FÍSICA SEMANA 14

Semana 14 SESIÓN 40	Maquinas térmicas.
contenido temático	Funcionamiento de una máquina térmica.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales:  ·         Conoce el principio de funcionamiento de las Maquinas térmicas Procedimentales: Construcción en equipo de una máquina térmica y presentación ante el grupo: Herón, Savery, bombas de presión de vapor y de succión, turbina de vapor, lanchita de vapor, rueda de ligas. Elaboración de acetatos y manejo del proyector. ·         Presentación en equipo Actitudinales: Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De laboratorio: -          Parrilla eléctrica sistema de calentamiento, matraz Erlenmeyer de 250 ml, tapón de hule horadado, tubo de desprendimiento, rehilete de pastico, termómetro. De proyección: -          Pizarrón, gis, borrador -          Proyector de acetatos De computo: -          PC, y proyector tipo cañón -          Programas:  Hoja de cálculo, procesador de palabras, presentador. Didáctico: -          Resumen escrito, en documento electrónico
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, plantea la pregunta siguiente:                                                                                                                                                                                                                                                                            ¿Cómo es posible aprovechar las propiedades del vapor de agua para crear un motor que no consumirá energía? Preguntas ¿Qué es una maquina térmica? ¿Cómo funciona una maquina térmica? ¿Qué es la eficiencia ideal de una maquina térmica? ¿Cómo se calcula la eficiencia real de las maquinas térmicas? ¿Cuáles son las variables que intervienen en las maquinas terminas? ¿Qué unidades se utilizan en las variables de las maquinas térmicas? Equipo 6 3 1 2 4 5 Respuesta Es un dispositivo cuyo objetivo es convertir calor en trabajo. Para ello utiliza una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire, gasolina) que realiza una serie de transformaciones térmodinamicas cíclicas, para que la máquina pueda funcionar de forma continúa. Las maquinas térmicas aprovechan una fuente de energía para realizar un trabajo mecánico, la energía transferida como calor a la maquina no puede, a su vez ser transferida íntegramente por esta, como trabajo. Una parte de la energía debe ser transferida como calor. Es la relación entre el trabajo mecánico producido y el calor suministrado. e=T/Q1=(Q1-Q2)/Q1=(T1-T2)/T1 Donde: (cal/joule) T= trabajo mecanico Q1= calor suministrado Q2= calor obtenido T1= trabajo de entrada T2= trabajo de salida e= eficencia (%) e=T/Q1=(Q1-Q2)/Q1= (T1-T2)/T1 T= trabajo mecánico (cal. Joule) Q1= Calor suministrado (cal. Joule) Q2=calor obtenido (cal. Joule) T1=Trabajo de entrada (cal. Joule) T2=Trabajo de salida (cal. Joule) e= eficiencia.(%) Joules (trabajo y energía) Temperatura °C Después discuten y sintetizan el contenido                                                             FASE DE DESARROLLO Colocar 100 ml de agua en el matraz erlenmeyer, y tapar con el tapón horadado colocar el tubo de vidrio de desprendimiento. Calentar el agua y medir la temperatura de salida del vapor, colocar en la salida del vapor de agua el rehilete y medir el número de revoluciones. Tabular y graficar los datos obtenidos, temperatura-vueltas. Equipo  Temperatura del vapor Giros por minuto del rehilete 1 80° Sin giros 2 70° Sin giros 3 80° Sin giros 4 80° C Sin giros 5 82° C Sin giros 6 64°C Sin giros Conclusiones: El Profesor solicita a los alumnos que  presenten resultados, empleando la técnica seleccionada. FASE DE CIERRE        Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una conclusión grupal de la importancia de las maquinas térmicas.                       Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en el Blog. Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs,   Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	El profesor revisara el Informe de la actividad depositado en el Blog personal.     Contenido: -           Resumen de la indagación bibliográfica. -          Informe de las actividades en el Aula-laboratorio.

Semana 14 SESIÓN 41	Esquema general de las maquinas térmicas
contenido temático	Esquema general de las maquinas térmicas.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales: ·         Conocerán  el esquema de las diferentes maquinas térmicas. Procedimentales: ·         Analiza la aplicación de transferencia de la energía por medio del calor y el trabajo ·         Explicación del funcionamiento del motor de combustión interna con el modelo existente en los laboratorios. Actitudinales ·          Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De proyección: -          Pizarrón, gis, borrador -          Proyector de acetatos De computo: -          PC, y proyector tipo cañón -          Programas:  Gmail, Googledocs. Didáctico: -          Resumen escrito, en documento electrónico
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, solicita a cada equipo: ¿Cuáles son los diferentes tipos de máquinas térmicas? Máquina de vapor Rotativas Motor Stirling Turbomáquinas Turbina Alternativas Compresor de émbolo Rotativas Compresor rotativo Turbomáquinas Turbocompresor Equipo 4 6 5 2 1 3 Respùesta e imagen El motor stirling usa como sustancia de trabajo el gas helio y como combustible o energía de accionamiento la radiación solar este motor es capaz de producir aproximadamente 1KW de energía Eléctrica. Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice. Consiste en un émbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El aire es comprimido por la continua reducción del volumen en un recinto hermético Los compresores rotativos pueden tener dos mecanismos de -acción, con paletas o de excéntrica, también llamados de rodillo. En los compresores de paletas y de rodillo, la compresión se produce por la disminución del volumen resultante entre la carcasa y el elemento rotativo, cuyo eje no coincide con el eje de la carcasa (ejes excéntricos). En estos compresores rotativos no son obligatorias válvulas de admisión, ya que como el gas entra de forma incesante en el compresor la pulsación de gas es mínima. máquina cuyo elemento principal es un rodete (rotor giratorio) a través del cual pasa un fluido de forma continua, cambiando éste su cantidad de movimiento por acción de la máquina. Se da así una transferencia de energía entre la máquina y el fluido a través del momento del rotor sea en sentido máquina-fluido (como en el caso de una bomba hidráulica) o fluido-máquina (como en el caso de una turbina) Un turbocompresor o también llamado turbo es un sistema desobrealimentación que usa una turbina centrífuga para accionar mediante un eje coaxial con ella, un compresor centrífugo para comprimir gases. Este tipo de sistemas se suele utilizar en motores de combustión internaalternativos, especialmente en los motores diésel. El Profesor solicita a los alumnos que  presenten resultados, empleando la técnica seleccionada. http://pelandintecno.blogspot.mx/2011/03/maquinas-de-vapor-de-newcomen-y-de.html FASE DE DESARROLLO Principio de la máquina de Thomas Savery Colocar 50 ml de agua en el matraz Erlenmeyer, tapar el matraz con el tapón, tubo de desprendimiento y manguera. Colocar el sistema anterior sobre el tripie y la manguera a un vaso de precipitados con 100 ml de agua. Calentar  el matraz hasta ebullición del agua (30 ml), esperar a que el matraz se enfrie y medir la cantidad de agua que regresa al matraz. Calcular la eficiencia del retorno de agua. Equipo Agua en el matraz ml Agua que regreso Eficiencia 1 50ml 75ml 60 2 50ml 75ml 60 3 50ml 75ml 60 4 40ml 85ml 80 5 50ml 75ml 60 6 50ml 85ml 60 Conclusiones: Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una misma conclusión consensada.                         Los alumnos comentaran como han repercutido en su vida cotidiana las maquinas térmicas. FASE DE CIERRE          Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una conclusión grupal relativa a las diferentes tipos de máquinas térmicas.                     Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista de MOODLE. Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar sus resultados en su Blog. Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs,   Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	El profesor revisara el Informe de la actividad depositado en el Blog personal.     Contenido: -           Resumen de la indagación bibliográfica. -          Informe de las actividades en el Aula-laboratorio.

Recapitulación 14

Resumen  del  martes y jueves

Lectura del  resumen por el equipo 5

Aclaración de dudas

Registro  de asistencia

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El día martes se hizo una práctica en la cual se la calculó la fuerza o potencia con la que era expulsado el vapor de agua con la ayuda de un rehilete. El día jueves se realizó otra práctica donde se calculó la eficiencia de las máquinas térmicas.	El día martes revisamos las indagaciones correspondientes de la semana. Después hicimos la práctica donde observamos y calculamos la fuerza y/o potencia con la que se expulsaba el vapor del agua con ayuda de un rehilete. El día jueves realizamos otra práctica con la que calculábamos la eficiencia que llegan a tener las máquinas térmicas, es decir, la aplicación de la energía calorífica, en el experimento de Savery.	El dia martes, después de revisar las indagaciones semanales, realizamos una practica donde se fabrico un reguilete para ver la presión del vapor, el cual no dio resultado debido a el tamaño y presión expulsada. El jueves dimos ejemplos sobre maquinas térmicas, para después realizar el experimento de Savery donde  con un matraz con agua y una manguera de ule, hicimos que el agua se transportara de un lugar a otro por medio de vapor :D	El día martes hicimos una práctica donde calculamos y observamos la fuerza del vapor que se expulsaba y comprobar si con esa fuerza podría hacer giros un rehilete. El día jueves hicimos una práctica en donde observamos la eficiencia que tienen las maquinas térmicas.	El día martes revisamos las indagaciones. Construimos un rehilete para calcular la potencia del vapor que era expulsado por un tubo de vidrio. El jueves pusimos ejemplos de máquinas térmicas e hicimos una práctica para calcular la eficiencia de las máquinas térmicas. Viernes: recapitulación J	El día martes hacía frío y revisamos las indagaciones y resolvimos la actividad correspondiente  en la computadora. En la práctica construimos un rehilete y en un matraz Erlenmeyer pusimos agua a calentar y lo tapamos con un tubo de desprendimiento con manguera de hule, para ver como la fuerza del vapor movía el rehilete. El jueves llenamos un matraz con agua y también un vaso de precipitado,  éste, tapado con un tubo de desprendimiento con manguera de hule, la otra parte de la manguera la pusimos en el vaso de precipitado y al calentarse al empezar a hervir el agua del matraz, el agua del matraz pasaba al vaso de precipitado y cuando se enfrió el agua del vaso pasó al matraz. ;D  </tres.