ECLIPSE SOLAR
APROVECHEMOS DE LA ENERGIA SOLAR
PROYECTO:
APROVECHEMOS LA ENERGIA DEL SOL EN NUESTRO HOGAR
ACTIVIDADES PARA DESARROLLAR
Libro de proyectos p谩gina 129
INICIEMOS Y OBSERVEMOS
Existen diferentes fuentes de energ铆a que se utilizan en beneficio de la humanidad. Algunas de estas provienen de fuentes naturales y se consideran renovables. La energ铆a solar es una de ellas; provee de energ铆a termina y lum铆nica en forma de calor y luz. Sin embargo, esta no es completamente sustentable, los materiales y equipos necesarios para transformar la energ铆a producen desperdicios t贸xicos para el medio ambiente. Por ejemplo, para producir paneles solares se genera una gran cantidad de gases de efecto invernadero y desechos t贸xicos. Aun no existe un proceso adecuado para reciclar la totalidad de los componentes de los paneles solares obsoletos que se convierten en desperdicios t贸xicos (lamas, 2020).
El aprovechamiento sustentable de la energ铆a solar es todo un reto. ¿C贸mo se podr铆an conseguir los beneficios de la energ铆a solar sin da帽ar el medio ambiente?
DISE脩O Y DESARROLLO DE LA INDAGACI脫N
¡Aqu铆 est谩 el problema!
Es posible aprovechar la energ铆a solar de manera eficiente, sin emplear procesos contaminantes, al utilizar las diferentes formas de transmisi贸n de la energ铆a t茅rmica.
Utilicen sus conocimientos previos sobre las formas de transmisi贸n de la energ铆a t茅rmica.
1. Organicen comunidades de tres integrantes e investiguen sobre las aplicaciones que tiene cada una de las formas de transmisi贸n de la energ铆a t茅rmica.
2. Cada integrante investigue sobre alguna de ellas en las fuentes confiables que tenga al alcance, como el libro Colecci贸n Sk´asolil. Saberes y pensamiento cient铆fico.
BUSCA Y ENCUENTRA
¿C贸mo se puede transmitir la energ铆a t茅rmica? Para dar respuesta a esta pregunta, realicen los siguientes experimentos.
Materiales:
2 botellas de reuso del mismo tama帽o y material. Pueden ser de agua.
Tijeras
Pintura negra
2 term贸metros
Una brocha
Un litro de agua
Un reloj
Experimento 1
1. Corten las botellas a la misma altura
2. Pinten una de las botellas de color negro. Una vez seca, lleven ambas a un lugar soleado.
3. Llenen cada botella con la misma cantidad de agua.
4. Coloquen un term贸metro en cada botella y registren en una libreta la temperatura del agua.
5. Dejen las botellas al sol durante 45 minutos con los term贸metros dentro de ellas.
6. Midan la temperatura cada 15 minutos y reg铆strenla en su libreta.
Temperaturas | |
Botella transparente | Botella negra |
1. | 1. |
2. | 2. |
3. | 3. |
7. Comenten entre ustedes lo que notaron sobre la transferencia de energ铆a entre la luz del sol, las botellas y los term贸metros, y elaboren una lista con las diferentes transferencias de energ铆a t茅rmica que detecten. Despu茅s, expliquen cual fue el mecanismo de transferencia de energ铆a t茅rmica observada en el experimento.
8. Investiguen sobre la radiaci贸n del cuerpo negro (la botella pintada). Como se representa anal铆ticamente, en donde se presenta y como puede aprovecharse.
9. Registren en su cuaderno sus observaciones, luego respondan lo siguiente: ¿C贸mo podr铆an aprovechar los tipos de transferencia de energ铆a t茅rmica que encontraron en el experimento? ¿Cu谩les serian las ventajas y desventajas?
10. Tomen en cuenta que la transferencia de energ铆a termina siempre ocurre del objeto de mayor temperatura a otro de menor temperatura.
EXPERIMENTO 2
1. Forren el interior de las 4 cajas y las tapas con el papel aluminio, asegur谩ndose de cubrir toda la superficie.
2. Recorten la caja de cart贸n en tiras de 10 cm x 20 cm y f贸rrenlas tambi茅n con el papel aluminio.
3. Cubran las cajas por fuera con la cinta canela.
4. En cada caja chica coloquen una bolsa para basura.
5. Tomen una caja grande e introduzcan en ella una de las chicas.
6. Pongan unos cubos de hielo en la caja mas chica y tomen la temperatura. Tapen la caja.
7. Tomen el otro par de cajas, pero, en esta ocasi贸n, coloquen las tiras de cart贸n a manera de rejillas aislantes entre la caja peque帽a y las paredes de la caja grande. Coloquen el hielo y tomen la temperatura del interior de la caja. T谩penla.
8. Lleven ambas cajas a un lugar soleado.
9. Escriban en su cuaderno lo que creen que suceder谩 con cada par de cajas y justifiquen porque ser谩 as铆.
10. Despu茅s de 15 minutos tomen nuevamente la temperatura de cada una de las cajas.
11. Registren sus mediciones en su cuaderno.
12. Anoten sus observaciones y expliquen los resultados obtenidos. Expliquen c贸mo funciona la conversi贸n en la atmosfera terrestre y porque consideran que obtuvieron esos resultados.
MATERIALES:
4 cajas de cart贸n de dos diferentes tama帽os, preferentemente con tapa. Dos de ellas deben entrar en las otras dos.
Una caja de cart贸n para recortar
Un rollo de papel aluminio de 10 metros
2 bolsas para basura
Tijeras
Un rollo de cinta canela o para embalaje
Una regla de 30 cm o un flex贸metro
Un term贸metro
Hielo
ENCUENTRA Y APRENDE
En los experimentos anteriores pudieron trabajar con los mecanismos de transmisi贸n de energ铆a t茅rmica por conducci贸n, radiaci贸n y convecci贸n. Ahora, el reto es aprovechar la energ铆a t茅rmica que se obtiene del sol como fuente de energ铆a para el dise帽o y construcci贸n de alg煤n dispositivo equipado para aprovechar la energ铆a t茅rmica de forma sustentable, 煤til en la vida diaria.
1. Organ铆cense en equipos y elijan alguna propuesta de dispositivo, por ejemplo, un horno solar, un calentador, solar con botellas de pl谩stico o un sistema aislante t茅rmico.
2. Investiguen como elaborar su dispositivo en fuentes confiables y compartan sus hallazgos en asamblea.
3. De acuerdo con el dispositivo que eligieron, tomen en cuenta las siguientes preguntas para responderlas cuando realicen sus experimentos.
a) ¿Cu谩les son los tipos de transferencia de energ铆a que se dan en un horno solar?
b) ¿C贸mo se da la transferencia de calor dentro y fuera del horno solar?
c) ¿C贸mo se podr谩 conseguir aislar la caja para su mejor funcionamiento?
d) ¿Existe alguna relaci贸n entre el calor que cuece los alimentos y el color de las cajas?
e) Investiguen la cantidad de radiaci贸n solar, seg煤n la latitud donde se va a construir el horno solar.
f) ¿C贸mo funciona el efecto invernadero dentro del horno y que beneficios se obtienen de este fen贸meno al cocer alimentos?
g) ¿C贸mo se consigue una mejor absorci贸n de la luz solar para que el horno sea m谩s eficiente?
Con esta informaci贸n, ¿pueden concluir que se aprovecha la energ铆a solar de manera eficiente sin emplear procesos contaminantes, al utilizar las diferentes formas de transmisi贸n de la energ铆a t茅rmica?
CONSTRUCCI脫N Y/O COMPROBACI脫N
Los caminos posibles
1. En comunidades, dise帽en y construyan el dispositivo que eligieron, teniendo en cuenta la informaci贸n que obtuvieron. Consideren la necesidad de transportarlo a donde ser谩 su lugar de funcionamiento.
a) Tengan a la mano los materiales necesarios para llevarlo a cabo, as铆 como las herramientas para armar su dispositivo y la ayuda de un familiar adulto en caso de ser necesario.
2. Consideren lo obtenido en las indagaciones realizadas para lograr un producto eficiente, funcional y capaz de satisfacer las necesidades, as铆 mismo, el cuidado del medio ambiente durante y despu茅s de su construcci贸n.
3. Verifiquen que el dispositivo terminado tenga un optimo funcionamiento y, si es necesario, hagan ajustes o investigaciones extra.
4. Tengan en cuenta que es conveniente tomar datos de los tiempos que se requieren para logar los resultados esperados y volver a ajustar, si fuera el caso.
COMUNICACI脫N
Ya lo tengo
Una vez hecho y probado su dispositivo, presenten los resultados. Para ellos, muestren el dispositivo ante la clase, procuren la participaci贸n de cada uno.
a) Describan como fue el proceso de construcci贸n, la indagaci贸n que realizaron para llegar a la comprensi贸n sobre su funcionamiento, los conceptos f铆sicos aprendidos y aplicados, as铆 como los obst谩culos y las adecuaciones hechas para lograr su funcionamiento optimo.
b) Expongan las ventajas y desventajas del dispositivo construido, si contribuye a la mejora de su casa o comunidad, y una reflexi贸n sobre el impacto y mejora del medio ambiente.
c) Hablen sobre las emociones que sintieron durante el proceso de indagaci贸n y an谩lisis, asi como el sentimiento de responsabilidad, compa帽erismo, logro o decepci贸n, si lo tuvieron, y como lo superaron.
d) Otorguen un valor a su trabajo de acuerdo con la percepci贸n de lo que realizaron y pregunten a sus compa帽eras y compa帽eros de clase las mejoras que podr铆an realizar. Para que la presentaci贸n sea favorable, deben considerar los siguientes momentos para lograr el 茅xito.
ANTES: es el tiempo destinado a la preparaci贸n de lo requerido para la presentaci贸n, se puede realizar una lista para verificar que cuentan con todo, es importante planear cada detalle par que todo vaya bien y puedan exponer los resultados de su investigaci贸n.
DURANTE: en este momento es importante la escucha activa y el respeto mutuo si se realiza la presentaci贸n frente a sus compa帽eras y compa帽eros de clase. En caso de tener un publico mas extenso, pueden recurrir a t茅cnicas de relajaci贸n y regulaci贸n de emociones, asimismo, cuando les toque participar como observadores, muestren respeto por el trabajo de sus compa帽eros.
DESPUES: este momento se considera para hacer una introspecci贸n y revisar las actividades realizadas para valorar lo hecho y reflexionar sobre las posibles acciones de mejora.
AUTORREFLEXI脫N
Valorando mis pasos
1. Organicen una muestra de trabajos con los miembros de la comunidad escolar y presenten su prototipo o dise帽o.
a) Expongan su principio de funcionamiento, ventajas, desventajas, porque es 煤til para su comunidad y las posibles aplicaciones en su entorno cercano.
2. Organizados en asamblea, comenten con sus compa帽eros como se sintieron con la actividad, cuales fueron sus aciertos y cuales las 谩reas que pueden mejorarse.
a) Mencionen como enfrentaron los conflictos al interior del equipo.
b) Mencionen cuales fueron las fortalezas que encontraron en cada uno de ustedes.
3. Marca la siguiente rubrica de acuerdo con los criterios solicitados, siempre reflexionando sobre los aspectos a considerar. Al final, comenta sobre las aportaciones realizadas, el proceso que se sigui贸 para su construcci贸n y lo que aporto a la comunidad.
