tema describirás procesos
de transferencia del calor
en algunos materiales, así
como su importancia en la
Naturaleza.
También reconocerás el
uso de conductores y no
conductores de calor en
tu vida diaria y para la
prevención de accidentes.
Líquido inflamable derramado ardiendo en el suelo.
La conducción del calor y su aprovechamiento.
La utilidad de la energía se manifiesta en que, gracias a ella, el ser
humano puede realizar procesos y trabajos que le garanticen su
supervivencia. En el siguiente cuadro se muestran diversas fuentes y
tipos de energía que los seres humanos hemos aprendido a aprovechar.
El uso de la energía es importante, pero es fundamental saber
cómo se transfiere y las formas en que se manifiesta.
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Algunos aparatos que utilizamos
cotidianamente transforman un tipo
de energía en otro; por ejemplo, la
plancha transforma la energía eléctrica
en calor. La energía química de un
cerillo se transforma en luz y calor
cuando se quema. Al cocinar en una
olla de vapor, la energía calorífica se
convierte en energía mecánica cuando
el vapor mueve la válvula y el vapor
escapa emitiendo un sonido.
Calentamiento de un tubo en uno de sus extremos.
Luz que emite el cerillo.
Movimiento de la tapa.
La plancha convierte la electricidad en calor.
Varios hechos de nuestra vida diaria
y diversos fenómenos de la Naturaleza se
efectúan por el intercambio de energía en
forma de calor. Dicho intercambio puede
ocurrir por conducción, convección o
radiación.
Al colocar una cuchara dentro del plato de
sopa caliente, el utensilio también se calienta
poco a poco, es decir, el calor se transfiere
por conducción de la materia caliente a la
más fría. Conforme el calor se transmite
al objeto más frío, la temperatura de éste
va aumentando hasta que ambos tienen la
misma temperatura; en ese momento se
detiene el flujo del calor entre estos cuerpos.
Al calentar agua en una cacerola,
la que está en contacto directo con el
fondo de la cacerola se mueve hacia
arriba, mientras que el agua más fría,
que está en la superficie, desciende,
ocupando el lugar que dejó la caliente.
Así se efectúa un movimiento circular
del agua llamado convección.
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La Tierra recibe el calor del Sol por el proceso
llamado radiación. Las ondas que desprende el
Sol viajan por el espacio y al chocar con nuestro
planeta lo calientan.
Radiación del calor.
Un dato interesante
La temperatura promedio de la atmósfera y los océanos en
nuestro planeta, que es de 15 °C, se está elevando por las
acciones contaminantes del ser humano. Hay emisiones de
gases que se acumulan en la atmósfera y evitan que el calor
se disperse en el espacio, lo que causa el calentamiento
del planeta.
Para ayudar a disminuir estos efectos se pueden tomar
medidas como las siguientes:
• Apagar las luces y aparatos eléctricos que no se estén
utilizando.
• Reciclar desechos.
• Poner la basura en su lugar y separarla en desechos
orgánicos e inorgánicos.
• Evitar desperdiciar el agua.
• Evitar usar productos que dañen la capa de ozono.
• Utilizar automóviles que consuman menos combustible.
• Reforestar.
El aserrín
Comprueba, razona, observa.
Materiales:
• Una parrilla
• Un vaso de vidrio pequeño que pueda
calentarse
• Cerillos
• 25 mL de agua
• 5 g de aserrín
• Franela
Trabajen en equipo.
Agreguen el agua y el aserrín al vaso.
Coloquen el vaso encima de la parrilla.
Enciendan la parrilla.
Empiecen a calentar con mucho cuidado el vaso
con el agua y el aserrín.
Observen cómo se mueve y hacia dónde se
dirige el aserrín durante el calentamiento.
Contesten las siguientes preguntas
considerando sus observaciones.
¿Cómo se mueve el aserrín mientras se calienta
el agua?
¿El agua se calienta de forma uniforme?
¿Qué papel desempeña el incremento de la
temperatura del agua en el movimiento del aserrín?
Entre equipos comenten sus respuestas y
escriban en su cuaderno una conclusión grupal
involucrando el concepto de convección.
Medidas de seguridad
• Realicen este experimento en equipo, bajo la
supervisión de su maestro.
• Al calentar el vaso tengan cuidado de no
tocarlo, para evitar quemaduras.
• Tomen el vaso con la franela y déjenlo encima
de ella hasta que se enfríe.
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No todos los materiales
conducen el calor de la
misma manera; por ejemplo,
cuando queremos cocinar
una salchicha en una fogata,
para sostenerla utilizamos un
tenedor con material aislante
como madera o plástico, que
son malos conductores de
calor. Si usáramos un objeto
de metal, que es un buen
conductor, en poco tiempo
se calentaría y podríamos
quemarnos la mano.
Un dato interesante
Al colocar un termómetro en la axila de una persona,
el calor fluye de la axila hacia el termómetro. Cuando
éste alcanza la misma temperatura que el cuerpo,
entonces el termómetro y el cuerpo están en equilibrio
y ya no fluye más calor.
Observa, identifica y comprueba.
Materiales:
• Tres tazas para café
• Tres cucharas cafeteras de metal
• Tres platos o trozos de madera
• Tres palillos
• Agua caliente, tibia y fría
• Tres trozos de mantequilla de tamaño similar (se puede
usar chocolate o cera).
Trabajen en equipo.
1. Pongan en una taza el agua caliente y coloquen una
cuchara durante tres minutos.
2. Tengan cuidado al tomar la cuchara y sacarla del agua.
Colóquenla sobre el plato o el trozo de madera.
3. Pongan un trozo de mantequilla sobre la cuchara y con
el palillo mezclen la mantequilla durante un minuto.
4. Observen detenidamente los cambios en la mantequilla.
Repitan los pasos 2 al 5 con agua tibia y agua fría.
Contesten las siguientes preguntas.
¿Qué le pasó a la mantequilla?
¿Qué cambios provocó la temperatura del agua en
la mantequilla?
¿Se alteró la forma y el color de la mantequilla?
¿La cuchara sufrió alguna transformación? ¿Por qué?
En equipo comenten sus respuestas y escriban en su
cuaderno una conclusión que involucre el concepto de
conducción de calor. Reflexionen y compártanlo con el grupo.
Medidas de seguridadRecuerden que el exceso de calor es considerado
como un agente físico nocivo. Por eso deben tomar en
consideración:
• Realicen el experimento bajo la supervisión de su
maestro.
• Eviten calentar el agua cerca de materiales
inflamables como cartón, papel, tela, entre otros.
• Al utilizar la parrilla o lo que estén usando para
calentar, supervisen cuando ésta se encuentre
encendida.
• Al vaciar el agua, eviten tocar directamente la
cuchara, usen guantes. Así previenen quemaduras en
cualquier parte de su cuerpo o la de sus compañeros
de equipo.
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Termografía de la Tierra. Los colores muestranla variación de la temperatura.
Termografía de personas en un parque infantil.
Un dato interesante
Una aplicación de la radiación
térmica es cuando se hace una
termografía para identificar zonas
del cuerpo humano con alguna
alteración, las que se reflejan en
diferentes temperaturas. Con un
aparato especial se detectan zonas
donde hay algún tipo de tumor,
mala circulación por fumar, fiebre,
etcétera. Las zonas más frías se
muestran con tonos azules y las
más calientes van del amarillo
al rojo.
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