SaberesTrimestre 2
Saberes · 2° de Telesecundaria

Calor, motores y emisiones

Producto: Carteles ilustrados

planeación - La ruptura con el Cardenismo y el intento de industrialización
TELESECUNDARIAS 2° GRADO TRIMESTRE 3
CAMPO FORMATIVOÉtica, Naturaleza y Sociedades
DISCIPLINASHistoria, Geografía, Formación Cívica y Ética.
NOMBRE DEL PLANTEL _________________________ CCT _________________________ DOCENTE _________________________
CICLO ESCOLAR_________________________ TRIMESTRE3 GRADOSegundo GRUPO(S)_________________________
TOTAL DE HORAS A LA SEMANA LENG.SPC. ENS.DHyLC. COMUNIDAD_________________________
CONTENIDO INTEGRADO
La termodinámica estudia las transformaciones entre calor y trabajo. La primera ley establece que la energía total se conserva (Q=ΔU+W). Los motores de combustión interna convierten energía química del combustible en calor y luego en trabajo mecánico, con eficiencia típica de 25-35%. En México circulan 53.1 millones de vehículos (INEGI 2023) que emiten ~170 millones de toneladas de CO&sub2; al año, representando el 25% de las emisiones nacionales. Un litro de gasolina libera ~2.31 kg de CO&sub2;. La segunda ley indica que el calor fluye espontáneamente de lo caliente a lo frío, y ningún motor puede ser 100% eficiente. México es el 12° emisor mundial de gases de efecto invernadero con 737 MtCO&sub2;e (2022).
SUBCONTENIDOS
Física:
Calor: transferencia de energía térmica entre cuerpos a diferente temperatura. Unidad: joule (J) o caloría (1 cal=4.186 J). Calor específico: Q=mcΔT. Agua: c=4,186 J/(kg·°C). Primera ley: Q=ΔU+W. Eficiencia térmica: η=W/Q_entrada. Motor de gasolina: η≈25-30%. Motor diésel: η≈30-35%. Carnot (máxima teórica): η=1−T_fría/T_caliente.

Matemáticas:
Cálculos de calor: para calentar 2 L de agua de 20°C a 100°C, Q=2(4,186)(80)=669,760 J=160 kcal. Eficiencia: si un motor consume 40,000 J y produce 10,000 J de trabajo, η=10,000/40,000=25%. Emisiones: 53.1 millones de autos×15,000 km/año×8 L/100 km = 63,720 millones de litros de gasolina/año×2.31 kg CO&sub2;/L = 147 MtCO&sub2;.

Tecnología:
Motor de 4 tiempos: admisión, compresión, explosión, escape. Convertidor catalítico: reduce emisiones de CO, NOx e hidrocarburos. Autos híbridos y eléctricos: eficiencia hasta 90%. En México, el programa de verificación vehicular opera en 15 estados. El Metro de CDMX evita ~240,000 toneladas de CO&sub2;/año al transportar 4.6 millones de pasajeros/día.

EJES ARTICULADORESPensamiento Crítico, Igualdad de Género, Interculturalidad Crítica.
PROYECTOS DE INTEGRACIÓN COMUNITARIA CON QUE SE VINCULAN
PROYECTO DE AULAInvestigar y analizar aspectos de institucionalización del poder, desarrollo estabilizador y desigualdad social, sintetizando los hallazgos en un(a) linea del tiempo que demuestre comprensión y capacidad de comunicación.
PROYECTO DE ESCUELAExposición científica escolar donde los equipos presenten sus Carteles ilustrados sobre “Calor, motores y emisiones”, demostrando sus experimentos, gráficas y conclusiones ante compañeros y docentes de otros grupos, promoviendo el interés por la ciencia y la investigación.
PROYECTO COMUNITARIOCampaña informativa comunitaria donde los estudiantes compartan los resultados de su investigación sobre el tema con familias y vecinos, vinculando sus hallazgos con la problemática “Acoso escolar (bullying/ciberbullying)” y proponiendo acciones concretas basadas en evidencia científica.

PROYECTO PARCIAL DE AULA
La institucionalización del poder y el proceso de crecimiento sin desarrollo
DESARROLLO DE ACTIVIDADES
MOMENTO 1 Pregunta detonadora: ¿Sabías que de toda la gasolina que consume tu auto, solo el 25% se convierte en movimiento? El 75% restante se desperdicia como calor. ¿A dónde va todo ese calor?

Actividad vivencial: Se frotan las manos rápidamente durante 15 segundos y se nota el aumento de temperatura: el trabajo mecánico se convirtió en calor. Luego, el docente calienta agua en un matraz con una vela y coloca un globo en la boca: al calentarse el aire se expande y el globo se infla (calor→trabajo). Se mide la temperatura del agua antes y después. Finalmente, se calcula: ¿cuánto CO&sub2; produce el viaje de ida y vuelta a la escuela en auto? (distancia×consumo×2.31 kg/L).

Dato impactante: Si todos los autos en México se apagaran un solo día, se evitarían ~466,000 toneladas de CO&sub2;, equivalente a lo que absorben 23 millones de árboles en un día.
VINCULACIÓN CAMPO FORMATIVO:
• LEN (Lenguajes): Libro de texto, segundo grado. Análisis de textos históricos y argumentación, Págs. 172-190.
• DHyLC (De lo Humano y lo Comunitario): democracia, diversidad y equidad. Págs. 85-100.
ESTRATEGIA NACIONAL: CONVIVE - Eduquemos para la Paz — Vinculada con la problemática “Acoso escolar (bullying/ciberbullying)” que afecta a la comunidad escolar. Las actividades del proyecto integran acciones concretas para sensibilizar, prevenir y proponer soluciones desde el aula.
MOMENTO 2PLANEACIÓN
PLANEACIÓN Los estudiantes se organizan en 5 equipos para investigar este proyecto:

Equipo 1 — Calor y temperatura: Distinguen calor de temperatura experimentalmente: calientan 100 mL y 500 mL de agua con la misma fuente de calor y miden la temperatura cada minuto durante 10 minutos. Grafican T vs tiempo. Calculan Q=mcΔT para ambas muestras. Explican por qué menos agua se calienta más rápido.

Equipo 2 — Motores de combustión interna: Investigan el ciclo de 4 tiempos (Otto): admisión, compresión, explosión, escape. Elaboran un diagrama detallado de cada fase. Calculan la eficiencia: si 1 L de gasolina contiene 34.2 MJ y un auto recorre 12 km con ese litro, ¿cuánta energía se convierte en movimiento y cuánta en calor residual?

Equipo 3 — Emisiones y huella de carbono: Calculan la huella de carbono de la escuela: viajes de alumnos y maestros, consumo eléctrico, gas de la cocina. Investigan: 1 L de gasolina=2.31 kg CO&sub2;, 1 kWh de CFE=0.435 kg CO&sub2; (factor de emisión México 2023). Proponen 5 acciones para reducir emisiones.

Equipo 4 — Alternativas limpias: Comparan eficiencia y emisiones de motores de gasolina (25%), diésel (35%), híbridos (40%), eléctricos (90%) y hidrógeno. Investigan cuántos autos eléctricos hay en México (estimado 60,000 en 2024) y la infraestructura de carga disponible.

Equipo 5 — México y el cambio climático: Investigan el inventario nacional de emisiones (INECC): 737 MtCO&sub2;e en 2022. Desglosan por sector: transporte 25%, electricidad 24%, industria 17%, agricultura 12%, otros 22%. Investigan los compromisos de México en el Acuerdo de París (reducir 35% de emisiones para 2030).
FECHA_____________

Esto es una muestra.

La planeación completa cuesta $40.

Lo que sigue: 5 sesiones desarrolladas · 15 momentos con su tiempo · 285 minutos de clase planeados · 3 criterios en la rúbrica · Adecuaciones para barreras de aprendizaje.