El documento presenta un resumen de 3 oraciones del uso de Recursos Educativos Abiertos (REA) para apoyar la enseñanza del tema de introducción a la termodinámica. Se describen los antecedentes históricos y conceptos clave explicados con REA como Wikipedia y simulaciones. También incluye una propuesta de evaluación sobre el impacto del uso de estos recursos y conclusiones sobre cómo enriquecen la práctica docente aunque su disponibilidad sobre este tema no es común.

1. P O R T A F O L I O D E E V I D E N C I A S
V I S I B I L I D A D D I F U S I Ó N Y E V A L U A C I Ó N D E
R E C U R S O S E D U C A T I V O S A B I E R T O S
M I G U E L F L O R E S P R A D O
Semana 3
Innovación educativa con recursos
abiertos de aprendizaje

2. Tema de aplicación
introducción a la termodinámica
 Antecedentes históricos,
 Conceptos y definiciones y aplicaciones

3. Audiencia a la que se dirige
Alumnos del programa de ingeniería química que
cursan la materia termodinámica I

4. 3.-Planes de búsqueda
Se revisó el contenido del tema y se buscaron
recursos que complementaran la información,
muestren elementos gráficos y de ser posible simulen
procesos termodinámicos simples.

5. Búsquedas realizadas

6. Búsquedas realizadas
En algunos temas la única referencia localizada fue
en Wikipedia.

7. Estrategia de difusión
Durante el desarrollo del tema en clase presencial se
utilizaron REA en algunos casos para complementar
la información relacionada con el tema y en otros
para mostrar visualmente el desarrollo de algunos
procesos

8. Desarrollo del tema
Antecedentes históricos
Heron de Alejandría: primer dispositivo para transformar calor en
movimiento la eolipila
http://en.wikipedia.org/wiki/Hero_of_Alexandria
Teoría del flogisto: Sustancia misteriosa que se liberaba durante la
combustión http://en.wikipedia.org/wiki/Phlogiston_theory
Teoría calórico: Fluido elástico que las sustancias poseían en función de su
temperatura y se transfería del cuerpo que poseía más calórico al que poseía
menos calórico.
http://en.wikipedia.org/wiki/Caloric_theory
Rumford: El calor no puede ser una sustancia material puesto que sigue
existiendo mientras exista fricción.
http://en.wikipedia.org/wiki/Benjamin_Thompson

9. Desarrollo del tema
Conceptos actuales
James Prescott Joule realizó una serie de brillantes
experimentos que demostraron la relación entre
calor, trabajo y energía.

10. Desarrollo del tema
 Joule demostró que se necesitaba una cantidad fija de
trabajo por unidad de masa de agua por cada grado de
aumento provocado por el agitador, además observo que
la temperatura original del agua podía reestablecerse a
través del simple contacto del agua con un cuerpo más
frío. (Debido a la transferencia de calor).

11. Desarrollo del tema
De esta manera Joule demostró la existencia en una
relación cuantitativa entre calor y trabajo y en
consecuencia que el calor es una “forma de energía”.
Es decir el sistema recibe energía en forma de trabajo, pero
cede esa energía en forma de calor.
El siguiente concepto surgió de forma inmediata:
¿Qué paso con esta energía en el intervalo de tiempo
transcurrido desde el momento que la recibe en forma de
trabajo hasta el momento que la cede en forma de calor?

12. Desarrollo del tema
Se creo entonces el concepto de energía interna como la
energía que se queda “almacenada” en el agua y que se
relaciona con la suma de las energías que poseen sus
átomos o moléculas y finalmente se estableció una relación
cuantitativa que posteriormente se denominó la primera
ley de la termodinámica
(Δ𝑈 = 𝑄 + 𝑊)
Esta relación indica que la adición de energía al sistema en
forma de calor o de trabajo causará un cambio en la
energía interna del sistema

13. Desarrollo del tema
Pero además de la energía interna un sistema puede
“poseer” energía en forma de energía cinética(
1
2
𝑚𝑣2
)
debido al movimiento y energía potencial ( 𝑚𝑔ℎ )
debido a su posición con respecto a un nivel de
referencia.
Δ(m𝑈 +
1
2
𝑚𝑣2
+ 𝑚𝑔ℎ) = 𝑄 + 𝑊

14. Desarrollo del tema
Aunque el calor y el trabajo son formas de energía tienen
características diferentes de la energía interna cinética y
potencial
El calor y el trabajo solo existen cuando se transfieren,
además dependen de la trayectoria que sigue el proceso.
En tanto la energía que posee un sistema no depende de la
trayectoria y solo depende de las condiciones a las que se
encuentra el sistema.
Se dice entonces que la energía es una función de estado
puesto que no depende de la trayectoria mientras que el calor
y el trabajo son funciones de trayectoria.

15. Desarrollo del tema
El concepto de entalpia:
cuando un sistema recibe energía en forma de calor, pero
bajo condiciones de presión constante, por ejemplo una gas
en un sistema cilindro-pistón el gas incrementará su
volumen y entonces tendrá que empujar el pistón en contra
de la presión externa realizando un trabajo relacionado con
el movimiento de los límites del sistema, para considerar
esa energía adicional recibida por el sistema para empujar
el pistón además de energia relacionada con el aumento de
las temperatura del gas se definió el concepto de entalpia.
(H = 𝑈 + 𝑃𝑉)

16. Desarrollo del tema
Propiedades termodinámicas de las sustancias.
Capacidad calorífica
Diferentes sustancias muestran diferente capacidad para absorber el calor
suministrado, a esa capacidad se le llama capacidad calorífica específico:
definida como la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura
de un mol de una sustancia grado centígrado.
𝐶 =
𝑄
∆𝑇
O bien en forma diferencial:
𝐶 =
𝑑𝑄
𝑑𝑇
 La medición de la capacidad calorífica puede realizarse bajo
condiciones de volumen o de presión constante por lo que es necesario
entonces distinguir la forma de medición para su aplicación posterior

17. Desarrollo del tema
La medición de la capacidad calorífica puede realizarse
bajo condiciones de volumen o de presión constante por
lo que es necesario entonces distinguir la forma de
medición para su aplicación posterior
𝐶𝑉 =
𝑑𝑄
𝑑𝑇 𝑉
𝐶𝑃 =
𝑑𝑄
𝑑𝑇 𝑃

18. Desarrollo del tema
La capacidad calorífica a volumen constante se relaciona con
aquellos procesos donde el sistema al recibir calor no realiza
ningún trabajo relacionado con el movimiento de los límites del
sistema, por lo tanto se relaciona con el cambio en la energía
interna
𝐶𝑉 =
𝜕𝑈
𝜕𝑇 𝑉
Mientras que la capacidad calorífica a presión constante incluye
además del efecto del cambio de la temperatura el efecto del
trabajo realizado por el sistema contra la presión externa para
provocar el movimiento de los límites del sistema, y se relaciona
entonces con el cambio en la entalpia
𝐶𝑃 =
𝜕𝐻
𝜕𝑇 𝑃

19. Desarrollo del tema
Gases ideales:
El concepto de gas ideal es un modelo de comportamiento de las
sustancias que se encuentran en fase gaseosa derivado de las
observaciones realizadas por Robert Boyle y Gay-Lussac.
𝑃 𝑛𝑉 = 𝑛𝑅𝑇
Donde (nV) representa el volumen total del gas (es decir el
volumen del recipiente que lo contiene) y n el número de moles
de gas. Si la ecuación se divide entre n
𝑃𝑉 = 𝑅𝑇
Ahora V representa el volumen molar del gas (vol/mol)

20. Desarrollo del tema
Para un gas ideal derivado de las observaciones del segundo
experimento de Joule CV y CP son funciones exclusivas de la
temperatura cuyos valores derivados de la teoría cinética
los gases se relacionan con la constante general de los gases
R de la forma siguiente:
Gases ideales monoatómicos (He,Ar,Kr ): 𝐶𝑉 =
3
2
𝑅 𝐶𝑃 =
5
2
𝑅
Gases ideales diatómicos (O2, H2, N2 ) 𝐶𝑉 =
5
2
𝑅 𝐶𝑃 =
7
2
R

21. Desarrollo del tema
Demostración de la respuesta de un sistema cilindro-pistón
que contiene un gas ideal de capacidad calorífica que se
somete a un proceso de calentamiento bajo condiciones
Isocóricas (V=cte)
Isobáricas (P=cte)
Isotérmicas (T=Cte)
http://home.eckerd.edu/~coxaj/physlet_talk/talk/CH01/e
x20_6.html

22. Propuesta de evaluación del impacto de uso de
REA en el curso de termodinámica I
Habías utilizado alguna vez recursos de la red para reforzar tu aprendizaje o
realizar actividades solicitadas por tus profesores.
Si--- No---
Conocías el concepto recursos abiertos de aprendizaje;
Si--- NO---
Consideras que el uso de los recursos utilizados en este curso te ayudaron a
incrementar el interés sobre los temas tratados por el profesor:
Nada--- Poco---- Algo---- Mucho
Consideras que el uso de los recursos utilizados te ayudaron a la comprensión
de los temas del curso
Nada--- Poco---- Algo---- Mucho
Visualizas los recursos abiertos de aprendizaje como elementos de fácil acceso
Si--- NO---
Consideras que los profesores debieran utilizar con mas frecuencia recursos
de aprendizaje.
Si--- NO---

23. Conclusiones
El uso de REA enriquece significativamente la practica
docente al proporcionar elementos que enriquecen los
aspectos teóricos y muestran en forma grafica el
desarrollo y los resultados de la aplicación de los
principios de la termodinámica.
Sin embargo no es común la existencia de recursos
relacionados con este tema.