Termodinámica en las actividades de la química

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Enseñanza de la termodinámica

En química de la escuela secundaria, asegurarse de que sus estudiantes comprendan las leyes de la termodinámica es una parte importante de su trabajo. La termodinámica es relevante para cómo funcionan el calor y la temperatura en el mundo, así como también cómo se relacionan con la energía y la fuerza. Cuando los estudiantes comprendan la termodinámica, tendrán un mejor sentido de la relevancia de la química y la física para el mundo que los rodea.

A medida que enseña termodinámica dentro de la química, puede ser útil tener actividades que den vida a estos conceptos abstractos para sus estudiantes. Las actividades de esta lección apelan a diferentes estilos de aprendizaje y fortalezas mientras enseñan a los estudiantes más sobre termodinámica en química.

Actividades visuales

Esta sección ofrece actividades que atraerán a los estudiantes visuales de su clase mientras enseñan sobre termodinámica.

Ilustre la primera ley

La comprensión de la primera ley de la termodinámica es posiblemente lo más importante que los estudiantes deberán internalizar para comprender completamente la termodinámica en química. En esta actividad, los estudiantes deben trabajar con socios.

Cada pareja debe comenzar discutiendo la primera ley de la termodinámica e intentar reformularla con sus propias palabras. Luego, pida a los estudiantes que creen una tira cómica que explique completamente la primera ley de la termodinámica, cómo y por qué funciona, por qué es importante y cómo es importante en el contexto de la química. ¡Deje tiempo para que los estudiantes disfruten de los gráficos de los demás!

Entalpía vs. Energía

A medida que los estudiantes se preparen para trabajar con la primera y segunda leyes de la termodinámica, deberán llegar a comprender las similitudes y diferencias entre la entalpía y la entropía. Haga que los estudiantes trabajen con compañeros para completar un diagrama de Venn que compare y contraste estos conceptos.

En cada sección del diagrama, deben incluir palabras y diagramas que muestren qué tienen en común la entalpía y la energía, en qué se diferencian y por qué cada una de ellas es una fuerza importante dentro de la termodinámica.

Actividades táctiles

Aquí encontrará actividades que permiten a los estudiantes usar las manos y el cuerpo para mejorar su comprensión de la termodinámica.

Investigación del calor y la temperatura

Esta actividad permitirá a sus estudiantes explorar y luego modelar cómo funcionan el calor y la temperatura en diferentes tipos de materia. Empiece por dividir a los estudiantes en grupos pequeños; cada grupo necesitará un termómetro y acceso a un mecanismo de calentamiento.

Al principio, deberían trabajar con agua a temperatura ambiente. Los estudiantes deben registrar la temperatura del agua en grados Celsius y Fahrenheit. Luego, pídales que hiervan el agua, tomando su temperatura cada pocos minutos y registrando los resultados. Una vez que el agua alcanza un punto de ebullición, deben retirarla del fuego y volver a registrar su temperatura cada pocos minutos. Haga que los estudiantes creen un informe de laboratorio o un póster que muestre sus observaciones y saque conclusiones en relación con las leyes de la termodinámica.

Motores de calor Carnot

A medida que los estudiantes aprendan sobre el concepto de energía interna dentro de la termodinámica, es probable que aprendan sobre el motor térmico de Carnot.

Para esta actividad, los estudiantes deben trabajar en grupos pequeños para usar cartón o arcilla para hacer un modelo de la máquina de calor Carnot. Luego, deben etiquetar el motor para mostrar cómo ilustra y muestra el concepto de energía interna. Asegúrese de que los estudiantes tengan la oportunidad de mirar los motores de los demás y discutir por qué este es un modelo ideal para comprender la energía interna.

Actividades verbales

Finalmente, las actividades de esta sección se basan en el lenguaje para ayudar a los estudiantes a aprender más sobre termodinámica.

Entrevista con Hess

Esta actividad requiere que los estudiantes desarrollen una comprensión más profunda de la ley de Hess y el concepto de cambio de entalpía de reacción. Los estudiantes pueden trabajar solos o en pareja.

Haga que su clase imagine que está entrevistando al químico Germain Hess sobre su ley y su significado. Luego, deben redactar la entrevista, incluyendo respuestas hipotéticas que expliquen la naturaleza e importancia de la ley y su relación con la termodinámica en general.

Explicando la energía libre de Gibbs

Los estudiantes deben trabajar con compañeros o en grupos pequeños para esta actividad, que se centra en el concepto de energía libre de Gibbs dentro de la termodinámica. Su tarea es crear una lista de preguntas frecuentes hipotéticas sobre la energía libre de Gibbs y por qué es importante y relevante en este campo. Deben escribir de tres a cinco oraciones precisas y coherentes en respuesta a cada pregunta que incluyan, compilándolas en un folleto o, si la tecnología lo permite, en un sitio web sobre los temas.