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Materiales generales
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De laboratorio:
De proyección:
Pizarrón, gis, borrador
Proyector de acetatos
De computo:
PC, y proyector tipo cañón
Programas: Gmail, Googledocs.
Didáctico:
Resumen escrito, en documento electrónico.
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Desarrollo
del proceso
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FASE DE
APERTURA
El Profesor de
acuerdo a su Planeación de clase presenta lo siguiente:
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Preguntas
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¿Qué
es un proceso termodinámico reversible?
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¿En
qué consiste un proceso termodinámico irreversible?
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¿Cómo
enuncio Clausius la 2ª. Ley de la Termodinámica?
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¿Cuál
es el enunciado de la 2ª. Ley de la Termodinámica de Kelvin y
Planck?
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¿Cuál
es el funcionamiento de un refrigerador?
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¿Cuál
sería una conclusión general de la 2a. Ley de la
termodinámica?
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Equipo
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6
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2
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4
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5
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3
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1
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Respuesta
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Se
denominan procesos
reversibles a
aquellos que hacen evolucionar a un sistema termodinámico desde
un estado de equilibrio inicial a otro nuevo estado de
equilibrio final a través de infinitos estados de equilibrio.
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Se
aplica a aquellos procesos que, como la entropía,
no son reversibles en el tiempo.
Desde esta perspectiva termodinámica, todos los procesos
naturales son irreversibles. El fenómeno de la
irreversibilidad resulta del hecho de que si un sistema
termodinámico de moléculas interactivas es trasladado de un
estado termodinámico a otro, ello dará como resultado que la
configuración o distribución de átomos y moléculas en el
seno de dicho sistema variará.
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“Es
imposible construir una máquina cíclica, que no tenga otro
efecto que transferir
calor continuamente de un cuerpo hacia otro, que se encuentre
a una
temperatura más elevada”.
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“Es
imposible construir una máquina térmica que, operando en un
ciclo, no
tenga
otro efecto que absorber la energía térmica de una fuente y
realizar la
misma
cantidad de trabajo”.
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El
refrigerador es una máquina térmica que nos beneficia
directamente. Su función principal es la de mantener los
alimentos en buenas condiciones por más tiempo, es decir,
prolonga su conservación; aunque también tiene otras
utilidades, como enfriar bebidas u otros alimentos que resultan
más placenteros al disfrutarse a bajas temperaturas.
Su
funcionamiento se basa en tomar calor de la parte de baja
temperatura y lo expulsa al exterior, obviamente empleando una
fuente de energía, en este caso, la eléctrica.
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En
términos sencillos, el calor no puede fluir espontáneamente
de un objeto frío a otro cálido. Este enunciado de la segunda
ley establece la dirección del flujo de calor entre dos
objetos a diferentes temperaturas. El calor sólo fluirá del
cuerpo más frío al más cálido si se hace trabajo sobre el
sistema.
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La
Segunda Ley
Por último, vamos a ver el contenido de la
segunda ley de la termodinámica. En términos más o menos
sencillos diría lo siguiente: "No
existe un proceso
cuyo único resultado sea la absorción de calor de una fuente y
la conversión íntegra de este calor en trabajo”. Este
principio (Principio de Kelvin-Planck) nació del estudio del
rendimiento de máquinas
y mejoramiento tecnológico de las mismas. Si este principio no
fuera cierto, se podría hacer funcionar una central térmica
tomando el calor del medio ambiente;
aparentemente no habría ninguna contradicción, pues el medio
ambiente contiene una
cierta cantidad de energía interna, pero debemos señalar dos
cosas: primero, la segunda ley de la termodinámica no es una
consecuencia de la primera, sino una ley independiente; segundo,
la segunda ley nos habla de las restricciones
que existen al utilizar la energía en diferentes procesos,
en nuestro caso, en una central térmica. No existe una máquina
que utilice energía interna de una sola fuente de calor.
FASE DE DESARROLLO
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/segundo/segundo.htm
Siendo que la termodinámica es la rama de la física que estudia
la energía, la transformación entre sus distintas
manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un
trabajo, te sugeriría lisa y llanamente que lleves una olla a
presión, la llenas de agua y la pones a hervir.
Al
comenzar a salir el vapor concentrado en chorros potentes, le
colocas una hélice hecha con madera o papel, que la haga girar, y
explicas que a esa hélice o paleta puede ir conectada una rueda,
o un generador de corriente, o cualquier otro elemento que
aproveche ese movimiento.
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Ejemplos de
Motores Térmicos
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Equipo
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5
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1
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3
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4
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2
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6
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es
un dispositivo que aplica trabajo externo para extraer una
cantidad de calor QC de
un foco frío y entregar calor QH a
un foco caliente.
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Para
una masa constante de gas, la operación de un motor
térmico es
un ciclo repetitivo y su diagrama
PV será
un bucle cerrado.
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Es
conveniente expresar esta eficiencia en términos de la
relación de compresión rC =
V1/V2 y
la relación de expansión rE =
V1/V3.
La eficiencia se puede escribir
y
esto se puede reagrupar de la forma
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Un
frigorífico es un motor
térmico en
el cual se realiza trabajo sobre la sustancia refrigerante, con
el propósito de sacar energía desde un área fría y volcarla
en una región de temperatura mas alta, enfriando por
consiguiente todavía mas la región fría.
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FASE DE CIERRE
Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión
extensa, en la clase, de lo que se aprendió. Para generar una
conclusión grupal relativa a la 2ª. Ley de la Termodinámica.
Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista de
MOODLE.
Actividad Extra clase:
Los alumnos:
Elaboraran su informe, para registrar sus resultados en su Blog.
Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los
depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su
información,
Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información
indagada y la procesaran en Googledocs,
Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al
Profesor en la siguiente sesión.
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