Liceo Galvarino Riveros CárdenasDepartamento de QuímicaTercer año Medio

Energía, Calor y Trabajo

Nombre: Curso: Fecha:Contenido: TermodinámicaObjetivos: 1. Relacionar energía, calor y trabajoActividad: Resolución de Guía con ítems de respuesta breve.Evaluación: Autoevaluación.Contacto: mirza.valenzuela.ja@educastro.cl WhatsApp: +56964356558

InstruccionesEstimadas y Estimados

1. Esta guía se separa en dos secciones, en la primera parte trabajaremos con la emoción “El Miedo” y en la segunda parte relacionaremos los conceptos de energía , calor y trabajo... Pega esta guía en tu cuaderno o guárdala en una carpeta.

2. Resuelve las actividades planteadas.3. No olvides enviar tus dudas y consultas al contacto del inicio de esta guía.4. Envía tus respuestas como archivo adjunto (Word) por correo electrónico o WhatsApp. Con tu

nombre completo, curso, nombre y número de guía; para ello dispones de 15 días desde la publicación de esta guía.

5. Podrás comparar tus respuestas con el solucionario que será publicado en la página del Liceo después de la fecha de entrega.

Sesión Nº 2 “El Miedo”1. ¿Has sentido miedo en alguna oportunidad?................................(Sí o No)Si tu respuesta es sí:2. ¿Qué situaciones te generan miedo?.....................................................................

………………………………………………………………………………………………………………………………………..3. ¿Qué cambios físicos puedes identificar al sentir miedo?......................................

…………………………………………………………………………………………………………………………………………4. ¿Cómo enfrentas el miedo?...................................................................................

…………………………………………………………………………………………………………………………………………5. ¿Compartes tus miedos con otras personas?........................................................

Miedo: “Existe un estímulo, evento o situación que tras la valoración realizada por el individuo resulta relacionada con la amenaza física, psíquica o social del organismo, así como cualquiera de las metas valiosas.”¿Cuál es la función del miedo?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

La parte positiva del miedo es que te mantiene alerta, te saca de tu estado de aletargamiento y pone tus sentidos a trabajar a su máxima capacidad. El miedo es necesario para evitar situaciones de riesgo. A lo largo de la historia de la humanidad ha sido el miedo el responsable en gran medida de la supervivencia de la especie.

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Nos proporciona un aviso, se relaciona con un riesgo vital. Nos permite cuidarnos y tomar precauciones.¿Cuándo puede ser negativo el miedo?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

¿Se puede eliminar el miedo? Explica………………………………………………………………………………….....................................………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Jamás vas a eliminar el miedo por completo, y el día que lo hagas es posible que tus probabilidades de sobrevivir se reduzcan a cero. La cuestión es encontrar un equilibrio entre las reacciones que nos produce el miedo: es bueno estar alerta y ser precavido en unas cosas, pero también es bueno arriesgarse.El miedo te puede servir como freno o como acelerador, siempre y cuando lo hayas dominado, algo que solo se logra con la práctica y con el deseo de tener éxito. No está mal tener miedo, no dejes que te convenzan de lo contrario. Lo malo es que el miedo te domine y actúes en consecuencia. Tú debes dominar tu miedo, así como dominas tus demás expresiones y sentimientos.

El miedo no se elimina pero si se controla.

TE INVITO A LEER ESTE CUENTO….Este cuento para niños pequeños nos recuerda a más de alguno el miedo que le ha ocasionado la oscuridad...a muchos aún nos acompaña…hemos aprendido a convivir con ella.

El miedo también tiene su parte negativa, ya que se puede interpretar como el fracaso anticipado. ¿Cuántas veces no dejamos de hacer alguna actividad por miedo a fallar, por miedo al qué dirán, por miedo al ridículo? Si bien el miedo nos mantiene alerta también nos vuelve más precavidos y menos dispuestos a arriesgar.El miedo es el fracaso anticipado.

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http://www.codajic.org/sites/www.codajic.org/files/La%20carpeta%20de%20las%20emociones%20.%20Proyecto%20Did%C3%A1ctico.pdfhttps://nanoproyectos.com/miedo-lado-positivo-lado-negativo/http://www.cineinformacionymas.com/?p=1497https://issuu.com/loguezediciones/docs/ellibroquetienemiedo_issuu

¿Qué es el trabajo?

Actividad 1: Observa las siguientes imágenes, ¿en cuál de ellas se realiza trabajo?Si no hay cambios, no hay trabajo. No hay trabajo si después de los cambios el sistema recupera la forma o posición iniciales.

Respuesta: En las dos últimas, ¿por qué?........

¿Se puede cuantificar el trabajo? ¿Podemos medir el trabajo?

El trabajo puede tener signo positivo o negativo:-Si la fuerza actúa en el mismo sentido que el movimiento, el trabajo es positivo. Por ejemplo, el trabajo del motor de un auto que impulsa el vehículo en el sentido de la marcha.-Si la fuerza actúa en sentido contrario al movimiento, realiza un trabajo negativo, como ocurre con el trabajo que realizan los frenos de un vehículo cuando ejercen una fuerza contra del movimiento.

El concepto de trabajo en termodinámica se aplica cuando el sistema varía su volumen, se expande o se comprime. Como los líquidos y sólidos son prácticamente incompresibles sólo se aplica a los gases del sistema.-Si el sistema se comprime es debido a que alrededores (generalmente la atmosfera) ejerce un trabajo sobre él, por lo que es positivo (el sistema gana energía).-Si el sistema se expande es debido a que realiza un trabajo sobre los alrededores (generalmente atmosfera) por lo que

Definición: El trabajo es una medida de la acción que las fuerzas hacen sobre un sistema.

La respuesta es sí, pero no hay un aparato medidor de trabajo, es una magnitud que se mide de forma indirecta. El trabajo efectuado por una fuerza se calcula a partir del valor de la fuerza y de los efectos producidos.

Empujar una pared sin conseguir moverla o derribarla no es trabajo, levantar unas pesas del suelo y dejarlas en el mismo sitio no es trabajo. Sí es trabajo: empujar una vagoneta cambiándola de sitio, subir un saco de arena a un piso y dejarlo allí o doblar una barra de metal.

Al mover una caja, el trabajo (W) que efectuamos es el producto de la fuerza (F), por la distancia (d) que lo movemos.

W = F x d

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es negativo (el sistema pierde energía).

¿Qué es la Energía? La energía se mide en las mismas unidades que el trabajo, joules, en el S.I. Otras unidades son las calorías (cal) .La energía que poseen los cuerpos tiene dos propiedades destacadas:-La energía puede transferirse de un sistema a otro. Por ejemplo, si chocan dos bolas, parte o toda la energía de la una se transmite a la otra.-La energía puede transformarse de un tipo en otro de los muchos que existen. Así, la energía solar en eléctrica y esta en energía calorífica. La energía que permite realizar trabajo mecánico puede ser de dos tipos: Cinética y Potencial.La energía cinética: es la energía que poseen los cuerpos debido a su movimiento. Depende de la masa del cuerpo y de su velocidad.La energía cinética, Ec, se define como:

m = masa del cuerpov = velocidad del cuerpo

Si un trabajo cambia la energía cinética de un cuerpo, dicho trabajo es igual a la energía cinética final, Ecf , menos la energía cinética inicial, Eci .

Se mide en las mismas unidades que el trabajo (joules en el S.l.) y, como él, es una magnitud escalar (no depende de su dirección o posición en el espacio).

La energía potencial: de un cuerpo es la energía debida a su posición. Depende de la masa del cuerpo y de su altura sobre el suelo.La energía potencial, Ep, se define como el producto de la masa de un cuerpo, m, por el valor de la gravedad, g, por la altura a la que el cuerpo esté situado sobre el suelo, h .

Supongamos que un trabajo, W, sirve para que un cuerpo cambie su altura respecto al suelo, este trabajo realizado será igual a la energía potencial final (Epf = m • g • hf) menos la energía potencial inicial (Epi = m • g • hi):

Se mide en las mismas unidades que el trabajo y que la energía cinética: joules (J) en el Sistema Internacional.

¿Qué es el calor (q)? El calor es una forma de transferir energía que aparece cuando se ponen en contacto dos cuerpos o sustancias a distintas temperatura. El calor pasa espontáneamente de la sustancias a la sustancia de mayor temperatura hacia la de menor temperatura. Por lo tanto:-Si el sistema recibe calor aumentará su temperatura, por lo tanto el incremento del calor es positivo.-Si el sistema cede calor al entorno su temperatura disminuye, por lo tanto el calor es negativo.Para medir el calor producido o absorbido por una reacción química se utiliza un aparato llamado calorímetro.Los efectos que produce el calor son de tres tipos: un aumento de la temperatura, un aumento del volumen y un cambio de estado físico.El calor se mide en joules (J) en el Sistema Internacional. Aún se usa la caloría (1 cal = 4,184 J) y sus múltiplos, como la kilocaloría (1 000 cal), especialmente para el valor energético de los alimentos.La transmisión de calor puede darse por tres fenómenos: conducción, convección y radiación. La conducción es típica de sólidos. La convección es de líquidos y gases. La radiación se presenta en todos los estados físicos.

El gas se expande ejerciendo una fuerza F, debido a la presión P que suponemos constante. El embolo recorre una cierta distancia a lo largo del cilindro y el gas aumenta su volumen.Como el gas se expande, realizando un trabajo contra la atmosfera, el signo del trabajo deberá ser negativo.

Definición: La energía es la capacidad de los cuerpos o sistemas para realizar trabajo.

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Equilibrio térmico: al estado en que dos cuerpos en contacto, o separados por una superficie conductora, igualan sus temperaturas inicialmente dispares, debido a la transferencia de calor de uno hacia el otro.

Si calentamos un ladrillo, no vemos que este ladrillo se mueva (cosa que representaría un aumento de energía cinética) ni que el ladrillo aumente su altura sobre el suelo (cosa que sería un aumento de energía potencial). Entonces, ¿dónde ha ido a parar la energía o el calor aportado? La respuesta está en la llamada energía interna de los cuerpos. Esta energía interna es la suma de todas las energías cinéticas (Ec) y energías potenciales (Ep) de sus partes componentes y es conocida como la energía interna del sistema (U), que corresponde a una función de estado.

Si un cuerpo absorbe calor, aumenta su energía interna y sus partículas se moverán más de prisa. En cambio, si pierde calor, disminuye su energía interna y el movimiento de sus partículas será más lento

El calor aumenta la energía interna de los cuerpos. Las moléculas de ese gas están más agitadas si la temperatura es mayor.

Debido a que los sistemas están formados por gran cantidad de átomos, iones o moléculas, es difícil poder medir la cantidad y variedad de movimientos e interacciones que poseen, ni la energía exacta del sistema. Por lo tanto, lo que sí se puede medir es los cambios de energía interna que acompañan los procesos físicos y químicos, definiéndola como la diferencia entre la energía interna del sistema al término del proceso y la que tenía al principio: ΔU = U final - U inicialLas unidades de la energía interna, así como otras cantidades termodinámicas, están compuestas por tres partes; un número, una unidad que da la magnitud del cambio y un signo que da la dirección. De esta manera queda de manifiesto que la energía que un sistema pierda deberá ser ganada por el entorno y viceversa:

En una reacción química, el estado inicial del sistema se refiere a los reactivos y el estado final, a los productos

Cuando el contenido de energía de los productos es menor que el de los reactivos, la energía interna para el proceso es negativo. Esto implica que la energía interna de los reactivos es mayor que la del producto:

La variación de la temperatura: Es el efecto más inmediato de los intercambios de calor entre los cuerpos.-El calor que recibe un cuerpo se considera con signo positivo. El cuerpo se calienta, o sea, aumenta su temperatura.-El calor que pierde un cuerpo se considera con signo negativo. El cuerpo se enfría, o sea, disminuye su temperatura.

No todos los cuerpos tienen la misma facilidad para aumentar o disminuir de temperatura cuando reciben o pierden calor. Esto depende del calor específico, que es una propiedad de cada cuerpo y mide su facilidad para calentarse o enfriarse.

Se define calor específico como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius).

La ecuación que relaciona la cantidad de calor, Q, con la masa de un cuerpo, m, y su calor específico, C y la variación de temperatura, ∆T =

Tf - Ti. es:

Se quieren calentar 85 litros de agua desde 20 °C hasta 65 °C. Calcula el calor que se necesitará suministrar:La densidad del agua es de 1 kg/L. Con ello, 85 L equivalen a 85 kg, y para hacer problemas de calor (termodinámica), se deben usar grados Kelvin que se hallan sumando a los grados Celsius la cantidad de 273, aunque al hallar una diferencia

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de temperaturas, la cantidad será igual en grados Celsius que en grados kelvin.T1 = 273 + 20 ºC = 293 K y T2 = 273 + 65 ºC = 338 K; T2-T1 = 338 K - 293 K = 45 KAplicando: Q = m • C • (T2-T1)Q = 85 kg • 4,18 J/kg.K •(65 °C - 20 °C) = 85 kg • 4,18 J/kg·K • 45 °C = 415 988,5 J, según el libro. No debe haber grados celsius (ºC).Q = 85 kg • 4,18 J/kg.K •(338 K - 293 K) = 85 kg • 4,18 J/kg·K • 45 K = 415 988,5 J, así debe hacerse.

Actividad 2: Resuelve los siguientes ejercicios planteados.1. Indica escribiendo el signo del trabajo realizado por un gas que se encuentra en un cilindro con pistón (el

que se puede mover) sí: a) el gas se comprime b) el gas se expande2. Proporciona un ejemplo de trabajo, energía y calor de la vida cotidiana.3. Consideremos la siguiente situación hipotética: “una tetra con agua de la llave”.

A. Cuál es el sistema y el límiteB. Explica cómo varía la energía interna del sistema si: a) calentamos el agua de la tetera

b) enfriamos el agua de la tetera4. Considera los siguiente sistemas : “una taza de café con agua caliente y un vaso con agua y hielo”

A. a) ¿qué sistema absorbe calor? b) ¿qué sistema libera calor?B. ¿Hasta cuándo fluirá calor entre los sistemas y el entorno?C. ¿con qué instrumento se puede medir la temperatura de ambos sistemas?

5. La energía cinética de una bola de billar es de 0,8 J en cierto instante. ¿cuál es la masa de la bola si viaja a una velocidad de 2 m/s?

6. ¿Cuál es la energía potencial de una pesa de 100 kg si se levanta a una altura de 1,9 m desde el suelo?7. ¿Qué cantidad de calor se necesita para calentar 200 g de aluminio (Al) desde 20 a 30 ºC. El calor

especifico del Al es 0,90 J/g ºC?8. ¿Cuánto calor hace falta para elevar la temperatura de 8,25 g de agua desde 24 a 90 ºC. El calor

específico para este intervalo de temperatura es de 5, 20 J/g ºC?9. ¿Cuál es el significado de las siguientes expresiones:

Expresión Mayor o menor que cero

Significado

W = + W > 0W = -q = +q = -ΔU= +ΔU= -

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http://www.educa.madrid.org/web/ies.alonsoquijano.alcala/carpeta5/carpetas/quienes/departamentos/ccnn/CCNN-1-2-ESO/2eso/2ESO-12-13/Bloque-III/T-3-Trabajo-Energia-Calor/T-3-Trabajo-Energia-Calor.html#11Fuente: https://concepto.de/equilibrio-termico/#ixzz6V9xWaDYz