1. Ciencia

Unidad Didáctica: La Energía del agua
Parque Natural de la Sierra de Tejeda y
Almijara
Antonia Torres Lorente
I.E.S. “Ntra. Sra. de la Estrella”
Villa del Río
Objetivos generales de etapa del Área de Ciencias de la
Naturaleza relacionados con los objetivos de área del I.E.S.
Objetivos Generales de etapa
Objetivos de área del I.E.S.
1. Fomentar el conocimiento y utilización
Utilizar los conceptos básicos de
correcta de términos científicos adecuados
las Ciencias de la Naturaleza para
a cada situación.
elaborar
una
interpretación 2. Aumentar la capacidad de memorización
científica
de
los
principales
utilizando técnicas adecuadas.
fenómenos naturales, así como 3. Fomentar la aplicación de los conocimientos
para analizar y valorar algunos
adquiridos para explicar los hechos que
desarrollos
y
aplicaciones
ocurren a nuestro alrededor.
tecnológicas
de
especial 4. Estimular la capacidad de razonamiento
relevancia.
lógico.
5. Mejorar el planteamiento y resolución de
problemas de distinto tipo, aplicando
Aplicar estrategias personales,
estrategias propias del método científico.
coherentes con los procedimientos 6. Afianzar el uso correcto de herramientas
de la ciencia, en la resolución de
aritméticas y algebraicas básicas.
problemas.
7. Conseguir que valoren la utilización correcta
de unidades.
8. Afianzar la correcta representación e
interpretación de gráficos.
9. Potenciar la participación en actividades
tanto individuales como de grupo.
10. Afianzar la manipulación correcta de
aparatos y herramientas.
Participar en la planificación y
realización
en
equipo
de 11. Fomentar el respeto hacia los compañeros y
profesores.
actividades
e
investigaciones
12. Estimular el hábito de trabajo y la
sencillas.
continuidad en el esfuerzo.
13. Fomentar el respeto hacia el material del
aula y el laboratorio.
14. Fomentar el uso de bibliografía en la
Seleccionar, contrastar y evaluar
elaboración de trabajos.
informaciones procedentes de 15. Utilizar videos como otra fuente de
distintas fuentes.
información.
16. Utilizar Internet como fuente de información
Unidad didáctica: El agua
pag. 2
17. Favorecer la comprensión lectora utilizando
artículos científicos.
Comprender y expresar mensajes
científicos
con
propiedad, 18. Mejorar la expresión oral y escrita de
conceptos relacionados con las Ciencias.
utilizando diferentes códigos de
comunicación.
19. Eliminar las faltas de ortografía.
20. Mejorar la caligrafía.
Elaborar criterios personales y
razonados
sobre
cuestiones 21. Favorecer una valoración ética de la Ciencia
y la Tecnología.
científicas y tecnológicas básicas
de nuestra época.
Utilizar sus conocimientos sobre el 22. Utilizar los conocimientos sobre el
funcionamiento del cuerpo humano
funcionamiento del cuerpo humano para
para desarrollar y afianzar hábitos
desarrollar y afianzar hábitos de cuidado y
de cuidado y salud corporal.
salud corporal.
Utilizar
sus
conocimientos
científicos para analizar los
mecanismos básicos que rigen el
funcionamiento del medio, valorar 23. Fomentar el
las repercusiones que sobre él
ambiente.
tienen las actividades humanas
contribuir
a
la
defensa,
conservación y mejora del mismo.
respeto
hacia
Conocer y valorar el patrimonio
natural
de
Andalucía,
sus 24. Aumentar el conocimiento
características básicas y los
natural y tecnológico.
elementos que lo integran.
el
del
medio
entorno
Entender que la Ciencia es una 25. Propiciar el reconocimiento de la influencia
actividad humana y que, como tal,
de factores sociales y culturales sobre la
en su desarrollo y aplicación
evolución de la Ciencia y de la Ciencia
intervienen factores sociales y
sobre la evolución de la Sociedad.
culturales.
Entender la Ciencia como un 26. Favorecer la comprensión de que la Ciencia
cuerpo
de
conocimientos
está en continua evolución.
organizados
en
continua
elaboración, susceptibles por tanto
de ser revisados y, en su caso,
modificados.
Unidad didáctica: El agua
pag. 3
Unidad Didáctica: La energía del agua
Nº
Objetivos Didácticos
C,P,A
1 Conocer los conceptos de energía, trabajo, calor,
C
energía mecánica, energía cinética, energía potencial.
2 Entender que la energía puede transferirse de un
C
cuerpo a otro.
3 Analizar las transformaciones que puede sufrir la
P
energía.
4 Entender que siempre se producen pérdidas de energía
C
por rozamiento en forma de calor y sonido y que esta
transformación es irreversible.
5 Explicar el funcionamiento de:
C
• Una noria.
• Un acueducto.
• Un molino de agua.
6 Reconocer las partes de un molino de agua.
C
7 Comprender cómo se puede transformar la energía
C
mecánica del agua en energía eléctrica.
8 Conocer los conceptos de magnetismo e inducción
C
electromagnética.
9 Analizar el funcionamiento de:
P
• La dinamo.
• El alternador.
• El motor eléctrico.
10 Analizar la influencia de las fuentes de energía en el
P
desarrollo humano.
11 Leer e interpretar textos científicos.
P
12 Interpretar tablas, esquemas y dibujos.
P
13 Hacer búsqueda bibliográfica, utilizando Internet como
P
una herramienta más para buscar información.
14 Elaborar y presentar de forma escrita y oral la
P
información recopilada.
15 Realizar actividades prácticas en el laboratorio.
P
16 Trabajar con autonomía y en grupo.
A
17 Valorar el orden, limpieza, buena caligrafía y correcta
A
ortografía en la presentación de trabajos.
18 Entender la importancia de la energía en la vida
A
cotidiana y como puede condicionar el desarrollo de un
pueblo.
Unidad didáctica: El agua
Obj. Área
1,2
1,2
3,4,5
3,4,5
3,4,24,26
1,2
3,4,24,26
1,2
3,4,24
3,4,8,25,26
17
8,17
14,16
18,19,20
3, 9,10,13
9, 11
12,18,19,20
8,21,25
pag. 4
Nº
Contenidos
Obj.
Actividades
Didáctico
energía
1
1,2,3,5
1 Conceptos de: energía, trabajo, calor,
mecánica, energía cinética, energía potencial.
2 Transferencia de energía entre cuerpos.
3 Transformaciones de la energía en distintos casos
relacionados con el agua.
4 Pérdidas de energía en forma de calor, sonido, etc.
5 Funcionamiento de:
• Una noria.
• Un acueducto.
• Un molino de agua.
6 Partes de un molino de agua
7 Obtención de energía eléctrica a partir de la energía
mecánica del agua.
8 Conceptos de electromagnetismo e inducción
electromagnética.
9 Funcionamiento de:
• Una dinamo.
• Un alternador.
• Un motor eléctrico.
10 Las fuentes de energía y el desarrollo humano.
11 Necesidades cotidianas de energía.
12 Interpretación de tablas, esquemas y dibujos.
13
14
15
16
Lectura e interpretación de textos científicos.
Manejo correcto del material de laboratorio.
Recopilación de información de libros o Internet.
Elaboración y presentación de la información obtenida
de forma escrita u oral.
Unidad didáctica: El agua
2
3
2,3,5,10,11
1,2,3,5,10,11
4
5
2,3,5
1,4,5,6,7,8,9
6
7
8
7,8,9
10,11,12,13,
14
12,13
9
13,14,15
10
18
12
16
17,18
2,8,11,16,17,
18
1,3,10
4,12,14,15
1,6,7,8,9
1,3,6,7,8,9,
10,12,14,15
11
15
13
14,17
pag. 5
Nº
Criterios de evaluación
1
Comprobar si el alumno/a conoce los conceptos de
esta unidad didáctica.
2 Comprobar si el alumno/a analiza las transferencias
y las transformaciones de energía en distintos
casos relacionados con el agua.
3 Comprobar si el alumno/a explica el funcionamiento
de la noria, acueducto, molino de agua, dinamo,
alternador, motor eléctrico
4 Comprobar si el alumno/a analiza la influencia de
las fuentes de energía en el desarrollo humano.
5 Comprobar si el alumno/a explica la importancia de
la energía en la vida cotidiana y como puede
condicionar el desarrollo de un pueblo.
6 Comprobar si el alumno/a interpreta tablas,
esquemas y dibujos.
7 Observar el manejo del material de laboratorio.
8 Valorar la búsqueda de información.
9 Observar la lectura e interpretación de textos
científicos.
10 Valorar en la presentación de trabajos, los
contenidos, el orden, limpieza, ortografía y
caligrafía.
11 Observar el trabajo autónomo y en grupo.
12 Observar el comportamiento en el aula, en el
laboratorio y en el campo.
Obj.
Didáctico
1,8
Obj. Área
2,3,4,7
1,2,3,4,5,25
,25
5,6,9
1,2,3,4,24,
26
10
3,4,8,25,26
18
8,21,25
12
8,17
15
13
11
3,9,10,13
14,16
17
14,17
12,18,19,20
15,16
3,9,10,11,1
3
9,10,11,13
15,16
Nº
Instrumentos de evaluación
1 Prueba escrita de contenidos conceptuales y de aplicación lógica
de dichos contenidos.
2 Cuestionario sobre tablas, gráficos y dibujos.
3 Observación de lecturas en clase y cuestionario sobre dichas
lecturas.
4 Observación del trabajo en clase y en casa reflejado en el parte
trimestral.
5 Observación de la presentación de la información recopilada.
6 Cuaderno del alumno.
7 Observación del comportamiento en clase, laboratorio y en el
campo, reflejado en el parte trimestral.
8 Observación del manejo del material de laboratorio
Unidad didáctica: El agua
1,2
Crit. eval
1,2,3,4,5
6
9
11
8,10
10
11,12
7
pag. 6
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Metodología
Exposición oral del profesor.
Realización individual o en grupo de 2, 3 ó 4 alumnos de las actividades
propuestas en el aula, laboratorio y en el campo.
Puesta en común de dichas actividades.
Realización de trabajos.
Lectura e interpretación de textos.
Búsqueda de información de libros o Internet.
Material necesario
Cuaderno de actividades.
Lecturas: “Usos tradicionales del río I, II y III” y “Otras caras de la energía”
Conexión a Internet.
Material de laboratorio que se especifica en las prácticas (Ver materiales).
Cámara fotográfica
Bibliografía
Nacenta Torres, P. Y Guinda Berdor, L.M.,
AKAL. 2002
Física y Química de 3º de ESO.
Ed.
Pinar Gallardo, I., Física y Química de 3º de ESO. Ed. Oxford. 2002.
Instrucciones de uso de la Turbina de Pelton. Didaciencia
Páginas web
Estefanía Caamaño Martín, OTRAS CARAS DE LA ENERGÍA, Instituto de Energía
Solar, Universidad Politécnica de Madrid
http://centros5.pntic.mec.es/cpr.de.aranjuez/foro/tecno/agua.html#cigoñal
http://www.criecv.org/es/proyectos/pag_agua/usos_rio.html
http://olmo.pntic.mec.es/~jpag0004/molino%20de%20agua.htm#rio
http://www.arrakis.es/~rinord/sp-molinos.html
http://www1.uniovi.es/ingenios hidráulicos históricos molinos, batanes y ferrerías.htm
http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_2852000/2852993.stm
http://www.bbc.co.uk/spanish/especiales/agua/default.stm
Unidad didáctica: El agua
pag. 7
Actividades
Actividad 1
Lee el siguiente texto y contesta a las preguntas:
Usos tradicionales del río (I)
El río fuente de agua
Ya los primeros pobladores de nuestras tierras establecieron sus
asentamientos cerca de los ríos para garantizarse el suministro de agua, pero
entonces se debía acudir al río para consumir sus aguas.
Fueron los romanos quienes idearon los primeros
sistemas para acercar las aguas a los lugares de consumo.
Azudes, canales y acueductos las conducían hasta las casas
y las huertas.
Para su uso agrícola los árabes, mejoraron y
ampliaron las construcciones romanas, creando grandes
zonas de regadío y extensas redes de canales que han
perdurado hasta nuestros días.
El río: camino y medio de transporte
Los ríos han sido siempre la vía por la que los nuevos colonos han entrado
desde el mar a poblar las tierras del interior. Romanos y árabes encontraron en los
ríos un camino cómodo y surtido de recursos por el que expandirse desde las
costas. Así, es también a la orilla de los ríos donde después realizaron sus
principales asentamientos, no sólo por estar cerca de los caminos naturales sino
también por la riqueza que concentran los ríos. Agua para el consumo, pesca, caza,
recursos vegetales tanto para consumo como para fabricar los más variados objetos
o energía son algunos de los valores que atesoran los ríos.
Después, esas mismas corrientes han servido de medio para transportar
personas o mercancías, bien aprovechando el impulso de sus aguas o bien
luchando contra él al remontarlas.
Ya en nuestros tiempos, se han construido canales que han permitido unir
océanos, en ocasiones escalonados mediante esclusas como el canal de Panamá,
facilitando los transportes marítimos y dotando a quienes controlan el canal de una
extraordinaria herramienta de poder económico y político.
a) Busca el significado de la palabra azud.
b) Busca en Internet información sobre los acueductos: ¿Para qué sirven?, ¿Por qué
se empezaron a construir? ¿Cómo funcionan? ¿Qué transformación de energía se
produce en ellos? ¿Cómo se consigue presión en los tramos rectos o de subida?
Nombre de una ciudad española famosa por su acueducto.
Unidad didáctica: El agua
pag. 8
Actividad 2
Fíjate en el dibujo y contesta:
a) ¿Por qué el agua de un río está en continuo
movimiento desde que nace hasta llegar al
mar o a otro río?
b) ¿Qué tipo de energía tiene el agua del río
en el nacimiento?
c) ¿Qué transformaciones de energía se
producen a lo largo del cauce?
d) ¿La transformación es íntegra o hay
pérdidas de energía por algún motivo?
Actividad 3
Lee el siguiente texto y contesta a las preguntas:
Usos tradicionales del río (II)
Una fuente inagotable de energía
El agua llega al molino, mueve las ruedas y sale
harina, clavos, papel o tela. Mover las muelas que deshacen
el grano, los martinetes que repican el hierro, la sierra que
convierte el tronco en tableros o las palas que hacen la
pasta de papel precisa mucha fuerza, pero cuando no se
conocía la electricidad y el vapor estaba aún por dominar,
las corrientes de agua proporcionaban energía barata e
inagotable.
Incluso la corriente de agua podía, mediante la noria,
elevar agua hasta las acequias que regaban las fértiles
huertas de las riberas.
En cualquier caso el funcionamiento es siempre el
mismo, mediante un canal se desvía cierta cantidad de agua del río, la cual se hace
entrar a gran velocidad y en cantidad suficiente en el molino. Al llegar choca contra
las palas de una rueda hidráulica que transmite a lo largo de su eje el movimiento a
otras piezas. Poleas, engranajes o bielas comunican el giro de la rueda hidráulica a
las muelas, los martinetes o cualquier otro mecanismo que gire u oscile.
a) ¿Qué tipo de energía lleva el agua del río?
b) Cuándo el agua choca con la rueda hidráulica, ¿qué transformación de la
energía se produce?
c) ¿Se producen pérdidas de energía? ¿Dónde?
Unidad didáctica: El agua
pag. 9
Actividad 4
Haciendo una noria de agua.
Material:
• Una huevera de plástico
• Tijeras
• Una cartulina plastificada
• Clips de diferentes tamaños
• Grapas o pegamento
• Alambre
• Un compás
Procedimiento:
1. Recorta las copas de la huevera.
2. Haz dos círculos iguales en la cartulina.
3. Empieza a pegar las copas una a una.
4. Haz un agujerito en medio de los círculos, como se ve en el dibujo, y pasa por
ahí el alambre. Déjalo secar.
5. Ahora coloca la noria debajo de un grifo. Al caer el agua tu invento se moverá.
OTRA POSIBILIDAD
Material:
• Corcho.
• Vaso de plástico.
• Tiras de plástico.
• 2 Agujas.
•
Procedimiento:
1. Coloca el corcho y las tiras de plástico tal y como indica el
dibujo.
2. Pincha en cada extremo del corcho una aguja.
3. Introdúcelo dentro de un vaso grande de plástico.
4. Ahora coloca la noria debajo de un grifo. Al caer el agua tu
invento se moverá.
Actividad 5
Contesta a las siguientes preguntas:
a) ¿Por qué se mueve la noria?
b) ¿Qué tipo de energía tiene el agua?
c) ¿En qué se transforma esa energía del agua al empujar la noria?
d) ¿Se transforma toda la energía del agua o hay pérdidas de algún tipo?
Unidad didáctica: El agua
pag. 10
Actividad 6
Esta noria está en Córdoba. Averigua: ¿Dónde se
encuentra situada? ¿Cómo se llama? ¿Quién la
construyó? ¿Que utilidad tenía?
Actividad 7
Busca información en Internet y contesta a las siguientes preguntas sobre los
molinos de agua:
a) ¿Indica qué tipos de molinos de agua hay?
b) Relaciona cada dibujo con los dos tipos de
molinos:
c) ¿Cuál de ellos recibe también el nombre de aceña?
d) ¿Cuántas piedras utiliza el molino y cómo se llaman?
e) ¿Cuál permanece fija?
f) ¿Qué era el pago por maquila?
g) Coloca el nombre que
corresponda a cada tipo de
molino:
Molino de rueda vertical y
admisión superior
Molino de rueda vertical
admisión inferior
Unidad didáctica: El agua
y
pag. 11
Actividad 8
Partes de un molino:
Pon número a las partes del molino que se indican.
1- Espada
2- Tolva
3Solera,
Durmiente o fija
4Rueda,
turbina, rodete,
rodezno
5Saetín
o
saetino
6- Árbol
7- Harnero
8- Volandera
9- Tirante
Actividad 9
Explica cómo funciona un molino harinero, utilizando los términos del apartado
anterior.
Actividad 10
Lee el siguiente texto y contesta a las preguntas:
Usos tradicionales del río (III)
Electricidad de las corrientes de agua
Igual que desde el siglo X el río mueve la muela del molino hoy hace girar
potentes generadores que producen miles de kilovatios de electricidad. La energía
hidráulica es la principal fuente renovable de energía empleada en el mundo,
suministrando cerca del 20% de toda la energía consumida.
El mar también puede producir electricidad. El movimiento de las olas mueve
pequeños generadores que suministran electricidad a boyas de señalización y a
faros marinos de poca potencia. El subir y bajar de las mareas, atrapados mediante
presas mueve grandes generadores, pues aunque la diferencia de altura no es muy
grande la cantidad de agua que se desplaza es enorme.
a) ¿Qué es la energía hidráulica?
b) Investiga: ¿Cómo se puede obtener energía eléctrica a partir de la energía
cinética del agua?
Unidad didáctica: El agua
pag. 12
Actividad 11
Observa el dibujo y explica
las
transformaciones
de
energía que se producen
Actividad 12
Magnetismo y producción de corriente eléctrica.
Introducción:
Cuando un imán se introduce y se saca de una bobina, se genera una corriente
eléctrica. Cuando por un conductor circula una corriente eléctrica crea a su
alrededor el mismo efecto que un imán. (un campo magnético)
Material:
-
Imán
Cables de conexión.
Una bobina de hilo conductor.
Una fuente de alimentación.
Un amperímetro.
Procedimiento:
1.- Realiza el montaje de la figura.
2.- Introduce y saca el imán de la bobina.
3.- ¿Qué le ocurre a la aguja del amperímetro?.
4.- Cambia el polo del imán. ¿Qué le ocurre a la
aguja del amperímetro?
5.- Introduce y saca el imán de la bobina más rápido. ¿Qué ocurre?.
6.- Deja fijo el imán y mueve, ahora, la bobina. ¿Qué ocurre?
Investiga: ¿Qué científico descubrió este fenómeno?
Unidad didáctica: El agua
pag. 13
Actividad 13
Observa el dibujo del interior de la dinamo de una bicicleta. (En la figura 1 se hace
girar un imán en el interior de una bobina. En la figura 2 es la bobina la que gira
entre dos imanes).
Con ayuda de los
resultados
de
la
experiencia
anterior,
analiza
su
funcionamiento.
Actividad 14
Obtención de energía eléctrica a partir de una turbina
Material:
- Turbina de Pelton o similar.
- Cables de conexión.
- Polímetro.
- Bombilla o LED.
- Agua.
Procedimiento:
1. La turbina de Pelton es un disco de cazoleta, en cuyo eje de giro se ha acoplado
una dinamo de bicicleta. Con un LED alimentado por la dinamo.
2. Se pone la turbina de Pelton bajo el grifo y se deja caer un choro continuo de
agua sobre las cazoletas hasta que éstas empiecen a moverse.
Unidad didáctica: El agua
pag. 14
Actividad 15
El motor eléctrico
Introducción
Si un alternador o una dinamo se conectan a la corriente eléctrica alterna, en el
primer caso y continua, en el segundo, se invierte el proceso visto en el ejemplo
anterior y la bobina se pone a girar, transformando la energía eléctrica en energía
cinética. Es el fundamento de los motores eléctricos.
Material:
• Máquina eléctrica didáctica.
• Imanes
• Pila de petaca
• Juego de cables
• Polímetro
Procedimiento:
1.- Hacer el montaje de la figura.
2.- Conectar a la pila. ¿Qué ocurre?
3.- Invertir los bornes de conexión. ¿Qué ocurre?
4.- Invertir los imanes. ¿Qué ocurre?
5.- Suprimir uno de los imanes. ¿Qué ocurre?
¿Qué electrodomésticos tienes en casa que funcionen con un motor eléctrico?
Actividad 16
A partir de la lectura del artículo: “Otras caras de la energía. La energía en la historia
de la humanidad”, elaborar un poster sobre las distintas fuentes de energía que ha
utilizado la humanidad a lo largo de la historia.
Actividad 17
A partir de la lectura del artículo: “Otras caras de la energía. La energía en la
actualidad”, preparar un poster sobre el consumo global de energía y la procedencia
de dicha energía.
Actividad 18
A partir de la lectura del artículo: “Otras caras de la energía. Energía y pobreza”.
Analizar la relación entre la pobreza y las necesidades de energía.
Unidad didáctica: El agua
pag. 15