Formas y cambios de la energía – flujo de calor y cadenas de energía
Ciencias naturalesEnergíaEdades 11–12
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Inicia sesión para usarEn la pantalla Introducción, arrastra un bloque de hierro, un ladrillo, un vaso de agua y un vaso de aceite de cocina sobre dos fogones que calientan o enfrían, apila los bloques o déjalos caer en un vaso y mide temperaturas con termómetros: el calor pasa de los objetos más calientes a los más fríos y al aire, los objetos con menor capacidad calorífica se calientan antes y el agua a 100 °C se convierte en vapor. En la pantalla Sistemas, monta una cadena desde una fuente (grifo, sol con nubes, tetera en un fogón, ciclista), pasando por un convertidor (generador, panel solar), hasta un consumidor (bombilla incandescente, bombilla fluorescente, hervidor eléctrico, ventilador) y observa cómo los bloques de energía cambian de forma en cada etapa, mientras la parte disipada se libera como calor. Adaptado de la simulación "Energy Forms and Changes" de PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); reescrito.
Lección: Transferencias de energía y energía disipada
Qué muestra
La simulación "Formas y cambios de la energía" acompaña el tema de la energía, en la lección sobre transferencias de energía y energía disipada. Los estudiantes realizan ellos mismos experimentos de transferencia de calor y montan cadenas de transferencia de energía, y comprueban que la energía solo cambia de forma y nunca desaparece sin más.
Cómo usarla
En la pantalla Introducción, los estudiantes arrastran el bloque de hierro, el ladrillo, el vaso de agua y el vaso de aceite de cocina sobre dos fogones, suben un mando para calentar o lo bajan para enfriar, apilan bloques o dejan caer un bloque en un vaso y colocan termómetros para leer la temperatura de cada objeto. Con el fogón al mismo nivel, el bloque de hierro se calienta mucho más rápido que el agua porque su capacidad calorífica es menor; cuando el agua llega a 100 °C, su temperatura se mantiene constante y el agua se convierte en vapor. Al activar los bloques de energía se ve la energía térmica pasar del fogón a los objetos, de los objetos calientes a los fríos y hacia el aire. En la pantalla Sistemas, los estudiantes eligen una fuente (un grifo, el sol con nubes, una tetera calentada en un fogón o un ciclista al que hay que alimentar), un convertidor (generador o panel solar) y un consumidor (bombilla incandescente, bombilla fluorescente, hervidor eléctrico o ventilador). Los bloques de energía cambian de color según la forma de energía: mecánica, eléctrica, luminosa, química y térmica; en cada etapa se disipa algo de energía como calor, y el panel de datos muestra que la energía total que entra siempre es igual a la útil más la disipada.
Parámetros que puedes cambiar
- Pantalla Introducción (fogones, objetos, termómetros), Sistemas (cadena de energía)
- Mostrar bloques de energía
- Fuente de energía (pantalla Sistemas) Grifo, Sol, Tetera calentada en un fogón, Ciclista
- Convertidor (pantalla Sistemas) Generador, Panel solar
- Consumidor (pantalla Sistemas) Bombilla incandescente, Bombilla fluorescente, Hervidor eléctrico, Ventilador eléctrico
Preguntas para explorar
- Cuando el ciclista enciende la bombilla, ¿por qué formas pasa la energía?
- Si pones el bloque de hierro y el vaso de agua sobre dos fogones al mismo nivel, ¿cuál se calienta antes y por qué?
- ¿Por qué una bombilla incandescente disipa más energía que una fluorescente y adónde va la energía disipada?
