GUIA SEMANAL DE APRENDIZAJE PARA EL GRADO UNDECIMO
IDENTIFICACIÓN
AREA: Ciencias Naturales ASIGNATURA: Física DOCENTE. Juan Gabriel Chacón c. GRADO. Undécimo. PERIODO: Tercero UNIDAD: Termodinámica
TEMA: Dilataciones Estándares
Explico aplicaciones tecnológicas del modelo de mecánica de fluidos. Explico el comportamiento de los fluidos en movimiento y en reposo
Propongo y sustento respuestas a mis preguntas, y las comparo con las de otros y con las teorías científicas.
Indicadores de desempeño
Define y diferencia las dilataciones o contracciones que sufren los cuerpos expuestos a cambios en la temperatura.
Identifica las los cambios que sufren los cuerpos o sustancias que se exponen a cambios en la temperatura.
Identifica con claridad situaciones prácticas donde se tiene en cuenta el concepto de dilatación térmica.
Plantea problemas que se resuelven con la aplicación de los conceptos de dilatación térmica.
Resuelve problemas en los cuales se debe aplicar las propiedades y características de las dilataciones de los cuerpos.
Contenido Tema: Dilatación
o Dilatación lineal o Dilatación superficial o Dilatación volumetrica
Actividades
EXPLORACION DEL CONOCIMIENTO PREVIO
Para la introducción al tema se indaga a los estudiantes acerca de los conocimientos que poseen sobre el tema, con preguntas como:
Que sucede si mantenemos un tubo plástico en el fuego.
Cuál es la razón para que los pavimentos de las calles de nuestros municipios no se hagan en una sola pieza.
Porque los rieles del tren se unen a pedazos.
Las respuestas a estas preguntas permitirán la introducción al tema con vivencias y argumentos cotidianos.
DILATACIONES
DILATACION TERMICA
Todos los cuerpos aumentan de volumen con los incrementos de temperatura. Este hecho explica la separación que se deja en los rieles de la carrilera, el pavimento de la calle entre otros. Si no se tiene en cuenta este concepto puede ocurrir una catástrofe cuando estas estructuras estén sometidas a altas temperaturas.
Dilatación lineal: experimentalmente se ha demostrado que la variación de longitud (∆ L) que sufre una varilla depende linealmente de la longitud inicial del la varilla (Lo) y de la variación de la temperatura a la cual se somete.
L
∆L
L=Lo(1+α ∆t)
Donde α es la constante de proporcionalidad y recibe el nombre de coeficiente de dilatación lineal. Y depende exclusivamente del material correspondiente.
Algunas sustancias Coeficientes de dilatación α Acero 12x10-6 Aluminio 24 x10-6 Cinc 26 x10-6 Cobre 14 x10-6 Cuarzo fundido 0.4 x10-6 Inuar 0.9 x10-6 Latón 20 x10-6 Plomo 29 x10-6 Sílice 0.4 x10-6 Tungsteno 4 x10-6 Vidrio(común) 9 x10-6 Vidrio(pirex) 3.2 x10-6 DILATACION SUPERFICIAL
Cuando se calienta una lámina de material, se dilata tanto su largo como su ancho. Consideremos una lámina rectangular de largo ao y ancho bo a una temperatura t1.
Al ser calentada la lámina, el largo se incrementa hasta a y el ancho hasta b , a una temperatura
bo ao
a b
Cada una de las dimensiones sufre dilatación lineal. a= a0 (1+α ∆ t)
La expresión para la dilatación superficial queda
A=A0 (1+2 α ∆ t)
DILATACION CUBICA: Si se considera un bloque macizo de cierta sustancia e n forma de paralelepípedo rectángulo de dimensiones a,b,c a cierta temperatura este presenta una dilatación cúbica representada en la siguientes función.
V=V0 (1+3 α ∆ t)
Ejemplo: Una regla de acero tiene una longitud de 0.45m a una temperatura de 18 ° C cual es la longitud a 100 ° C L=Lo (1+α ∆t L=0.45m (1.+12x10-6 x82°C) L=0.4504428m Liquido Coeficiente de dilatación cúbica(3 α)(°C) Alcohol etílico 0.745 Bisulfuro de alcohol 1.140 Glicerina 0.485 Mercurio 0.182 Petróleo 0.899
APROPIACIÓN DEL CONOCIMIENTO
Analizar y resolver los siguientes problemas relacionados con dilataciones
térmicas.
1. Una varilla de cobre tiene una longitud de 120 cms a una temperatura de 18 °C. ¿ cuál será su longitud de 84 °C?
2. La longitud de un puente de hierro es 34 m a la temperatura ambiente de 18 °C . Calcular la diferencia entre las longitudes de un día de invierno cuya temperatura es de -6°C y un día de verano cuya temperatura es de 40°C.
3. Calcular la longitud dilatada por una varilla de aluminio de 42 cm de longitud cuando su temperatura se eleva de 45°C a 10°C.
4. un disco de acero tiene un radio de 20 cm a 10 °C . Calcular el área a 85 °C.
5. una esfera de vidrio pírex tiene un radio de 5 cm a 5 °C calcular el volumen a los 68 °C 6. un frasco de vidrio cuyo volumen es ce 1000 cm 3 se llena completamente de mercurio a
esta temperatura. Cuando frasco y mercurio se calientan a una temperatura de 100°C se derraman 15.2 cm3 de líquido. Si el coeficiente de dilatación cúbica del mercurio es 0.000182°C-1 calcula el coeficiente de dilatación volumétrico del vidrio.
7. calcular la longitud que tendrá a 60 °C una varilla de hierro cuya longitud a 10 ° es de 30cm.
8. Un puente de acero tiene a 0 °C una longitud de 40 m. la temperatura sufre una variación semestral desde -20°C a 40°C. Cuál es la diferencia entre las longitudes de este puente a las dos temperaturas extremas.
9. En un recipiente que contiene 400 g de agua a 24 °C se deja caer un bloque de cobre de 500 g que se encuentra inicialmente a una temperatura de 140°. ¿cuál es la temperatura de equilibrio del bloque y le agua.
10. Se colocan 100 g cierto metal a una temperatura Inc. De 10°C en un recipiente del mismo material de 20g de masa que contiene 500g de agua a una temperatura inicial de 17.3 °C . Si la temperatura final de equilibrio es 22.7 °C. ¿Cuál es el calor específico del metal?
11. Hallar la capacidad de un cuerpo que cede 10820 cal. Cuando su temperatura baja 48 °C 12. Que variación de temperatura experimenta un cuerpo de capacidad calórica de 54 cal/°C ,
cuando absorbe 1000cal.
13. Una lámina de estaño de 520 g se calienta pasando su temperatura de 16.5 °C a 38.3 °C¿ qué cantidad de calor se debió suministrar?
14. Un vidrio de 120 g aumento su temperatura en 0.8 °C que cantidad de calor absorbió del ambiente?
15. Una bala de plomo de 64 g absorbe 380 cal por el rozamiento con un bloque de madera donde penetra ¿en cuanta aumento la temperatura de la bala?
16. Un pedazo de plomo de 250 g se calienta a 112°C y se echa en 500 g de agua inicialmente a 18 °C. Despreciando la capacidad calórica del recipiente ¿Cuál es la temperatura final del plomo y el agua?
17. un recipiente de aluminio de 450 g de masa contiene 120g de agua a la temperatura de 16 0°C . Se deja caer dentro del recipiente un bloque de hierro de 220 g a la temperatura de 84°C. Calcular la temperatura final del sistema.
18. En un recipiente de hierro de 40 g que contiene 180 g de agua a 15°C se agregan 70 g de perdigones de hierro a 110 °C. Hallar la temperatura resultante.
TIEMPO: L A guía anterior esta esquematizado con el fin de desarrollarse en un tiempo de 12 horas.
RECURSOS
Libro Zona activa octavo grado; Editorial Voluntad. Espiral octavo; editorial norma.
Algebra.
EVALUACIÓN: la evaluación será constante durante el proceso de acuerdo al desarrollo individual del estudiante tanto en clase como en el trabajo en casa. Se cierra el proceso con una evaluación escrita sobre el tema.
APOYO PEDAGOGICO
Los estudiantes que al finalizar el proceso, demuestren que aun presentan dificultades con el desarrollo dl tema tendrán la oportunidad de realizar un proceso de nivelación en horas de la tarde con el desarrollo de nuevos procesos que permitan al estudiante asimilar de mejor y mayor forma los conocimientos y adquiera las competencias establecidas para el tema. Los horarios de nivelación serán acordados entre el estudiante y el docente con el fin de no torpedear las actividades de ninguno de los dos.
