Unidad Didactica

UNIDAD DIDACTICA

¿Cuales son las ideas previas sobre calor y temperatura de los estudiantes?

• Valoración de la temperatura según el tacto; caliente o frío.

• El concepto de calor y el de temperatura son indistinguibles entre sí.

• Noción de equilibrio térmico: Dos cuerpos que están en contacto, después de un tiempo llegan a la misma temperatura, por ejemplo los alumnos saben que los cuerpos que se encuentran en una habitación, tienen la temperatura de la habitación.

¿Qué es lo que aprenderán en esta unidad de nuevo?

• El tacto es útil para saber la diferencia de temperatura de los objetos respecto de nuestro cuerpo.

• Debido a la diferencia de temperatura entre dos cuerpos se produce una transferencia de calor de uno hacia otro.

• Diferenciación entre calor y temperatura.

• Expresión matemática para el calor transferido de un cuerpo o sustancia a otra.

Q =c x m x Δt.

Contenidos conceptuales:

• Lo que sentimos al tocar un objeto es una estimación de la diferencia de temperatura de este respecto de la mano.

• Dirección en que se transmite el calor de un cuerpo a otro: cuando a dos cuerpos que están a distinta temperatura se los pone en contacto, se produce una transferencia de calor del cuerpo de mayor al de menor temperatura

• Diferenciación entre calor y temperatura

• El calor que cede o recibe un cuerpo o sustancia es proporcional a:

- Salto térmico del cuerpo o sustancia.

- La masa del cuerpo o sustancia.

- Al calor específico del cuerpo o sustancia.

Contenidos procedimentales:

• Diseño y realización de una experiencia vinculada con el calor; creación de la experiencia, indagación en cuanto a los materiales necesarios para la experiencia y en cuanto a que mediciones deben realizarse.

• Utilización de elementos de medición; termómetro y cronómetro. Medición de magnitudes condicionadas por la graduación de la escala de estos elementos.

Contenidos actitudinales:

• Los alumnos deben poder llegar a un acuerdo en la discusión de ideas en un grupo, y en cuanto a criterios para evaluar sus propios trabajos.

• Los alumnos deben organizarse en el grupo de manera de poder llevar a cabo de forma organizada y eficiente las actividades.

• Los alumnos deben ser respetuosos con las propuestas de sus compañeros.

• Los alumnos deben tener una actitud ante el conocimiento que se acerque a una actitud científica.

Actividad de iniciación

Actividad I (evaluación inicial):

a) ¿Cómo puede uno estimar la temperatura de un objeto o de una sustancia? ¿Por qué?

Respuesta: Tocándolo. Así nos damos cuenta de que algo está frío o caliente. Porque si acerco la mano me quemo o lo siento muy frío.

Comentario para el profesor: A partir de esta actividad pretendemos sacar a flote las ideas previas de los alumnos. Aquí se explicita que tienen una noción de la temperatura vinculada a los sentidos, particularmente al tacto. Esta es su representación de temperatura. A partir de esta respuesta, donde aparece la idea previa, construiremos actividades para acercar sus concepciones a las desarrolladas por la ciencia. Esta actividad se trabaja en dos etapas: La primera se desarrolla en forma individual, para que aparezca la idea previa de cada estudiante, y en un segundo momento se realiza una puesta en común con lo que aporta cada alumno, atendiendo con esto a las distintas concepciones.

En esta actividad se trabajan contenidos conceptuales ya que los estudiantes expresan sus nociones a cerca de aspectos relacionados a la medición de la temperatura.

Actividades para promover la evolución del modelo inicial

Actividad II:

Reúnanse en grupos de cuatro personas para realizar la siguiente actividad

Para esta actividad serán necesarios dos voluntarios para realizar el experimento, mientras que los otros dos estudiantes serán encargados de llevar el registro de todo lo trabajado (Información obtenida, discusión y conclusiones).

Cada grupo tiene tres recipientes; una con agua caliente, otra con agua a temperatura ambiente, y una tercera que tiene una mezcla de agua con hielo.

Ahora bien, uno de los estudiantes sumerja la mano derecha en el recipiente que posee agua con hielo, mientras su compañero hace lo mismo pero en el recipiente que posee agua caliente, y dejen su mano sumergida en agua durante un tiempo mayor a un minuto. A continuación, ambos coloquen la mano derecha en el recipiente que contiene agua a temperatura ambiente. Ahora respondan:

¿Qué sensación le da a cada uno tocar este mismo recipiente con agua a temperatura ambiente? ¿Caliente, frío, templado? ¿Qué piensa a cerca de lo que dice su compañero?

Respuesta: Uno de nosotros (el estudiante que tocó primeramente el recipiente con agua fría) sintió que el agua a temperatura ambiente está tibia. El otro (el que tocó al principio el recipiente con agua caliente) sintió que el agua a temperatura ambiente está fría. Creemos que alguno de los dos está equivocado pero no sabemos quién, por lo que no podemos llegar a un acuerdo respecto a la temperatura del agua.

Comentario para el profesor: El objetivo de esta actividad es que lo estudiantes pongan en duda la concepción de que al tocar algún objeto o sustancia lo que miden es la temperatura. En la actividad se genera un conflicto entre lo que dice cada uno de los alumnos al no poder llegar a un acuerdo sobre si el agua de la canilla está fría o caliente o templada. El profesor intervendrá guiando la discusión con preguntas al grupo;

Profesor: ¿Ustedes piensan que con la mano midieron la temperatura del agua?

Alumnos; No, porque el agua tiene solo una temperatura, y nosotros tuvimos dos sensaciones distintas.

Profesor: ¿por qué piensan que tuvieron dos sensaciones distintas?

Alumnos: Porque uno tocó agua muy fría, se le enfrió la mano. Después con la mano muy fría tocó el agua que está a temperatura ambiente (que está mas caliente que la mano) y por lo tanto la sintió caliente al agua. En cambio el otro primero tocó agua caliente y se le calentó la mano. Con la mano caliente tocó el agua a temperatura ambiente (que está mas fría que la mano) y la sintió fría.

Profesor: Entonces ¿Qué creen que sintieron ustedes?

Alumnos: Medimos la diferencia de temperatura entre la mano y el agua a temperatura ambiente

Profesor: entonces el tacto nos sirve no para medir

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