<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Search><pages Count="32"><page Index="1"><![CDATA[3



                                                                                                                            BG

                          Comunicacional                                         Socioemocional
                                                                                                                                                                                                                                         3      GB
                                             Digital                 Matemática












                                                    COMPETENCIAS





                                                     INSERCIONES
                                                    CURRICULARES                                                                                                                                                                                 Física




                                                                                                                            Física








                                          Educación                    Cívica, Ética
                                        Socioemocional                 e Integridad

                            Desarrollo                 Seguridad Vial                Educación
                            Sostenible                  y Movilidad                  Financiera
                                                         Sostenible

























                   Contacto: 098 747 9990
               Correo: distribuidora_ra@hotmail.com
                Guayaquil: CC Albán Borja, Local 88]]></page><page Index="2"><![CDATA[UNIDAD
                       TEMÁTICA
                         4                Termodinámica






                      Literalmente significa “estudio del movimiento del calor”. Este campo de la física trata de un fenómeno
                      que sentimos todos en la piel, que sufrimos o que disfrutamos dependiendo del nivel de algo que lla-
                      mamos “temperatura”. Pero, ¿qué son realmente estos conceptos?, ¿qué hemos descubierto sobre ellos,
                      como para haber sido capaces de construir un mundo confortablemente temperado, a nuestra medi-
                      da, movido por motores que aprovechan esa energía? Eso es lo que estudiarás en esta unidad.































































                 ©Shutterstock



               74
               74    Física
               74
                         a
                     Físic
                     3.º BG
                     3.º BG
                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   74                                                                               28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   74]]></page><page Index="3"><![CDATA[Manipular la temperatura con solo pulsar un botón habría
                                                                         parecido magia antes del desarrollo de la termodinámica.





                                                                         Observa y recuerda


                                                                         •  ¿Cuando enfriamos una habitación, necesaria-
                                                                            mente tenemos que calentar otra cosa?
                                                                         •  ¿El principio de conservación de la energía aplica
                                                                            en los procesos termodinámicos?

                                                                         ¿Qué aprenderemos?






                                                                                        Transferencia de calor


                                                                                         Calor y temperatura




                                                                                            Calorimetría

                         Educación
                         financiera
                    Física y profesiones                             ©Shutterstock

                    Ingeniería mecánica
                                                                                          Termodinámica
                    Este profesional se encarga de diseñar, analizar, fa-
                    bricar y mantener sistemas y dispositivos que involu-
                    cran movimiento, fuerza y energía. Su campo de
                    acción es amplio y abarca desde la industria auto-
                    motriz, aeroespacial y manufacturera, hasta la robó-     Primera ley de la         Segunda ley de la
                    tica, la biomecánica y la generación de energía.         termodinámica              termodinámica
                    Para ello, utiliza herramientas matemáticas, físicas y
                    computacionales que diseñan máquinas, resuelven
                    problemas técnicos y optimizan procesos (como los                        Máquinas
                    relacionados con la transferencia de calor, tanto para                   térmicas
                    obtener energía como para mejorar las condiciones
                    de vida y confort).
                                                                                           Ciclo de Carnot
                    Universidades que ofertan la carrera: Escuela Politécni-
                    ca Nacional, ESPE, Universidad Politécnica Salesiana,
                    USFQ, Universidad Técnica de Ambato, Escuela Politécnica
                    del Litoral, entre otras.

                    Más información en:

                    lynk.ec/13fsc16

                                                                                                                   75
                                                                                                           Físic a  75
                                                                                                           Física
                                                                                                           3.º BG
                                                                                                           3.º BG


                                                                                                                     28/7/25   10:14
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   75
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   75                                                                               28/7/25   10:14]]></page><page Index="4"><![CDATA[1                      Calorimetría







               DUA. Representación

                                         De manera empírica, ya conoces acerca de la medición de la temperatura de un
                    Saberes previos
                                         cuerpo. Ahora estudiaremos la cantidad de calor. Si bien estos dos conceptos están
                 En un partido de fútbol   relacionados, no son lo mismo. Mientras la temperatura mide un nivel promedio de
                que se juega en la noche,   la energía cinética interna de un cuerpo, el calor es la energía cinética interna total. El
                hay varios jugadores que   calor se mide como toda energía en joules o julios, pero habitualmente se utiliza la
                   visten camisetas con   caloría (cal) como unidad.
                  manga corta. ¿Por qué
                      manga corta y no    La caloría es la cantidad de calor aplicada a un gramo de agua para elevar su tempe-
                    manga larga, pese al    ratura en 1 °C.
                       frío de la noche?
                                         Si ponemos café caliente en una taza fría, al poco tiempo la taza se calentará y el café
                                         se enfriará hasta llegar al equilibrio térmico. Esto se debe a la transferencia de ener-
                                         gía que existe entre ambos, pasando del más caliente al más frío. Esta transferencia
                       Comunicacional    de energía es la que se conoce como calor.

                 La caloría es una unidad
               de calor y, por lo tanto, de
                    energía. En algunas
                   etiquetas de diversos
                productos, en la industria
                    alimenticia se utiliza
                todavía una unidad, cada
                  vez en menos uso, que
                 corresponde a la Caloría
                  (Cal) con C mayúscula
                  que equivale a kcal, es
                        decir, 1 000 cal.
                 ¿Qué relación existe entre
                       los alimentos que
                 consumimos y la energía
                      que necesitamos?


                                        ©Shutterstock




                                         En una taza de café, el café calienta la taza, transmitiéndole calor.
                        Digital          Con el ejemplo de la taza de café, podemos inferir que la cantidad de calor (Q) que
                                         se requiere para calentar la taza de masa m, de una temperatura T  a una T , es pro-
                                                                                                   1
                                                                                                           2
                      Observa el video:  porcional a la variación de temperatura ΔT. Si fuera necesario calentar dos tazas de
                        lynk.ec/13fsc17  café de distintas masas, la que tenga más masa requerirá mayor cantidad de calor
                                         para calentarla a igual temperatura. En conclusión, la cantidad de calor es directa-
                                         mente proporcional a la masa del material. Se puede expresar esta relación de la si-
                                         guiente manera:
                                                                        Q = mc T ,

                    En la clase, obtengan   donde c es el calor específico del material. Despejando se obtiene:
                      conclusiones sobre                                       Q
                          lo observado.                                   c =
                                                                             m T



               76    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   76                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   76]]></page><page Index="5"><![CDATA[DUA. Representación

                  Supongamos que tenemos un vaso de agua con hielo a 0°. Si agregamos calor al
                  hielo a 0 °C y a una presión atmosférica constante, la temperatura del hielo no au-
                  menta. Sin embargo, el hielo cambia de estado o de fase: pasa de sólido a líquido.   Ejercicio propuesto
                                                                                                     y resuelto

                                                                                                 ¿Qué cantidad de calor
                                                                                                 se necesita para derretir
                                                                                                 10 g de hielo inicialmente
                                                                                                 a –5 ºC?
                                                                                                 El hielo para derretirse,
                                                                                                 primero tiene que pasar
                                                                                                 de –5 ºC a 0 ºC (Q –5 ºC → 0 ºC )
                                                                                                 y luego fundirse (Q ), por
                                                                                                                ƒ
                                                                                                 lo tanto el calor total será
                                                                                                 la suma de los dos
                                                                                                 cantidades de calor:
                                                                                                 Q  = Q      + Q
                                                                                                  t   –5 ºC → 0 ºC  ƒ
                                                                                                 Q  = mc∆t + mL
                                                                                                  t           ƒ
                                                                                                 Q  = 0,01 kg • 2 100 J/kg.K
                                                                                                  t
                  ©Shutterstock                                                                      10  J / kg
                                                                                                     (5K) +0,01 kg • 334 x
                                                                                                       3
                                                                                                 Q  = 3 445 J
                                                                                                  t
                  Se observa cómo, al agregar calor, el hielo cambia de fase sólida a fase líquida, con una presión
                  atmosférica normal.

                  Este efecto de agregar calor tiene como objetivo cambiar de fase sólida a fase líqui-
                  da, mas no elevar la temperatura del hielo. Se conoce como calor latente de fusión
                  (Lf) al calor necesario para pasar de estado sólido a líquido. Esto se expresa de la
                  siguiente manera:


                                                         Q                                               Calor  específico (c)  Calor latente   de fusión   (Lf)  Punto  de fusión
                                                   L = ±
                                                    f
                                                         m
                                                                                                Sustancia  (J /   (J / kg)   ºC
                                                                                                        kg
                  Nota que el signo puede ser más (+) o menos (–), pues dependiendo del proceso se      K)
                  requiere aumentar o disminuir calor. En el ejemplo anterior, se aumenta el calor para   Aluminio   900 397 × 10 660
                                                                                                                3
                  cambiar de estado sólido a estado líquido, por lo que la cantidad de calor lleva signo   Berilio  1825 1357 x 10 1287
                                                                                                                 3
                  positivo; es decir, entra calor. Inversamente, para congelar el agua, la cantidad de ca-  Cobre   385 205 × 10 3  1085
                  lor debe ser negativa; es decir, sale calor.                                 Etanol   2440 104,2 × 10 –114
                                                                                                                 3
                  Cuando se le aumenta calor a un cuerpo, sin cambiar de estado, la temperatura del   Etilenglicol  2385 181 x 10 –13
                                                                                                                 3
                  cuerpo aumenta. Se lo conoce como calor sensible al calor que genera un aumento   Hielo
                  de temperatura.                                                              (cerca de   2090 334 × 10 0
                                                                                                                 3
                                                                                               0 °C)
                  El calor puede ser transferido de tres formas: conducción, convección y radiación.   Hierro  450 247 × 10 1538
                                                                                                                 3
                  Si colocamos el extremo de una varilla al fuego y sujetamos el otro extremo con la   Plomo  130 24,5 × 10 327
                                                                                                                 3
                  mano, después de un corto tiempo, el extremo en nuestra mano se empezará a ca-  Mármol   880
                  lentar mediante conducción, a pesar de que este no se encuentra en contacto direc-  (CaCO )
                                                                                                   3
                                                                                                                 3
                  to con la llama.                                                             Mercurio   140 11,4 × 10 –39
                                                                                               Sal (NaCl)   880 520 x 10 801
                                                                                                                 3
                  La convección es la transferencia de calor debido al movimiento de una masa de aire
                                                                                                                 3
                  caliente; por ejemplo cuando ponemos las manos cerca al fuego para calentarlas. La   Plata  235 88,3 × 10 962
                  radiación, en cambio, se debe a una generación térmica. El ejemplo más común es   Agua   4186   0
                                                                                               (líquida)
                  poner una placa de metal bajo el sol por mucho tiempo y, debido a los rayos ultra-
                  violeta, el cuerpo se calienta.                                              Tabla 1
                                                                                                           Física  77
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   77
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   77                                                                               28/7/25   10:15]]></page><page Index="6"><![CDATA[DUA
               Evaluación formativa                                                          Acción y expresión





                                           Indaguemos
                                         1.  Indaga. ¿Cómo se genera el calor en un horno de microondas?
                  Claves para indagar       ______________________________________________________________________________

                                            ______________________________________________________________________________
                     En Internet existen
                    diversos motores de     ______________________________________________________________________________
                búsqueda. El 90 % de los
                   usuarios solo utilizan   2.  Justifica. ¿Es correcto decir que si un cuerpo tiene alta temperatura, esto significa
               Google, cuando hay otros     que el cuerpo contiene más calor?
               especializados en ciencias.
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________
                                         3.  Se quiere transferir calor de la base de un cuerpo a su superficie. ¿Cuánta
                                            cantidad de calor se necesita si la superficie va aumentando de 2 en 2 unidades
                                            de longitud al cuadrado?
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________

                                         4.  En el momento de sacar una lasaña del horno, tanto la corteza como el relleno
                                            se encuentran a la misma temperatura. Si cortamos un pedazo y lo comemos, el
                                            relleno quema, pero la corteza no. ¿A qué se debe esta diferencia?
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________
             ©Shutterstock               5.  Resuelve. Una persona toma su café en una taza de cerámica. La taza tiene una
                                            masa de 0,150 kg y se encuentra, inicialmente, a 28 °C cuando en ella se vierten
                                            0,281 kg de café con una temperatura de 67 °C. ¿A qué temperatura alcanzarán el
                                            equilibrio térmico la taza y el café?
                                            (c  = 1 cal/g °C; c cerámica  = 880 J/kg °C)
                                              café
                                            Si debes elegir entre uno de los tipos de café según su preparación, ¿por cuál te
                                            decidirías como el perfecto para ti?
                                            ______________________________________________________________________________





                                         6.  ¿Qué cantidad de calor ganarán 500 g de aceite, al pasar de 25 °C a 73 °C?




                                         7.  ¿Cuánto calor se requiere para convertir 7 g de hielo a –16 °C en vapor a 100 °C?
                                             (El calor necesario para transformar el agua líquida en vapor se calcula de manera
                                             idéntica al calor necesario para fundir el hielo; pero usando el llamado "calor
                                             latente de vaporización", Lv = 540 cal / g).






               78    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   78                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   78]]></page><page Index="7"><![CDATA[8.  Se calienta una muestra de agua de 466 g de 8,50 °C a 74,60 °C.  Calcula la
                      cantidad de calor absorbido por el agua. Expresa tu respuesta en joules.








                  9.  ¿Qué cantidad de calor absorbe una masa de 50 g de acero que pasa de 50 °C
                      hasta 140 °C?









                  10. ¿Cuál es la variación de temperatura que sufre una masa de 200 g de aluminio
                      que absorbe 1 000 cal?








                  11. ¿Qué cantidad de calor específico se debe utilizar para que 200 g de una sustancia
                      pasen de 54,3 °C hasta 67,3 °C, si se utilizan 458 cal de energía?








                  12. Se calienta una muestra de agua de 466 g de 8,50 °C a 74,60 °C.  Calcula la
                      cantidad de calor absorbido por el agua. Expresa tu respuesta en calorías.








                    Actividad cooperativa

                  13. Resuelvan en parejas.
                      Un recipiente de masa despreciable contiene 250 g de hielo a –20 °C. Se dota de   Necesidades educativas
                      calor al recipiente, a una tasa constante de 650 J/min, durante 300 min.
                                                                                                 La discapacidad no debe
                      Determinen:                                                                asustarnos. Muy por el
                                                                                                 contrario, puede ser una
                      a)   ¿a qué tiempo transcurrido empieza a diluirse el hielo?
                                                                                                 herramienta positiva, al
                         __________________________________________________________________________  enseñarnos a valorar la
                                                                                                 diversidad humana.
                         __________________________________________________________________________
                      b)  ¿después de cuánto tiempo la temperatura empieza a subir por encima de
                         los 0 °C?
                         __________________________________________________________________________
                         __________________________________________________________________________



                                                                                                           Física  79
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   79                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   79]]></page><page Index="8"><![CDATA[2                      Primera ley de la termodinámica







               DUA. Representación

                                         Al encender un vehículo, se genera calor debido a la combustión que existe interna-
                    Saberes previos
                                         mente en el motor. El gas producido por la evaporación de la gasolina empuja los
                     ¿En qué consiste la   pistones de los cilindros, así se obtiene un trabajo mecánico que es lo que impulsa
                     conservación de la   al vehículo. Este es un ejemplo claro de un proceso termodinámico.
                             energía?



                    Recuerda qué...

                   La primera ley de la
                       termodinámica
                    establece que en un
                sistema en el que no hay
                     intercambio con el
                 entorno, la variación de
                   energía interna ΔU es
                 igual a la variación entre
                  la cantidad de calor Q
                   y el trabajo realizado                                                                ©Shutterstock
                         en el entorno.


                                                    Pistones del motor V8 trabajando por combustión interna.
                       Comunicacional
                                         Este vapor de gas ejerce una presión en el pistón, de manera que el gas, cuando au-
                 pistón o émbolo. Pieza   menta la temperatura, se expande y empuja las paredes del pistón, produciendo
                del cilindro de un motor   presión, que se mide en pascales [Pa] que equivale a 1 N/m  y, de ahí, un trabajo.
                                                                                             2
                    que se mueve hacia
                    arriba y hacia abajo,   Sabemos que la presión es:
                 recibiendo un impulso.
                                                                               F
                                                                           P =
                                                                              A
                        Socioemocional   y que el trabajo es igual a T = Fd. Despejando F de la formula anterior, se obtiene:


                       Cada persona es                                    T = PAd.
               poseedora de una energía
                interna que, cuando está
                bien canalizada, le lleva a   Si el pistón se mueve una distancia diferencial dx, el trabajo dT producido entre un
                   hacer grandes cosas.   cambio de volumen V  a V  será:
                                                            1
                                                                2
                                                                         T = p ΔV.w

                                         Para comprender mejor el concepto de termodinámica, es importante entender qué
                                         es la energía interna. Se podría decir que la energía interna (U) es la suma de la ener-
              ©Shutterstock              gía cinética y potencial de todas las partículas que corresponden a un sistema. Si se
                                         agrega cantidad de calor Q a un sistema, sin que genere trabajo, la energía interna
                                         aumentará en el valor de Q (ΔU = Q). Si genera trabajo, debido a una expansión libre
                  ¿Qué cosas importantes   sin aumentar calor, la energía interna disminuirá (T = –ΔU). Si existe trabajo y canti-
                    has hecho en tu vida,   dad de calor, el cambio de energía interna será:
                       impulsado por tu
                        energía interna?                                 ΔU = Q – T.



               80    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   80                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   80]]></page><page Index="9"><![CDATA[DUA. Representación

                  Esta ecuación es la primera ley de la termodinámica, donde ΔU, Q y T pueden ser po-
                  sitivos, negativos o iguales a cero. El trabajo es (+) cuando se lo realiza desde el siste-  Recuerda qué...
                  ma y es (–) cuando el exterior lo realiza. el calor Q es (+) cuando entra al sistema y Q   La primera ley de la
                  es (–) cuando sale. Esta es la ley de la conservación de la energía.           termodinámica, o
                  A continuación, se mencionan algunos procesos termodinámicos. Los casos más ge-  principio de conservación
                                                                                                 de la energía, dice que la
                  nerales son:                                                                   energía no se crea ni se
                  El proceso cíclico es aquel que regresa a su estado inicial. Es decir, el estado inicial es   destruye, solo se
                  igual que el final, por lo que no existe un cambio de energía interna: (U  = U ) y, por lo   transforma de una forma
                                                                                                 a otra. Así, la energía total
                                                                                   2
                                                                               1
                  tanto, T = Q. No existe variación de energía interna, pero sí existe trabajo. En el caso   de un sistema aislado se
                  de una carrera olímpica de 400 m planos, vemos que el punto de partida es igual   conserva, aunque puede
                  que el punto de llegada, pero para recorrer toda esa distancia, el atleta tiene que rea-  cambiar de forma.
                  lizar trabajo e internamente debe dotar de calor a sus músculos. Este calor se trans-
                  mite al exterior. Así, hablamos de un proceso cíclico cuando volvemos a tener la   Ejercicio propuesto
                  misma energía sin transmisión de calor.                                            y resuelto


                                                                                                 En un proceso isobárico,
                                                                                                 el calor que ingresa es de
                                                                                                 700 J y el trabajo realizado
                                                                                                 consume 550 J.
                                                                                                 ¿Cuál es el cambio de
                                                                                                 energía interna y de la
                                                                                                 presión generada?, si la
                                                                                                 variación de volumen es
                                                                                                 de 1 000 cm 3
                                                                                                 ∆U = Q – T
                                                                                                 ∆U = 700 J – 550 J
                                                                                                 ∆U = 150 J
                                                                                                 T = p∆V
                                                                                                                3
                                                                                                 550 J = p · (0,001 m )
                                                                                                     550 J
                  ©Shutterstock                                                                  p =                  = 550 000 Pa
                                                                                                    0,001 m
                                                                                                          3

                  Nota que la pista es un circuito cerrado, es decir, tiene el mismo punto de partida y de llegada.
                                                                                                       Socioemocional
                  El  sistema aislado  se da cuando no existe intercambio de trabajo o calor:
                  (T = Q = ΔU = 0).                                                              La termodinámica se
                                                                                                 aplica en una variedad
                  El proceso adiabático es aquel en el que no existe entrada ni salida de calor: (Q = 0),   de ámbitos de la ciencia
                  por lo tanto, ΔU = -T.                                                         y de la ingeniería, como:
                                                                                                 motores, reacciones
                  El proceso isocórico existe cuando el volumen es constante y como resultado el   químicas, transporte,
                  trabajo es 0 (ΔU = Q).                                                         celular, etc.
                  El proceso isobárico, por el contrario, existe cuando la presión es constante. En este
                  caso, tanto T, Q y ΔU no son nulos. El trabajo se calcula con la siguiente fórmula:
                  T = p ΔV.
                  Un ejemplo de esto es el trabajo realizado por los pistones de un motor de combus-
                  tión interna. La presión generada por la explosión al combustionar la gasolina                      ©Shutterstock
                  aumenta el volumen, lo que hace que se mueva el pistón y, por lo tanto, se produce
                  un trabajo.
                                                                                                 ¿Qué tan importante es la
                  El proceso isotérmico se produce a temperatura constante. ( Q = T )            ciencia para tu vida?


                                                                                                           Física  81
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   81                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   81]]></page><page Index="10"><![CDATA[DUA
               Evaluación formativa                                                          Acción y expresión





                                           Indaguemos
                  Claves para indagar
                                         1.  Indaga sobre las principales máquinas térmicas y su relación con la primera ley
               Para realizar una consulta,   de la termodinámica.
                     es necesario que la
                      fuente sea de una     ______________________________________________________________________________
                   autoridad en el tema.    ______________________________________________________________________________
                 Muchos blogs y algunas     ______________________________________________________________________________
                  bibliotecas virtuales de
                     libre edición, como
                   Wikipedia, si bien son   2.  ¿De qué depende la energía interna de un gas? Explica.
                 muy extensas y pueden      ______________________________________________________________________________
                   brindar facilidad para
                una consulta, no siempre    ______________________________________________________________________________
                    poseen información
                        del todo fiable.  3.  Un gas presenta una expansión adiabática. ¿Puede este gas realizar un trabajo
                                            externo? Explica.
                                            ______________________________________________________________________________

                                         4.  Un motor realiza 641 J de trabajo. Después de 2 horas, la energía interna disminuye
                                            a 453 J. ¿Cuál es la variación de calor del sistema?







                                         5.  Se tienen 10 g de agua en un recipiente a presión constante de 73,2 kPa.
                                            El volumen inicial es de 65 cm . El volumen de agua evaporada es de 6 384 cm .
                                                                       3
                                                                                                                  3
                                            Determina el cambio de energía interna y el trabajo aplicado.








                                         6.  Una atleta come un pastel que contiene 1 685 calorías. Después de comérselo, se
                                            arrepiente de ello y empieza a subir y bajar gradas de forma paulatina para quemar
                                            todas las calorías consumidas. ¿Hasta qué altura debe subir si ella pesa 60 kg?
                                            Si fueras un atleta y conoces que tienes restricciones en cuanto al consumo de
                                            dulces, pero te gustan mucho, ¿qué decisión tomarías?

               ©Shutterstock




                                         7.  ¿Cuál es el incremento en la energía interna de un sistema si se le suministran 700
                                            calorías de calor y se le aplica un trabajo de 900 J?








               82    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   82
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   82                                                                               28/7/25   10:15]]></page><page Index="11"><![CDATA[8.  ¿Cuál será la variación de la energía interna en un sistema que recibe 480 calorías y se
                      le aplica un trabajo de 1 090 J?






                  9.  Determina la variación de energía interna que experimenta un gas que
                      inicialmente cuenta con un volumen de 10 L a 1 atm de presión, cuya temperatura
                      pasa de 34 ºC a 60 ºC en un proceso a volumen constante, sabiendo que su calor
                      específico viene dado por c  = 2.5·R, con R = 8,31 J/mol·K.
                                              v




                  10. ¿Qué calor se intercambia en un proceso cuando se realiza un trabajo de 850
                      J, si la diferencia de energía interna entre sus estados inicial y final es de 3 kJ?
                      Suponiendo que el trabajo lo realiza un gas a una presión de 2 atm, ¿qué variación
                      de volumen tiene lugar en el proceso?






                  11. Un sistema realiza un proceso isocórico en el que ∆U = 3 kJ. ¿Ha absorbido calor                   ©Shutterstock
                      el sistema o lo ha cedido? ¿Cuánto?





                  12. Se sitúan 15 L de gas ideal en un recipiente a 27 ºC. El recipiente cuenta con un
                      pistón móvil libre de rozamiento. La presión en el exterior se mantiene constante
                      a 750 mmHg. Si se eleva la temperatura a 190 ºC, determina:
                      a)   el trabajo realizado en el proceso.
                         __________________________________________________________________________
                      b)   la variación de energía interna que tiene lugar.
                         __________________________________________________________________________
                      c)   el calor transferido durante el mismo.
                         __________________________________________________________________________

                  13. A un gas encerrado en un cilindro hermético, se le suministran 40 calorías.
                      ¿Cuál es la variación de su energía interna?


                                                                                               Necesidades educativas

                                                                                                 Los estudios de la
                    Actividad cooperativa                                                        discapacidad sostienen
                                                                                                 que esta se ha convertido
                  14. En dúos resuelvan el problema.                                             en un problema no por
                      Al rebotar una pelota algo desinflada, su volumen disminuye 2/6. Dentro del   las diferencias físicas o
                      balón, se generan 641 J sobre el aire. Asumiendo que el aire es un gas ideal, ¿cuál   mentales que puedan
                      es el cambio de energía dentro de la pelota?, ¿qué ocurre con la temperatura   darse, sino por los
                                                                                                 prejuicios sociales
                      dentro de la pelota?                                                       alrededor del tema.



                                                                                                           Física  83
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   83                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   83]]></page><page Index="12"><![CDATA[3                      Segunda ley de la termodinámica







               DUA. Representación

                                         De la primera ley de la termodinámica podemos concluir que la energía no se puede
                    Saberes previos
                                         crear ni destruir. Ahora estudiaremos la disponibilidad de la energía que puede ser
                  Al tener la mano fría, y   usada.
                    después ponerla en
                      contacto con una
                     superficie caliente,
               ¿qué es lo que ocurre con
                   tu mano después de
                        cierto tiempo?

















                                                                                                                    ©Shutterstock
                       Comunicacional
                 La palabra ley viene del
                  latín lex, que designa a
                una norma, un principio,   Pelota de tenis rebotando.
                  una regla; en este caso
                    de carácter cintífico.
                                         Para entender mejor la segunda ley de la termodinámica, tomemos como ejemplo
                                         una pelota de tenis. Si dejamos caer la pelota de tenis desde una altura h, después
                                         de una serie de rebotes, la pelota quedará finalmente en reposo, pues no es posible
                                         que la pelota rebote indefinidamente. Peor aún sería posible el proceso opuesto:
                                         que la pelota adquiriera la energía suficiente para que empezara a rebotar por cuen-
                                         ta propia. Este proceso sucede solo de una forma y no de la opuesta. A este caso se
               Figura 4.1. La transferencia de   lo conoce como irreversible.
               calor siempre se realiza de una
               fuente de mayor temperatura   La segunda ley de la termodinámica enuncia que una máquina térmica nunca
               a una de menor temperatura.
                                         podrá ser 100 % eficiente.

                             TRANSFERENCIA DE CALOR                       Varios inventores buscaron crear máquinas cí-
                                                                          clicas, es decir, máquinas que tomaban una
                                                                          fuente de energía inagotable, como el Sol, y
                                                                          con el calor brindado por este, querían hacer-
                                                                          las funcionar. En caso de que esto hubiera sido
                                                                          posible, se habría podido brindar energía gra-
                                                                          tis a todo el mundo debido al aprovechamien-
                                                                          to que se tendría de los rayos solares, que son
                                                                          un recurso natural. Con estas experiencias, lle-
                                                                          garon a la conclusión de que las máquinas no
               ©Shutterstock                                              pueden trabajar con una sola fuente térmica
                                                                          (la de mayor temperatura).




               84    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   84
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   84                                                                               28/7/25   10:15]]></page><page Index="13"><![CDATA[DUA. Representación

                  Tomando como ejemplo un foco, el primer enunciado propuesto por Rudolf Clausius
                  sostiene que el calor de un foco caliente transfiere calor a un foco frío, pero que este
                  proceso no ocurre en el otro sentido, es decir, de un foco frío a uno caliente.
                                                                                                   Recuerda qué...

                                                                                                 La segunda ley de la
                                                                                                 termodinámica dice que
                                                                                                 el calor no fluye
                                                                                                 espontáneamente de un
                                                                                                 cuerpo frío a uno caliente,
                                                                                                 y que, en cualquier
                                                                                                 proceso termodinámico,
                                                                                                 la entropía (o grado de
                                                                                                 desorden) del universo o
                                                                                                 de un sistema aislado,
                                                                                                 aumenta, permanece
                                                                                                 constante, pero no
                    ©Shutterstock                                    El foco caliente de la      disminuye.
                                                                     izquierda transfiere calor al
                                                                                                 Esto implica que los
                                                                     frío de la derecha.
                                                                                                 fenómenos físicos son
                                                                                                 irreversibles, que no se
                                                                                                 puede inventar una
                  El segundo enunciado propuesto por Kelvin-Planck sostiene que no es posible que   máquina que convierta al
                  en un proceso reversible se pueda absorber calor de un foco y este se transforme   100 % la energía térmica
                  en trabajo.                                                                    en trabajo y que el
                                                                                                 universo evoluciona hacia
                                                                                                 estados de mayor
                                                                                                 desorden o entropía.
                  Las siguiente imágenes explican, de igual manera, el principio de la segunda ley de la
                  termodinámica.

                                                                                                      Educación
                                                                                                      financiera
                                                                                                 El uso de energía
                                                                                                 renovable (como la
                                                                                                 energía geotérmica que
                                                                                                 aprovecha el calor interno
                                                                                                 de la Tierra, entre las rocas
                                                                                                 calientes y los fluidos de
                                                                                                 los subsuelos) es
                  ©Shutterstock                          ©Shutterstock                           estudiado tanto por la
                                                                                                 física como por la
                                                                                                 geología.
                  Trompo                                  Piedra saltando en el agua.

                  La segunda ley de la termodinámica indica dos aspectos fundamentales del universo.
                  El primero es que no se puede aprovechar el 100 % de la energía invertida, debido a                 ©Shutterstock
                  que todo sistema está en relación con otros cuerpos. Eso explica que siempre existirá
                  transferencia de calor y, por lo tanto, pérdidas de energía. El segundo aspecto es que li-
                  mita la posibilidad de que de un medio con menor temperatura pase energía a uno de   Indaga si el Ecuador tiene
                  mayor temperatura.                                                             potencial geotérmico y
                                                                                                 cuán costoso es. Explica
                  Una de las implicaciones de este principio es la dirección del tiempo, es decir que los   cómo se aplica la
                  acontecimientos que van de un antes a un después están determinados por la física y   termodinámica en las
                  la segunda ley de la termodinámica debido a que dan dirección. Por ejemplo, la ener-  instalaciones de esta
                  gía solar emitida jamás podrá volver al Sol.                                   fuente de energía.


                                                                                                           Física  85
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   85                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   85]]></page><page Index="14"><![CDATA[DUA
               Evaluación formativa                                                          Acción y expresión




                  Claves para indagar      Indaguemos


                     En Internet, existen   1.  Indaga sobre las consecuencias de la segunda ley de la termodinámica en la visión
               buscadores especializados    y comprensión del universo.
                        para encontrar
                  información científica,     ______________________________________________________________________________
                          por ejemplo:      ______________________________________________________________________________
                        lynk.ec/13fsc18
                        lynk.ec/13fsc19  2.  ¿Por qué la segunda ley de la termodinámica limita la eficiencia de una máquina?
                        lynk.ec/13fsc20     ______________________________________________________________________________
                        lynk.ec/13fsc21
                                         3.  En el caso de un refrigerador, el calor va de un cuerpo frío a uno caliente. ¿Por qué
                                            este efecto no viola la segunda ley de la termodinámica?

                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________

                                         4.  Haz un cuadro que compare el enunciado de Clausius con el de Kelvin-Planck.















                                         5.  Explica la relación entre la primera y la segunda ley de la termodinámica.
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________


                                         6.  ¿Cómo se puede aprovechar la segunda ley de la termodinámica?
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________

                                         7.  Investiga un ejemplo de la vida cotidiana sobre la aplicación de la segunda ley
                                            de la termodinámica.

                                            ______________________________________________________________________________
                                       ©Shutterstock  ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________
                                            ______________________________________________________________________________

               86    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   86                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   86]]></page><page Index="15"><![CDATA[8.  Analiza si los enunciados son verdaderos o falsos.


                      a)  Es imposible un dispositivo que, operando cíclicamente, transforme íntegra-
                         mente calor en trabajo.

                      b)  En una máquina térmica, el trabajo producido coincide con el calor cedido al
                         foco frío.


                      c)  El enunciado de Kelvin-Planck indica que, en una transformación cíclica, no
                         se puede transformar todo el calor absorbido en trabajo.

                      d)  La eficiencia de un refrigerador es mayor cuanto menor es el trabajo consumido.


                      e)  De la segunda ley de la termodinámica podemos concluir que la energía no
                         se puede crear ni destruir.

                      f)  Otro aspecto de la segunda ley de la termodinámica es que limita la posi-
                         bilidad de que de un medio con menor temperatura pase energía a uno de
                         menor temperatura.

                      g)  Rudolf Clausius sostiene que el calor de un foco caliente transfiere calor a un
                         foco frío, pero que este proceso no ocurre en el otro sentido, es decir, de un
                         foco frío a uno caliente.

                   9.  Lee la información de la imagen y haz un organizador gráfico en una cartulina A4.



                        Segunda ley de la termodinámica
                                                                   Dirección del calor        Motor caliente
                   •   La segunda ley de la termodinámica enuncia
                       que una máquina térmica nunca podrá ser      Cuerpo caliente
                                                                                              Reservorio caliente (T )
                       100 % eficiente.                                                                      1
                   •   Rudolf Clausius sostiene que el calor de un                                    Qc
                       foco caliente transfiere calor a un foco frío,                 Motor
                       pero que este proceso no ocurre en el otro                     caliente                     T
                       sentido, es decir, de un foco frío a uno caliente.  cuerpo caliente a un cuerpo frío.  Dirección del calor irreversible
                   •   La energía es producida desde una fuente de   El calor se puede transferir desde un  Qf
                       energía con alta temperatura.
                   •   El segundo enunciado propuesto por Kelvin-                               Reservorio frío (T )
                       Planck sostiene que no es posible que en un                                         2
                       proceso reversible se pueda absorber calor de                         Qc = T + Qf              ©Shutterstock
                       un foco y este se transforme en trabajo.      Cuerpo frío

                                                                                               Necesidades educativas
                    Actividad cooperativa
                                                                                                 Todas las personas,
                  10. En grupos de tres estudiantes, consulten sobre las máquinas de movimiento   más allá de las diferencias
                      perpetuo y respondan: ¿por qué estas máquinas no pueden construirse?       o similitudes que
                      Realicen un diseño de una posible máquina con estas condiciones.           podamos tener unas con
                                                                                                 otras, tenemos la
                                                                                                 necesidad que sentirnos
                                                                                                 queridas y de desarrollar
                                                                                                 nuestra autoestima.

                                                                                                           Física  87
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   87
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   87                                                                               28/7/25   10:15]]></page><page Index="16"><![CDATA[4                      Máquinas térmicas y ciclo de Carnot







               DUA. Representación

                                         El siguiente esquema explica cómo funciona una máquina térmica.
                    Saberes previos
                                          Una máquina térmica
                    ¿Qué procesos, que    produce una fracción de
               enuncia la segunda ley de   trabajo a través de un               La fracción de trabajo
               la termodinámica, ocurren   proceso termodinámico.               adquiere energía calórica
               y cuáles no respecto de la                                       por medio de una fuente de
                   energía y la dirección                                       energía a alta temperatura.
                          del tiempo?
                                              La máquina
                                              consume trabajo.
                                                                                     Se expulsa energía calórica a
                                                                                     un ambiente más frío.


                                         La eficiencia de una máquina es la relación entre el trabajo producido y el calor que
                                         entra. Por lo tanto:

                                                         T
                                                       e =  ,   donde Q  es el calor entrante y T es el trabajo.
                                                         Q e          e
                                         Del esquema, podemos concluir que el trabajo producido es la diferencia entre el
                                         calor que entra y el calor que sale. Por lo que la ecuación anterior sería igual a:
                                                                 Q
                                                            e =  1−  s  ,    donde Q  es el calor que sale.
                                                                 Q e          s


                                         Un ejemplo claro de estos tipos de máquinas son las locomotoras a vapor.




                        Desarrollo
                        sostenible
                              Al tener
                   unidireccionalidad en
                        los fenómenos
                    termodinámicos, es
                  importante considerar
                  que el calor y todos los
                   desechos industriales
                      pueden afectar al
                       medioambiente.

                                                                                                                    ©Shutterstock


                ©Shutterstock            Locomotora a vapor.



                  Escribe un ensayo corto   En el caso de la locomotora, se inserta madera o carbón en una caldera a alta tempe-
                       sobre el impacto    ratura que evaporará el agua y la convertirá en vapor. Este vapor irá a los pistones
                 ambiental que tienen los
                    desechos industriales.   que moverán la máquina y después el vapor será expulsado hacia la atmósfera.

               88    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   88                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   88]]></page><page Index="17"><![CDATA[DUA. Representación

                  De acuerdo con la segunda ley de la ter-
                  modinámica, ninguna máquina puede tra-
                  bajar al 100 %. Lo que propuso Carnot es
                  tratar de recrear una máquina con la míni-
                  ma pérdida de energía posible, intentando
                  que sea una máquina más eficiente, es de-                                                Q c
                  cir, que evite el proceso irreversible. A esto
                  se lo conoce como “el ciclo de Carnot”. Di-
                  cho  ciclo  consiste  en  cuatro  pasos:  dos
                  procesos isotérmicos y dos adiabáticos. La
                  Figura 4.2. muestra  el ciclo de Carnot
                  detalladamente.
                                                                                                                       ©Archivo editorial

                  El proceso es el siguiente:


                  1.  El gas se expande isotérmicamente a temperatura t , absorbiendo calor Q  (a→b).  Figura 4.2. Ciclo de Carnot.
                                                                 c                   c
                  2.  El gas se expande adiabáticamente hasta que su temperatura baja a t  (b→c).
                                                                                  f
                  3.  El gas se comprime isotérmicamente a tf , expulsando calor Q  (c→d).
                                                                           f
                  4.  El gas se comprime adiabáticamente hasta su estado inicial a temperatura T
                                                                                           c
                      (d→a).
                                                                                                 Ejercicio propuesto
                  Como sabemos, en procesos isotérmicos (entre a y b, c y d), la energía interna U es   y resuelto
                  igual a 0 y Q = T. Como el sistema se encuentra a una presión constante, T = pV. De
                  acuerdo con la ecuación de estado de los gases, pΔV = nRt, resultando T = nRt.  La fuente de temperatura
                                                                                                 de una máquina de
                                                                                                 Carnot se encuentra a 700
                                                                                                 K, adquiere 500 J y
                  Para el proceso isotérmico de gases:                                           expulsa 200 J a la fuente
                                                                                                 de menor temperatura.
                                                           V                                     ¿Qué cantidad de trabajo
                                              Q =  T =  nRt ln  b  ,
                                               c   ab      V                                     realiza?, ¿cuál es la
                                                            a
                                                                                                 temperatura de la fuente
                                                                                                 fría?
                  donde Q  es el calor que entra, n es el número de moles, el logaritmo natural es la re-
                          c
                  lación entre volumen final (V ) e inicial (V ), y R es la constante universal de los gases.   Calcula la eficiencia de la
                                                                                                 máquina.
                                           b
                                                      a
                  En el caso de c a d, lo que está a la izquierda de T tendrá signo negativo, debido a
                  que este es calor que sale. Haciendo relación entre el calor que sale con el que entra,   Q
                  la eficiencia del ciclo de Carnot será igual a:                                 e=  1−  s
                                                                                                       Q e
                                                                                                       200  J
                                                                                                  e=  1−    =  0,6
                                                        T
                                                   e =  1−  f  .                                       500  J
                                                        T c                                          T
                                                                                                  e=       T =  e Q
                                                                                                     Q            e
                  Como el ciclo de Carnot es reversible, se lo puede considerar como un refrigerador,   e
                  con el siguiente rendimiento:                                                   T =  0,6 500  J=  300  J
                                                                                                  e=  0,6 100%=  60%
                                               Q      Q        T
                                           K =     =       =    f                                La eficiencia es del 60 %
                                               T    Q −  Q f  T −  T f
                                                              c
                                                     c

                                                                                                           Física  89
                                                                                                           3.º BG





         FISICA 3 BG Cultiva.indb   89                                                                               28/7/25   10:15
                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   89]]></page><page Index="18"><![CDATA[DUA
               Evaluación formativa                                                          Acción y expresión





                  Claves para indagar      Indaguemos
                                         1.  Indaga sobre el funcionamiento de un refrigerador y haz un esquema en una
                       Cuando realizas
                 búsquedas en Internet,     hoja aparte.
                     definir las palabras
                      claves es de suma   2.  Dibuja un esquema del funcionamiento de una máquina térmica.
                 importancia para lograr
                encontrar la información
                         que requieres.













                                         3.  En un proceso térmico, una máquina térmica realiza un trabajo de 580 J y absorbe
                                            834 J de calor. ¿Cuál es la eficiencia de la máquina?
                                            ______________________________________________________________________________

                                         4.  Una retroexcavadora, con una  eficiencia  de 80 %,  pierde 682  J durante  la
                                            excavación de un terreno. ¿Cuánto calor absorbe?

                                            ______________________________________________________________________________
                                         5.  La fuente de temperatura de una máquina de Carnot se encuentra a 684 K,
                                            adquiere 666 J y expulsa 333 J a la fuente de menor temperatura. ¿Qué cantidad
                                            de trabajo realiza? ¿Cuál es la temperatura de la fuente fría? Calcula la eficiencia
                                            de la máquina.

                                            ______________________________________________________________________________

                                         6.  Una máquina hace un trabajo de 25 J en cada ciclo, absorbiendo 85 cal. ¿Cuál es
                                            el rendimiento de la máquina y el calor liberado en cada ciclo?

                                            ______________________________________________________________________________
                                         7.  ¿Cuál es la eficiencia de una máquina térmica a la cual se le suministrarán 8 000
                                            calorías para obtener 25 200 joules de calor de salida?
                                            ______________________________________________________________________________

                                         8.  Una máquina térmica absorbe 360 J de calor y realiza un trabajo de 25 J en cada
                                            ciclo. Encuentra:

                                            a)   La eficiencia de la máquina.
                                                __________________________________________________________________________
                                                __________________________________________________________________________
                                            b)   El calor liberado en cada ciclo.
                                                __________________________________________________________________________
                                                __________________________________________________________________________

               90    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   90                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   90]]></page><page Index="19"><![CDATA[9.  En una máquina térmica se emplea vapor producido
                      por la caldera a 230 °C que, después de ser utilizado
                      para realizar trabajo, es expulsado al ambiente a una
                      temperatura de 102 °C.
                      Calcula la eficiencia máxima de la máquina expresada
                      en porcentaje.







                  10. Calcula la eficiencia de una máquina que usa 2 000 J                                                ©Shutterstock
                      de calor durante la fase de combustión y pierde 1 500 J
                      por escape y por fricción.







                  11. Una máquina tiene una eficiencia del 20 % y pierde 3 000 J de calor por fricción,
                      determina el trabajo que realiza.







                  12. Una máquina de vapor tiene una caldera que opera a 500 K. El calor transforma el
                      agua en vapor, el cual mueve un pistón. La temperatura de escape es la del aire
                      exterior, de unos 300 K. Calcula la eficiencia térmica de esta máquina de vapor.







                  13. La máxima eficiencia teórica de un motor de gasolina basada en un ciclo de
                      Carnot es del 30 %.
                      a)   Si el motor libera sus gases a la atmósfera, a 300 K, calcula la temperatura del
                         cilindro inmediatamente después de la combustión.






                      b)    Si la máquina absorbe 850 J de calor de la fuente de calor en cada ciclo,
                         determina el trabajo que puede realizar en cada ciclo.                Necesidades educativas

                                                                                                 Más allá de las diferencias
                                                                                                 o similitudes que
                                                                                                 podamos tener unos con
                    Actividad cooperativa                                                        otros, es fundamental
                                                                                                 hacer observaciones
                  14. Resuelvan en parejas. Un gas en una máquina Carnot sufre una expansión     positivas sobre el trabajo
                      isotérmica a 342 °C y la compresión isotérmica ocurre a 77 °C. La máquina recibe   de nuestros pares, y
                      una cantidad de calor de 3 614 J en la expansión isotérmica.  Encuentren la   señalar también aquello
                      energía expulsada y el trabajo realizado por la máquina.                   que se podría mejorar.


                                                                                                           Física  91
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   91                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   91]]></page><page Index="20"><![CDATA[DUA
              ¿Cómo se investiga en Física?                                                    Participación




                 Método de ensayo-error




                 Supongamos que recorremos el camino desde casa hacia el establecimiento de estudio. Usualmente, tenemos
                 en la cabeza ya un recorrido definido. Pero cuando cierto tramo se encuentra cerrado, debemos pensar en una
                 vía alterna que cambiará nuestro recorrido. Supongamos que también un tramo de este nuevo recorrido se en-
                 cuentra cerrado, debemos pensar entonces en otra ruta para llegar al destino deseado. Así, cuando nos encon-
                 tramos con una vía cerrada, automáticamente empezamos a pensar rutas alternas para llegar a nuestra meta.

                 El método de ensayo-error busca encontrar diferentes alternativas de solución a algún problema para demostrar
                 alguna hipótesis. Del ejemplo aprendimos qué rutas están bloqueadas y cuáles no, lo cual nos ayudará a elegir la
                 ruta de regreso que sea más rápida.
                 La esencia de este método es tomar varias alternativas de solución e ir aplicándolas al experimento que necesi-
                 tamos comprobar. Este método no suele ser muy aceptado, debido a que puede tomar mucho tiempo hasta
                 encontrar una solución al problema. Otro punto negativo es la limitación de razonamiento, pues solo se busca
                 una solución al problema, y no se trata de descubrir por qué cierta alternativa funcionó o no. Al intentar hallar
                 una solución, este método no se enfoca en la solución óptima, sino que trata de satisfacer el objetivo planteado.
                 Si este método se aplica a experimentos de gran envergadura, puede resultar muy costoso, debido a que usual-
                 mente se debe comprobar analíticamente la hipótesis y la gran mayoría se comprueba en laboratorios, em-
                 pleando equipos especiales que pueden ser difíciles de conseguir en el mercado.

                 Aun cuando es un método poco eficiente, a lo largo de la historia de la ciencia este método ha permitido varios
                 descubrimientos científicos, como el famoso eureka de Arquímedes en la formulación de su principio. Por su
                 parte, en el ámbito de los inventos, varios medicamentos han sido descubiertos por este método. En el método
                 científico sirve para la formulación de la hipótesis.




















                                                                 ©Shutterstock                                         ©Shutterstock




                   Prueba                                           Error


               Taller

               Indaga un descubrimiento del mundo de la física que haya sido resultado del método ensayo-error. Expón tus
               hallazgos.


               92    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   92                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   92]]></page><page Index="21"><![CDATA[DUA
                     Cívica, Ética e Integridad                                                  Participación




                    La migración y la protección de los derechos humanos (DD. HH.)






                        Riesgos para los                                                Los DD. HH. se aplican a
                        migrantes                                                       todos, independientemente
                                                                                        de su condición migratoria
                        Según la O cina del Alto
                        Comisionado de la ONU para                                      Según la ONU, estos derechos son
                        los Derechos Humanos (Acnur),                                   inherentes a toda la humanidad,
                        los migrantes son víctimas                                      sin distinción alguna de
                        frecuentes de violaciones                                       nacionalidad, lugar de residencia,
                        de sus DD. HH., en: violencia,                                  sexo, origen nacional o étnico,
                        discriminación, xenofobia,                                      color, religión, lengua o cualquier
                        explotación laboral, trata de                                   otra condición.
                        personas, detención arbitraria
                        o deportación.


















                                                                                            La migración como
                                                                                            desafío para la protección
                                                                                            de los DD. HH.
                         ¿Qué hacer?
                                                                                            Según la Agencia de la ONU
                         La migración plantea desafíos para la                              para los Refugiados (Acnur), a
                         protección de los DD. HH. de los                                    nales de 2022 había
                         migrantes, tanto en los países de                                  108,4 millones de desplazados
                         origen, tránsito y como de destino.                                forzosos en el mundo.
                         Es necesario adoptar medidas para                                  De ellos, 35,3 millones eran
                         garantizar que los migrantes sean
                                                                                            refugiados; de los cuales
                   ©Xavier Estrada Monge  ©Shutterstock  tratados con dignidad y justicia, y   cerca del 41 % eran menores
                         que puedan disfrutar de derechos
                                                                                            de 18 años.
                         sin discriminación.




                  Taller

                  Investiga sobre los científicos que migraron a EE. UU. como refugiados durante la Segunda Guerra Mundial y su
                  contribución al desarrollo de ese país. ¿Podría el Ecuador aprovechar el talento de migrantes de otros países para
                  su beneficio?

                                                                                                           Física  93
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   93
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   93                                                                               28/7/25   10:15]]></page><page Index="22"><![CDATA[DUA
                                                 Textos y lecturas
                   Comunicacional                desde la Internet                            Participación


               Calor y temperatura: no son lo mismo




               “Se acercan, o ya están aquí, los meses cálidos del año.
               Coloquialmente, hablamos de calor y de temperaturas
               de forma casi similar. Pero estos términos no son lo
               mismo desde el punto de vista de la Física.
               A veces hemos oído, en los meses cálidos de prima-
               vera y verano, «sube el calor, el calor aprieta, se espe-
               ra una semana de fuerte calor, …» y así sucesivamente.
               Se emplea el calor como sinónimo de temperatura
               altas o ‘persistentemente’ altas. Estos dos términos
               llevan vidas paralelas, pero nunca se deberían cruzar
               o intercambiar.
               El calor es una forma de energía y se mide en el Siste-
               ma Internacional de Unidades, en julios, aunque tam-
               bién se usa con frecuencia la caloría o kilocaloría. La
               temperatura es una unidad intrínseca del estado térmi-
               co de una sustancia, independiente de su tamaño, y se
               mide en ºC, ºF, ºK, etc. Cuando medimos la temperatu-
               ra en una garita meteorológica no se hace referencia al                                              ©Shutterstock
               aparato de medida. Cuando el Sol calienta la  Tierra,
               esta calienta el aire y su temperatura aumenta. Cuando
               la superficie de la Tierra se enfría, baja la temperatura.
               Por eso se oye hace calor o hace frío, o se dice ¡qué calor   Termómetro
               hace o qué frío! sinónimo de temperaturas altas o frías
               según el caso. Sin embargo, calor y temperatura son   Pero la temperatura del aire puede subir o bajar por
               conceptos  diferentes  y  no  sinónimos  en  términos   otros procesos atmosféricos no relacionados con el ca-
               absolutos.                                          lor. Por ejemplo, la entrada de aire del sur y desde el
                                                                   norte de África o por aire en descenso se pueden cau-
               El calor se puede asimilar a la energía total del movi-  sar subidas de la temperatura, sin que se le suministre
               miento molecular en una sustancia, mientras tempera-  calor a dicha masa de aire. Se hablará de subida, bajada
               tura es una medida de la energía molecular media. El   o de anomalía de temperaturas para la época del año,
               calor depende de la velocidad de las partículas, su nú-  pero no se dice o se debe evitar decir que mañana su-
               mero, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende   birá el calor o que las anomalías de calor son positivas
               del tamaño, ni del número o del tipo. Las temperaturas   respecto de los valores normales, o los termómetros
               más altas tienen lugar cuando las moléculas se están   muestran  un  alto  calor  en  estos  momentos,  el  calor
               moviendo, vibrando y rotando con mayor energía.     que mide el termómetro es de 37 ºC.
               Si al aire le añadimos/quitamos calor por una fuente   Temperatura y calor no son términos equivalentes en
               cercana (por ejemplo, el suelo) la temperatura aumen-  meteorología ni se deben intercambiar alegremente
               ta/disminuye. Por este motivo, asociamos mentalmen-  en el lenguaje coloquial. Cada uno tiene un lugar y un
               te el que hace calor con temperaturas altas: cuando   sitio claro en el mundo de los términos meteorológi-
               hace  (o  damos)  calor/energía,  la  temperatura  sube.   cos. Vidas paralelas que no se deben cruzar.”



                                                            Martín-León, F. (23 de mayo de 2017). Calor y temperatura: no son lo mismo.
                                                                        Meteored. Tiempo.com. https://www.tiempo.com/noticias/
                                                                            actualidad/calor-y-temperatura-no-es-lo-mismo.htmli

               94    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   94                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   94]]></page><page Index="23"><![CDATA[Ficha de comprensión lectora

                    1.   ¿Qué es calor?
                       ________________________________________________________________________________________________________

                    2.   ¿En qué unidades también se mide el calor?
                       ________________________________________________________________________________________________________
                    3.   ¿Cómo se define la temperatura?

                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________

                    4.   ¿De qué depende el calor?
                       ________________________________________________________________________________________________________
                    5.   En tu opinión, ¿a qué se refiere el autor cuando dice que temperatura y calor tienen vidas paralelas que no se
                       deben cruzar?
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________


                    6.   ¿Qué podemos concluir acerca del uso popular de los términos de temperatura y calor?
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________



                  Ficha de escritura

                     Actividad personal

                    1.   Haz un cuadro comparativo sobre calor y temperatura. Presenta tu trabajo en una cartulina A4.

                    2.   Escribe un resumen, de media página, acerca de la lectura Calor y temperatura: no son lo mismo.

                    3.   Investiga. ¿Cómo afectan las altas temperaturas a los fenómenos meteorológicos?

                     Actividad colaborativa
                    4.   Formen grupos y utilicen las TIC de su preferencia para crear una infografía digital que resuma la lectura
                       anterior.

                    5.   Presenten su trabajo ante el resto de la clase. Tomen en cuenta las siguientes recomendaciones:
                       •  debe haber un organizador gráfico.             •  los textos deben ser sintéticos y precisos.

                       •  incluir imágenes.                              •  hay que citar las fuentes de donde se obtuvieron
                                                                           textos e imágenes.

                                                                                                           Física  95
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   95                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   95]]></page><page Index="24"><![CDATA[DUA
               Laboratorio 4                                                                  Participación



               Conductividad térmica




               El formato para realizar una práctica de laboratorio es el que se muestra a continua-  Materiales
               ción. Digítalo y trabaja en hojas o en tu cuaderno.
                                                                                             •   Recipiente
               En esta unidad vimos cómo el calor puede ser transferido de un elemento a otro, ya   tapado con agua
               sea por conducción, convección o radiación. En este laboratorio observaremos la   hirviendo (cámara
               transferencia de calor mediante la conducción.
                                                                                                 de vapor)
               Objetivo                                                                      •   Calentador
                                                                                                 eléctrico de 600 W
               1.  Comprender los fenómenos de conductividad térmica mediante un acercamien-
                   to a las leyes de la termodinámica.                                       •   Fuente de calor
                                                                                                 (como una
               2.  Experimentar el modo de obtención del coeficiente de conductividad térmica.   hornilla)
                                                                                             •   Papel aluminio
               Descripción                                                                   •   Cronómetro
               Para obtener el coeficiente de conductividad térmica, coloquen la lámina metálica   •  Termómetro
               sobre el recipiente con agua hirviendo, y encima de esta, coloquen el bloque de hie-  •   Dos vasos
               lo. La cámara de vapor simulará el foco de alta temperatura, debido a que dentro de   precipitados de
               la cámara circulará vapor de agua. El hielo encima de la placa simula el foco de baja   250 ml
               temperatura. Debajo del hielo coloquen un recipiente con papel aluminio como in-
               dica la figura. Midiendo la cantidad de hielo derretido en cierto intervalo de tiempo,   •   Bloque de hielo
               podrán conocer cuánto calor traspasó del depósito caliente al depósito frío.  •   Lámina metálica
                                                                                                 que puede ser de
               La lámina del metal debe ser por lo menos de 30 cm. Para obtener resultados más fi-  zinc o latón
               dedignos, tomen medidas en dos ocasiones: la primera cuando se derrite el hielo a
               temperatura ambiente (para medir la cantidad de hielo que se derrite debido al ca-
               lor producido por el ambiente); la segunda será con el foco caliente, cuando exista
               vapor dentro de la cámara de vapor.




                                                                   Hielo
                              Papel aluminio
                                                                     Lámina de material
                              Soporte

                                                                    Cámara de vapor
                                                                    (olla de agua hirviendo)












                                                                                          ©Shutterstock
                                                       Vaso colector




               96    Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   96                                                                               28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   96]]></page><page Index="25"><![CDATA[DUA
                   Informe de laboratorio                                                        Participación




                  Procedimiento
                  1.  Registren el espesor de la placa metálica.

                  2.  Ubiquen la placa arriba de la cámara de vapor.

                  3.  Coloquen el papel aluminio y el bloque de hielo sobre la lámina y midan su área. La parte más plana del hielo
                      debe colocarse encima de la placa para garantizar la transferencia térmica. Es recomendable proteger el hielo
                      para que no empiece a derretirse antes de iniciar el experimento.

                  4.  Midan la cantidad de agua del vaso de precipitación antes de empezar el experimento, y registren este valor. En
                      este mismo vaso, recojan el agua producida del derretimiento del hielo debido a la temperatura del ambiente
                      por 10 min. Midan el agua del vaso.

                  5.  Calienten el agua de la olla y esperen hasta que hierva.
                  6.  Midan la temperatura del hielo.

                  7.  Coloquen enseguida la lámina, el papel aluminio y el hielo para empezar el experimento.

                  8.  Después de alcanzar el estado estacionario, midan la temperatura del agua y la cantidad de agua del vaso de
                      precipitación. Registren el tiempo en el que van a recoger el agua derretida. Después del tiempo establecido,
                      midan la cantidad de agua derretida en el vaso de precipitación y el área del bloque de hielo.

                  9.  Repitan tres veces el procedimiento para obtener una medida más aproximada.
                  10. Registren los valores obtenidos.

                  Cálculos

                  El coeficiente de conductividad térmica se obtiene con la siguiente fórmula:



                                                              Q  = kA  T c  T f
                                                              t


                  donde                      ΔQ:     calor transferido en un tiempo Δt.

                                              T      temperatura del foco caliente.
                                               c
                                              T f    temperatura del foco frío.

                                              A      área transversal.
                                              k T    constante de conductividad térmica.

                                              ε      espesor de la lámina de prueba.


                  Conclusiones
                  Una vez obtenida la constante, comparen el valor con una tabla de valores de coeficientes térmicos de cualquier
                  libro y obtengan conclusiones.





                                                                                                           Física  97
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   97
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   97                                                                               28/7/25   10:15]]></page><page Index="26"><![CDATA[Proyecto  interdisciplinario






                 CIENCIA  INGENIERÍA TECNOLOGÍA  ARTE  MATEMÁTICA HUMANIDADES
               Cocina solar

                 ¿Cuál es nuestro desafío?

               Aproximadamente 5,2 millones de ecuatorianos viven con   accesible, que permitirá a las familias ahorrar mientras apro-
               ingresos  inferiores  a  $91,43  mensuales  ($3  dólares  diarios,   vechan un recurso natural abundante en nuestra latitud. A
               aproximadamente). En estas condiciones, incluso el acceso a   través de este proyecto, los estudiantes aplicarán CITAM+H
               fuentes de energía, como el GLP, se restringe por lo económi-  para desarrollar una solución concreta que, además de redu-
               co. Frente a esto, proponemos el diseño y construcción de   cir el impacto ambiental, fomenta la conciencia social, el pen-
               cocinas solares como una alternativa sostenible, económica y   samiento creativo y un futuro más sustentable.
                 Objetivos
               •   Aplicar los principios de la termodinámica en un   •   Construir el prototipo, aprovechando las habilidades
                                                                                          INGENIERÍA
                                                                                  CIENCIA
                                                                                                   TECNOLOGÍA
                   diseño funcional de cocina solar.                  manuales y técnicas de los estudiantes.  ARTE  MATEMÁTICA HUMANIDADES
               •   Usar nociones de arte y diseño para mejorar la   •   Medir  la  eficiencia  de  la  cocina  construida  para
                   estética del prototipo.                            evaluar la viabilidad y sostenibilidad del proyecto.
                 Hipótesis-Observaciones

               Pregunta. ¿Cuánto calor es capaz de generar esta coci-  2.  Fabriquen una cocina solar por cada grupo. Utilicen
               na solar?, ¿cómo varía el calor aprovechable en función   las  potencialidades  de  todos los  estudiantes:  los
                                                                                    CIENCIA INGENIERÍA TECNOLOGÍA ARTE
                                                                                                                 MATEMÁTICA
               de la hora y de las condiciones climáticas?, ¿qué se pue-  que son más hábiles con la técnica, con los cálculos,   HUMANIDADES
               de hacer para aumentar el rendimiento de esta cocina?   con la creatividad.
               Hipótesis.  Para explorar estas hipótesis, formen gru-  3.  Midan temperaturas iniciales y finales del agua,
               pos y hagan lo siguiente:                              en intervalos de tiempo constantes, a diferentes
               1.  Investiguen sobre posibles diseños de cocina solar   horas del día. Registren estos valores y, además, las
                   (tipo caja, parabólica, etc.) y decidan cuál llevarán a   condiciones climáticas. Con los valores registrados
                   la práctica. Seleccionen los materiales que usarán   de temperatura, y conociendo el calor específico
                   (cartón, papel aluminio, vidrio, plástico, etc.). Tomen   del agua, calculen el calor que se puede aprovechar
                   en consideración las características térmicas (calor   de la cocina.
                   específico) de cada material.
                 Experimentación-construcción de prototipos

                     Ciencia                                             Ingeniería

               Vuelvan a revisar los principios fundamentales de la   Implementen conceptos básicos de ingeniería estruc-
               termodinámica  (transferencia de calor),  y revisen  los   tural para garantizar que la cocina solar sea segura, es-
               materiales apropiados y la forma de la cocina, con el fin   table, resistente y eficiente, ya en la fase de
               de maximizar su eficiencia térmica. Durante la etapa de   construcción. Consideren criterios de sostenibilidad,
               diseño, aplicarán lo aprendido.                     bajo costo y reutilización. Además, busquen optimizar
                                                                   el ángulo de inclinación según la trayectoria solar y un
                                                                   sistema de apertura y cierre de la cocina, si es necesa-
                                                                   rio. De igual manera,
                                                                   apliquen principios de
                                                                   ergonomía.
                                                                   Video de referencia:
               ©Shutterstock                                       lynk.ec/13fsc22                                  ©Shutterstock




               98
               98    Físic a
                     Física
                     3.º BG
                     3.º BG


                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   98
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   98                                                                               28/7/25   10:15]]></page><page Index="27"><![CDATA[DUA. Representación

                        Tecnología                                         Artes

                  Usen instrumentos y herramientas para medir tempe-  Diseñen la apariencia externa de la cocina solar, inte-
                  raturas (termómetros análogos o digitales), apps y ho-  grando colores, formas y texturas que reflejen mensa-
                  jas de cálculo para registrar datos y herramientas   jes ambientales o culturales. Para presentar el prototipo
                  digitales para documentar el proceso (fotos, videos,   al público, creen material audiovisual (afiches, ilustra-
                  blogs o infografías). Pueden usar software de diseño   ciones, videos cortos) con impacto social.
                  (como SketchUp o si-
                  muladores en línea)
                  para modelar digital-
                  mente  su prototipo
                  antes de construirlo.
                  Realicen    mejoras
                  para aumentar la efi-                             ©Shutterstock                                      ©Shutterstock
                  ciencia de la cocina.


                        Matemática                                         Humanidades

                  Calculen el calor proporcionado por la cocina en fun-  Hagan una reflexión crítica en torno a la equidad ener-
                  ción de otras variables, como área de captación solar,   gética, el derecho al acceso a tecnologías sostenibles
                  ángulo de incidencia del sol, hora del día, condiciones   y las consecuencias del cambio climático. Lean previa-
                  climáticas. Elaboren tablas y gráficas comparativas para   mente textos informativos, ensayos, crónicas o testi-
                  evaluar el fun-                                     monios para enriquecer su debate.
                  cionamiento del
                  prototipo. Apli-
                  quen    conoci-
                  mientos     de
                  geometría para
                  armar las pare-
                  des y centro del                                  ©Shutterstock                                      ©Shutterstock
                  dispositivo.

                     Resumen de los resultados de trabajo
                  ¿Se comprobó su hipótesis? Justifiquen su respuesta.

                  ______________________________________________________________________________________________________________
                  ______________________________________________________________________________________________________________

                    Análisis
                  Expliquen el proceso que siguieron sobre la aplicación de cada ciencia involucrada en CITAM + H, en este proyecto.



                   C   ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________


                    I   ________________________________________________________________________________________________________

                       ________________________________________________________________________________________________________
                       ________________________________________________________________________________________________________

                                                                                                                   99
                                                                                                           Físic a  99
                                                                                                           Física
                                                                                                           3.º BG
                                                                                                           3.º BG


                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   99
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   99                                                                               28/7/25   10:15]]></page><page Index="28"><![CDATA[DUA. Representación

                 T   ________________________________________________________________________________________________________

                    ________________________________________________________________________________________________________
                    ________________________________________________________________________________________________________


                A   ________________________________________________________________________________________________________
                    ________________________________________________________________________________________________________
                    ________________________________________________________________________________________________________


                M   ________________________________________________________________________________________________________

                    ________________________________________________________________________________________________________
                    ________________________________________________________________________________________________________


                H   ________________________________________________________________________________________________________
                    ________________________________________________________________________________________________________
                    ________________________________________________________________________________________________________


                 Comunicación

               Hagan un video tipo tutorial sobre cómo construir una cocina solar, exponiendo los hallazgos y aprendizajes del
               proyecto. Expliquen por qué la opción de diseño escogida es la mejor en términos de eficiencia.


                 Autoevaluación

               1.  Dibuja en el recuadro como quedó el prototipo de tu cocina. Incluye una gráfica del calor obtenido en función
                   de la hora del día.






































               100   Físic a
               100
                     Física
                     3.º BG
                     3.º BG


                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   100                                                                              28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   100]]></page><page Index="29"><![CDATA[DUA. Representación
                  2.  ¿De qué manera este proyecto aporta con el objetivo 7 de los ODS de la ONU:
                      “energía asequible y no contaminante”?

                      ________________________________________________________________________________
                      ________________________________________________________________________________
                      ________________________________________________________________________________                ©Shutterstock

                  3.  ¿Cómo autoevalúas tu participación en el proyecto? Dale un vistazo a tu responsabilidad, puntualidad, trabajo,
                      aprendizajes, éxitos, dificultades y errores.

                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________

                  4.  Haz una lista bibliográfica con los videos o las páginas web que usaron para
                      investigar sobre los temas tratados. Utilicen las normas APA.
                      ________________________________________________________________________________
                      ________________________________________________________________________________   APA
                      ________________________________________________________________________________

                    Metacognición-conclusiones
                  1.  Anota tus conclusiones sobre la factibilidad de la energía solar como fuente de calor para cocción de alimentos.

                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________

                  2.  ¿Si tú fueras un empresario social, te arriesgarías a sacar al mercado un producto basado en tu prototipo?

                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________

                  3.  ¿Qué mejoras le harías a tu prototipo para que sea atractivo, útil y sostenible?
                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________


                  4.  Compara tu proyecto con otros grupos. Señala las similitudes y diferencias que existen entre ellos.
                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________


                  5.  Redacta una conclusión final del proyecto.
                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________
                      ___________________________________________________________________________________________________________



                                                                                                                 101
                                                                                                           Física  101
                                                                                                           Físic
                                                                                                               a
                                                                                                           3.º BG
                                                                                                           3.º BG

                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   101
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   101                                                                              28/7/25   10:15]]></page><page Index="30"><![CDATA[DUA
                Evaluación sumativa                                                         Acción y expresión




               1.  En dúos, discutan qué material derretirá primero un cubo de hielo, suponiendo que hay tres placas de me-
                   tales diferentes como el aluminio, el hierro y el latón. Asuman que todas tienen el mismo espesor, masa, área
                   y todos los bloques se calentarán a una temperatura de 100 ºC.
                   __________________________________________________________________________________________________________

               2.  Una barra de aluminio de 2 m de longitud se somete a una variación de temperatura de 20 ºC a 120 ºC. Calcula
                   su nueva longitud.








               3.  Se quiere insertar un anillo de cobre de 19,95 cm de diámetro en un tubo de hierro de 20 cm, cuando el sistema
                   se encuentra inicialmente a 30 ºC.

                   a)   ¿A qué temperatura se debe calentar el anillo de cobre para ser insertado en el tubo de hierro?






                   b)   ¿Cuántos grados centígrados habrá que disminuir en el tubo de hierro para que se pueda insertar el anillo?








               4.  En un proceso térmico, una máquina realiza 600 J de trabajo efectivo y pierde 60 J. ¿Cuánta energía invirtió?,
                   ¿cuál es la eficiencia de la máquina?








               5.  Los rieles de acero de un tranvía tienen 1 500 m de longitud. ¿Qué largo
                   tendrán cuando la temperatura aumente de 24 °C a 45 °C?

                                                                                                                    ©Shutterstock




               6.  Se sitúan 15 L de gas ideal en un recipiente a 27 ºC. El recipiente cuenta con un pistón móvil libre de rozamiento.
                   La presión en el exterior se mantiene constante a 750 mmHg. Determina si se eleva la temperatura a 190 ºC:
                   a)   El trabajo realizado en el proceso.
                      _______________________________________________________________________________________________________
                   b)   La variación de energía interna que tiene lugar
                      _______________________________________________________________________________________________________
                   c)   El calor transferido durante el mismo.
                      _______________________________________________________________________________________________________


               102   Física
                     3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   102
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   102                                                                              28/7/25   10:15]]></page><page Index="31"><![CDATA[7.  Selecciona, la respuesta correcta.






                         1. El ciclo de Carnot es un proceso:
                               a) Isobárico
                               b) Adiabático                                4. La escala absoluta de temperatura es:
                               c) Isotérmico
                                                                                 a)  Farenheit
                               d) Todas las anteriores
                               e) Ninguna de las anteriores                      b)  Celsius
                                                                                 c)  Kelvin
                                                                                 d)  Ninguna de las anteriores






                       2. ¿Qué elemento se demora más en calentar?

                            a)  El que tenga mayor masa
                            b)  El que tenga menor masa                   5. Cuando se pasa de un estado sólido a uno
                                                                            líquido, ocurre:

                                                                               a)  Ganancia de calor, elevándose la
                                                                                   temperatura
                                                                               b)  Pérdida de calor, elevándose la
                      3. La segunda ley de la termodinámica explica:
                                                                                   temperatura
                            a)  Que un cuerpo frío no puede transmitir         c)  Ganancia de calor, sin elevarse la
                               energía a un cuerpo caliente                        temperatura
                            b)  La conservación de la energía                  d)  Pérdida de calor, sin elevarse la
                            c)  Todas las anteriores                               temperatura
                            d)  Ninguna de las anteriores





                     Coevaluación
                  8.  Formen grupos de tres personas y preparen una lista de al menos cinco ejemplos que cumplan con la primera
                      y segunda ley de la termodinámica.

                     Autoevaluación

                                     Contenido                    Siempre A veces Nunca          Metacognición
                   ¿Sé cuál es la diferencia entre calor y temperatura?                   ¿Qué aprendiste en esta
                                                                                          unidad?
                   ¿Sé sobre los conceptos de calor específico, calor latente
                   y temperatura de equilibrio?                                           ¿Cómo lo aprendiste?
                   ¿Soy capaz de analizar una máquina térmica y calcular
                   parámetros como su rendimiento?                                        ¿En qué lo puedes aplicar?


                                                                                                           Física  103
                                                                                                           3.º BG





                                                                                                                     28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   103                                                                              28/7/25   10:15
         FISICA 3 BG Cultiva.indb   103]]></page><page Index="32"/></pages></Search>
