maní, etc.). Almacenan energía en tallos subterráneos como las plantas Bienales quien en su 1° ciclo de vida fabrican almidón para ser almacenado en tallos subterráneos como los Tubérculos, Bulbos y Rizomas, también en Hojas almacenadoras como las Catáfilas de los Bulbos tunicados simples(cebolla), compuestos(ajo), en los Cotiledones que son hojas modificadas para almacenar sustancias de reserva, en Raíces modificadas como las Napiformes (zanahoria, Mandioca) donde las sustancias de reserva se almacenan en el eje o raíz principal, o bien en las raíces tuberosas (dalia) donde se almacena tanto en la raíz principal como en las secundarias, en raíces Gemíferas(batata).
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APRENDIENDO SOBRE ENERGÍA ELECTROSTÁTICA APRENDIZAJE ESPERADO: Identificar como la Energía Electrostática actúa sobre todo tipo de cuerpo. FOCALIZACION: 1. ¿Qué entiendes por energía electrostática? Se llama energía electrostática de una distribución de carga eléctrica al trabajo que hay que realizar para trasladar esa carga desde regiones de potencial cero al lugar que ocupa en la distribución, supuesto que no hay más campo eléctrico que el que crea la carga de la distribución. Ese trabajo coincide con el que realizarían las fuerzas electrostáticas de la propia distribución, si se permitiera que se dispersara su carga para volver a su situación inicial. 2. Definir ¿Qué es atracción y repelencia? La repulsión existe cuando las cargas tienen el mismo signo o polaridad, por ejemplo dos cargas negativas se repelen, dos cargas positivas igualmente se repelen y la atracción será con la misma fuerza y magnitud de la intensidad de su campo eléctrico. En electricidad la atracción existe cuando las cargas eléctricas tienen signos o polaridad contraria por ejemplo una carga negativa y otra positiva. HIPOTESIS: Identificar como la Energía Electrostática actúa sobre todo tipo de cuerpo.
CONTRASTE: 1. ¿Qué función realiza el globo para que los muñequitos se mueven? (experiencia Nº01) Actúa como un imán ya que los atrae luego de ser frotado, ya que al ser frotado se le administra cargas negativas que al entrar en contacto con las cargas del papel se atraen. 2. En la experiencia Nº03 ¿Por qué crees que paso eso? Porque el globo atrajo las cargas positivas del azúcar por eso se pegaron. 3. ¿Alguna vez viste algo similar con otros objetos? Si como el globo y los cabellos, o la chopa y los vellos del cuerpo.
APLICACIÓN: 1. ¿Por qué la fuerza gravitacional predomina sobre las fuerzas eléctricas entre la Tierra y la Luna? En realidad las fuerzas eléctricas es millones de veces superior a la gravitacional, lo que sucede es que las cargas compresivas de la tierra y de la luna son neutras. 2. ¿Qué parte de un átomo tiene carga positiva y que parte tiene carga negativa?
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En el núcleo del átomo están los protones que tienen mientras que en las orbitas están los electrones, con carga negativa
carga
positiva,
3. ¿Por qué los metales son buenos conductores tanto del calor como de la electricidad? El núcleo de los átomos de los metales no atrae tanto a la nube de electrones que lo rodean, esa es la razón por la cual son tan buenos conductores de la electricidad. 4. ¿En que diferencian un objeto eléctricamente polarizado de uno eléctricamente cargado? Si esta cargado eléctricamente significa que hay una corriente de electrones circulando por su interior y superior, con lo que, realmente estará cargado, atrayendo cargas de distinto signo y atrayendo las de signo contrario. Los cuerpos que ganan o pierden electrones, produciendo un fenómeno denominado electrización, son los cuerpos eléctricamente neutros. 5. ¿Qué es un dipolo eléctrico? El dipolo eléctrico es un tipo de distribución de carga que se presenta frecuentemente. Un dipolo eléctrico está formado por dos cargas, una positiva +Q y otra negativa -Q del mismo valor, separadas una distancia. 6. ¿En qué se parece y se diferencia la Ley de Coulomb a la Ley de Newton de gravitación? Se parecen en la forma y en la dirección (ambas actúan en la dirección que une los cuerpos) Se diferencian en el valor de la constante y en que una es proporcional al producto de las masas y la otra de las cargas, pero sobre todo en que la gravitatoria es siempre atractiva en tanto que la eléctrica puede ser atractiva o repulsiva según las cargas sean de distinto o del mismo signo 7. ¿Por qué los materiales como el vidrio y el caucho son buenos aislantes? Son dieléctricos, los cuales adquieren carga por polarización, pero no poseen movimiento de electrones en su estructura íntima. 8. Menciona ejemplos de atracción y repelencia. La pantalla del monitor de la computadora se magnetiza y si la apagas y tienes las manos el cabello cerca sentirás cómo lo atrae, o una tela. Los radios utilizan un proceso de magnetismo producido por imanes para convertir en sonido las ondas. Los motores eléctricos de la licuadora, batidora, etc. tienen un campo magnético que hace que el eje gire y produzca el movimiento que acciona el mecanismo rotor.
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Experimentando con la web
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http://proyectos.cnice.mec.es/arquimedes2/objetos/fyq_040302_formas_energi a/index.html
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Entretenimiento
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Bibliografia
Libro del Centro Pre: “JUAN FRANSCISCO AGUINAGA CASTRO”
Ciencia, Tecnología y Ambiente 5ºsecundaria – Santillana
http://www.maestrasjardineras.com.ar/exprimentos. HTML
http://wwwfisicarosario.blogspot.com/2010/09/laboratoriovirtual-trabajopotencia-y.html
http://issuu.com/hayzar/docs/laboratorio_virtual_i_fisica_11
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