Plan de lección de convección

Objetivos de aprendizaje

Al final de esta lección, los estudiantes podrán:

• Identificar cuándo ha ocurrido la convección
• Usa la fórmula de la convección
• Describe lo que sucede cuando ocurre la convección.

Longitud

80 a 100 minutos

Materiales

Para demostración:

• Pecera llena de agua a temperatura ambiente
• Dos tubos de ensayo con tapones
• Cubilete
• Plato caliente
• Congelador o baño de hielo
• Colorante rojo y azul para alimentos

Para las actividades y la lección restantes:

• Revistas científicas
• Convección en la ciencia: definición, ecuación y ejemplos
• Proyector
• Imágenes de diferentes tipos de transferencia de calor (es decir, una mano tocando una estufa)
• Problemas matemáticos de convección
• Calculadora
• Copias del cuestionario de la lección, una para cada alumno

Estándares del plan de estudios

• CCSS.ELA-LITERACY.RST.9-10.4

Determinar el significado de símbolos, términos clave y otras palabras y frases específicas de dominio tal como se usan en un contexto científico o técnico específico relevante para los textos y temas de los grados 9-10.

• CCSS.ELA-LITERACY.RST.9-10.9

Compare y contraste los hallazgos presentados en un texto con los de otras fuentes (incluidos sus propios experimentos), y observe cuándo los hallazgos apoyan o contradicen explicaciones o relatos anteriores.

Instrucciones

• Antes de que comience la clase, prepare la demostración:
  • Llene un tubo de ensayo con 3/4 de su capacidad de agua, agregue unas gotas de colorante rojo para alimentos y coloque el tubo de ensayo en un vaso de precipitados con agua. Calentar el vaso de agua en un plato caliente hasta que hierva.
  • Llene un segundo tubo de ensayo con 3/4 de su capacidad de agua, agregue unas gotas de colorante azul para alimentos y colóquelo en un congelador (o en un baño de hielo si no hay un congelador disponible). Asegúrese de que el agua no se congele, pero deje que se enfríe mucho.
• Una vez que lleguen los estudiantes, plantee la siguiente pregunta: Una vez que se quitan los tapones, ¿qué harán el agua fría (azul) y el agua caliente (roja) cuando se coloquen en el agua a temperatura ambiente? Una vez que los estudiantes hayan escrito su diario, tómese un momento para repasar las predicciones.
• Coloque tapones en ambos tubos de ensayo y colóquelos con cuidado en lados opuestos en el fondo de la pecera. Una vez que todos estén listos, retire los tapones de cada tubo de ensayo y haga que los estudiantes observen lo que sucede. Haga que los estudiantes escriban lo que ocurrió.
• A continuación, comience el video Convección en la ciencia: definición, ecuación y ejemplos
• Pause el video a las 2:20 y pida a los estudiantes que escriban en sus diarios por qué el agua roja subió a la parte superior del tanque y por qué el agua azul se quedó en el fondo del tanque. Haga que los estudiantes observen lo que está sucediendo ahora (el agua azul puede comenzar a subir y el agua roja puede comenzar a hundirse). Tómese un momento para discutir esto con los estudiantes después de haber escrito su diario.
• A continuación, juegue un juego para distinguir la convección de la conducción y la radiación.
  • Divida a los estudiantes en equipos (2-4 estudiantes por equipo). Dígales a los estudiantes que cada equipo comienza con 100 puntos y que pueden apostar hasta la mitad de sus puntos por cada pregunta. Las respuestas correctas tendrán los puntos agregados a la puntuación, mientras que las respuestas incorrectas resultarán en la deducción de puntos. Pregunte a cada equipo cuánto les gustaría apostar.
  • Muestre una imagen de un tipo de transferencia de calor en el proyector. Si los estudiantes están familiarizados con la conducción y la radiación, esas pueden ser parte de sus respuestas. Si no es así, pídales que respondan con las respuestas «convección» y «no convección». Dé a cada equipo 1 minuto para discutir y luego haga que un estudiante forme cada equipo y sostenga un papel con la respuesta. Repita con varias imágenes diferentes. Pausa el juego (volverán a él en breve).
• Reanude el video, deteniéndose a las 2:40 para que los estudiantes escriban la ecuación y las variables en su diario.
• Reanude el video, deteniéndose nuevamente a las 3:27. Repase el problema de ejemplo con los estudiantes.
• Vuelva a colocar a los estudiantes en sus equipos y reanude el juego de apuestas, pero esta vez para problemas de matemáticas. Repite varias veces.
• Reanude el video y reprodúzcalo hasta que se complete. Haga que los estudiantes dibujen un ejemplo de convección del video en sus revistas científicas.
• En el próximo período de clase, haga que los estudiantes completen la prueba de la lección sobre convección como campana.

Extensiones

• Haga que los estudiantes aprendan más sobre otros tipos de transferencia de calor (conducción y radiación)
• Instruya a los equipos de estudiantes para que creen sus propias demostraciones de convección para compartir con la clase.
• Haga que los estudiantes propongan formas de evitar la pérdida de calor en sus hogares (por conducción o convección)

Lecciones relacionadas

• ¿Qué es la conducción en la ciencia? – Definición y ejemplos
• Transferencia de calor por conducción: ecuaciones y ejemplos
• Radiación, transferencia de calor y la ley de Stefan-Boltzmann

Rodrigo Ricardo Editor y fundador