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Experimento del globo que no explota.

Realizado por los alumnos: -

ÁLVARO CABELLO LÓPEZ

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ÓSCAR FALCÓN MÁRQUEZ

FICHA EXPERIENCIA: EL GLOBO QUE NO EXPLOTA FASE I: 1. Título: EL GLOBO QUE NO EXPLOTA 2. Orientación educativa: 2.1 ¿Para qué hacer esta experiencia? Para que los niños aprendan la propiedad de absorción de calor que está asociada al tema de las energías, en concreto la energía calorífica.

2.2. Pregunta(s) (problemas) que oriente(n) el sentido de la experiencia. ¿Existe la posibilidad de que un globo aguante sin explotar aunque se le acerque una llama? En caso de decir ‘’No’’ da tu opinión. 3. Hipótesis: Posibles respuestas (hipótesis) de los estudiantes a la pregunta / problema o a la explicación de por qué ocurre el fenómeno. - Las respuestas de los estudiantes: 1. Sí, depende de lo inflado que esté el globo. 2. No, si está muy lleno explotará más rápido por el espacio que ocupa. - Luego su hipótesis de por qué ocurre el fenómeno es: 1. La relación que encuentran los niños es que a medida que hay más aire dentro del globo el calor de la llama hace más efecto y explotará antes.

4. Tiempo 10 minutos 5. Materiales ● Una vela ● Dos globos ● Agua

6. Procedimiento 1) Inflamos el primer globo y le hacemos un nudo en la boquilla para cerrarlo. 2) A continuación cogemos el segundo globo y lo llenamos de agua hasta la mitad haciéndole al final otro nudo. 3) Encendemos la vela 4) Acercamos el primer globo, y se observa que explota al contacto con el fuego 5) Acercamos el segundo globo con agua y observamos que no explota. Video: https://www.youtube.com/watch?v=IhSrQXrvvJE#action=share 7.

Esquema.

1.- Inflamos globo → acercamos vela→ explota globo 2.- Llenamos globo de agua→ acercamos vela→ globo no explota

8. ¿Qué ocurre? El globo no explota porque su membrana no alcanza la temperatura de ignición. Esto ocurre porque: ●

La energía que se le comunica se invierte en aumentar la temperatura del agua, pero ésta tiene una gran capacidad calorífica y necesita mucha energía para aumentar su temperatura. Para transferir el calor se hace por el método de conducción a través de la membrana del globo.

En resumen el globo no explota porque el calor suministrado por la vela se emplea en aumentar la temperatura del agua, que se elevará unos grados durante los 10 ó 15 segundos que dura el experimento, y no en subir la temperatura de la membrana del globo. Conceptos que usamos: Energía: El concepto de energía está relacionado con la capacidad de generar movimiento o lograr la transformación de algo. En el ámbito económico y tecnológico, la energía hace referencia a un recurso natural y los elementos asociados que permiten hacer un uso industrial del mismo. http://definicion.de/energia/#ixzz2zmZVjsMY - Calor: energía que se traspasa de un sistema a otro o de un cuerpo a otro, una transferencia vinculada al movimiento de moléculas, átomos y otras partículas. http://definicion.de/calor/#ixzz2zmZyBwK3

Temperatura de ignición: temperatura mínima necesaria para que la materia empiece a arder y la llama se mantenga sin necesidad de añadir calor exterior. Para esto tiene que haber las condiciones del entorno son las normales (atmósfera normal, presión atmosférica normal — 1013 hPa—) http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ignici%C3%B3n#Temperatura_de_ignici.C3.B3n -

Conducción: La conducción es el fenómeno consistente en la propagación de calor entre dos cuerpos o partes de un mismo cuerpo a diferente temperatura debido a la agitación térmica de las moléculas, no existiendo un desplazamiento real de estas. http://www.cecatherm.com/calefaccion-radiante/radiacion-conveccion-conduccion

- Capacidad calorífica: es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. Es la energía necesaria para aumentar la temperatura de una determinada sustancia en una unidad de temperatura. http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica 9. Dificultades. No se nos han presentado dificultades. 10. Referencias bibliográficas. http://www.experimentoscaseros.org/2010/10/globo-que-no-revienta-calorimetria.html FASE II 1. ¿Qué pueden aprender los escolares con la experiencia? Se pretende que el niño aprenda a través de un experimento ameno y entretenido sobre el fenómeno de transmisión de calor y la absorción de calor del agua. 2. ¿posibles preguntas? - ¿Influye la cantidad de agua dentro del globo?, ¿si el globo es más grande tarda más tiempo que uno chico?, ¿influye el color del globo? 3. ¿Qué saben los niños de una edad concreta sobre esta cuestión? ¿Qué concepciones alternativas a las científicas o dificultades podrían tener los niños? Se buscará literatura específica para responder a las preguntas o se realizarán encuestas. -

Si con 10 años (3º de primaria) el niño no ha dado la transmisión de energía a través de los cuerpos, no sabrá explicar cómo sucede este experimento. Además de que no tiene

ideas previas sobre el concepto de capacidad calorífica, el cual es clave para comprender el experimento. Para decir esto nos basamos en el libro de tercero de primaria de conocimiento del medio de la editorial Vicens vives. -

No van a entender cómo un globo, cuando esté lleno de agua, no explota con el fuego, es decir, el niño creerá que ambos acaban explotando por igual.

4. Explicación de por qué ocurre y selección de conceptos a utilizar, escribiendo sus definiciones, pensando en los escolares de un ciclo. Conceptos a utilizar: -Temperatura de ignición: es la temperatura que tiene que alcanzar un objeto para que comience a arder. - Energía: es la capacidad que tienen los objetos para producir cambios. http://didactalia.net/comunidad/materialeducativo/recurso/la-energia-presentacion-paraprimaria/56256712-6e6d-439e-9d4a-163b1be3c729 - Capacidad calorífica: Es una propiedad de los cuerpos, de forma que cuánto más capacidad calorífica tenga uno, más energía necesitara para subir su temperatura. - Calor: es el paso de energía térmica de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. - Conducción: forma de transferir el calor de un objeto a otro cuando hay contacto. http://www.tareasya.com.mx/index.php/tareas-ya/primaria/cuarto-grado/ciencias-naturales/950El-calor.html

5. Opcional: inclusión breve de historia de la ciencia sobre la evolución de algunos de los conceptos implicados.

Historia del Calor

Aún en tiempos antiguos, ya se daba por entendido que la luz y el calor son diferentes. El fuego se consideraba como uno de los elementos, sin embargo, los sabios se dieron cuenta que mientras el fuego se consumía, sus flamas propagaban luz y calor y aún después de que el fuego se apagara, las ascuas o residuos del fuego seguían propagando calor. Joseph Black (1728 - 1799) fue el primer químico moderno en ofrecer una explicación sobre el calor. Él notó que al llenar una tetera de agua y hielo y colocarla al fuego, la temperatura del hielo no cambiaba hasta que este se derretía. Basándose en su observación, Black sugirió que el calor fluye como un fluido. Lavoisier fue el primer científico en formalizar el concepto de calor-fluido, en lo que él llamó la teoría "calorífica". La palabra Calorífico en Latín significa calor. Él se imaginó el calor como un fluido insípido, inoloro, invisible e ingrávido al cual llamó fluido calorífico. Él también sugirió que los cuerpos calientes contienen más del fluido calorífico que los cuerpos fríos. El primer esfuerzo por hacer una escala de temperatura estándar ocurrió alrededor de 170 AD, cuando Galen propuso una temperatura neutral estándar compuesta de cantidades iguales de agua hirviendo y hielo. Los primeros dispositivos para medir la temperatura se llamaban termoscopios. El primer termómetro sellado que utilizaba un líquido como medio termométrico fue creado en 1641 para Ferdinand II, Gran Duque de Toscana. Este termómetro utilizaba un dispositivo sellado de alcohol en un vaso que tenía marcas en el tallo cada 50 grados. En 1724, Gabriel Fahrenheit, un fabricante de instrumentos de Amsterdam, utilizó el mercurio como líquido termométrico. Mientras tanto, existían diferentes teorías que se basaban en la observación que el movimiento o moción mecánico tiende a producir calor. Los científicos habían observado que los componentes de la energía mecánica, energía cinética y energía potencial eran intercambiables. El hecho de que la fricción producía calor y que también era un modo de conversión de energía, les hizo creer que la energía mecánica se estaba convirtiendo en calor. En 1798, Benjamín Thompson, un inglés que pasó sus primeros años en la América prerevolucionaria, era ministro para la Guerra y policía en el estado alemán de Baviera. Uno de sus deberes era vigilar la perforación de los cañones en el arsenal estatal. Thompson se impresionó por la enorme cantidad de calor que se generaba en este proceso y no podía entender de donde venía. Él observó que los alrededores de los cañones cada vez se ponían más calientes y que este proceso de calentamiento continuaba mientras la máquina perforadora estuviera operando. Basándose en estas observaciones, Thompson postuló que parte del trabajo mecánico hecho por la máquina perforadora era convertido en calor. En esta época, este fue un concepto bastante revolucionario y la mayoría de las personas no lo aceptaron. Thompson también observó que el calor podía producirse meramente del movimiento, sin ninguna combustion química. Tales observaciones dieron lugar a la creencia que el calor era causado debido al movimiento invisible de partículas invisibles de materia. Durante esta época, John Dalton presentó la idea de los átomos, y después estudió más seriamente el concepto de energía cinética de calor. En 1849, un físico inglés llamado James Prescott Joule confirmó que el trabajo o esfuerzo podía convertirse en calor. Él descubrió que la misma cantidad de esfuerzo siempre genera la misma cantidad de calor. Joule formuló el

"esfuerzo equivalente de calor" (work equivalent of heat), que declara que 1 metro newton de esfuerzo es equivalente a 0.241 calorías de calor. Una caloría es la cantidad de calor requerida para aumentar la temperatura de un gramo de agua por un grado centígrado. Actualmente medimos el calor y el esfuerzo en la misma unidad, para que un metro newton o un joule de esfuerzo sean equivalentes a un joule de calor. Joule concluyó que cada caloría produce 4.18 joules de calor. En 1850, el físico alemán Clausius postuló que la cantidad esencial que se conserva no es ni calor, ni esfuerzo, sino una combinación de los dos, que se conoce como energía. En 1860, James Clerk Maxwell formalizó el concepto de calor y la temperatura diciendo que este era la suma total de energías cinéticas de las partículas de un cuerpo y que la temperatura era el promedio de las energías cinéticas de todas las partículas de un cuerpo. http://www.electricalfacts.com/Neca/Science_sp/heat/history_sp.shtml...