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Libro para el maestro
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PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 3
SESIÓN 4
La máquina de vapor transforma la energía térmica del vapor en energía mecánica.
Esta máquina se considera un motor de combustión externa, ya que el combustible se quema fuera del cilindro donde ser realiza el trabajo.
El vapor de la caldera llega a un cilindro con un émbolo, donde al expandirse cede su energía al émbolo, produciendo que éste se desplace. Cuando el
vapor se enfría, se expulsa a la atmósfera o puede condensarse nuevamente para comenzar otro ciclo.
Entrada de vapor
Expulsión del vapor y el émbolo
regresa a su posición original
Empuje sobre el émbolo producido por
la expansión del vapor
Fase III.
¿Cómo podemos contribuir a la solución
del
problema
?
Construyan un modelo
de barco de vapor.
1. Tomen en cuenta los principios en los que se basan las máquinas de vapor.
2. Lleven a cabo el procedimiento sugerido:
a) Necesitan:
i.
Trozo de tubo de metal ligero, cobre o aluminio de preferencia, de 1
cm
de
diámetro y 10
cm
de longitud; cerrado o soldado por uno de sus extremos
ii. Dos trozos de alambre grueso de unos 50
cm
de longitud
iii. Corcho o tapón de plástico que se ajuste al extremo abierto del tubo
iv. Dos velas pequeñas
v. Trozo de madera o de unicel con la forma de una balsa
vi. Agua caliente para llenar el tubo
vii. Caja de cerillos
viii. Martillo
ix. Varios clavos
b) Realicen lo siguiente:
i.
Hagan un agujero con un clavo pequeño en el corcho, cerca de la orilla.
ii. Enrollen el alambre en los extremos del tubo para afianzarlo a la base, evitando
que el tubo se deslice.
iii. Fijen los alambres sobre la madera para que el tubo quede a una altura sobre
la lancha, de modo que puedan colocar las velas debajo del tubo.
iv. Claven, en ambas orillas laterales de la barca, unos cuantos clavos para ayudar
a que tenga estabilidad.
v. Llenen de agua caliente unas tres cuartas partes de la capacidad del tubo.
Para cerrar la sesión,
pida a sus alumnos
que expliquen algunas de las medidas
preventivas para el uso de vapor, agua
caliente u objetos calientes en casa.
SESIÓN 4
Antes de iniciar la sesión,
compruebe que
sus alumnos utilicen los conceptos de
energía térmica, energía cinética,
presión
y
densidad
en todas sus
explicaciones. Promueva el diálogo y la
participación de sus alumnos para que
expongan sus ideas acerca de la
transformación de energía.
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En esta sesión los alumnos
construirán
un
barco de vapor
y
valorarán
el interés de los científicos por
diseñar dispositivos que nos ayudan realizar
trabajos pesados, haciendo la vida cotidiana
más fácil. Recuerde a sus alumnos que ahora
tendrán que diseñar su barco de vapor y
probarán su funcionamiento para comprobar
las transformaciones de energía.
Fase III.
¿Cómo podemos contribuir a
la solución del
problema
?
Construyan un modelo
de barco de
vapor.
Colabore con sus alumnos en la construcción
de su barco de vapor. Los barcos se moverán
a distintas velocidades dependiendo de
varios aspectos por cuidar. Aquí se nombran
algunos que pueden influir en un mejor
funcionamiento del dispositivo:
b) i. El agujero en el corcho debe ser muy
pequeño pero sin obstrucción y estará
colocado en la orilla del tapón.
iv. Para obtener mayor calentamiento de
las velas, el tubo de cobre debe
colocarse en el extremo de la flama.
v. El material base del barco debe ser
ligero. De esta forma será menor la
masa que mueve la fuerza provocada
por el escape del vapor.