Libro de Saberes y Pensamiento Cientifico 2 EGB

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Rendimiento de máquinas térmicas, calor y calentamiento global

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Respuesta rápida

Eficiencia: $20\%$ a $25\%$ ; desperdicio: $75\%$ a $80\%$ . Calor: energía transferida de mayor a menor temperatura. Formas: conducción, convección y radiación. Cadena: química $\rightarrow$ térmica $\rightarrow$ mecánica.

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Solución — Página 190

Colección Sk´asolil. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Secundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Análisis de la página

Esta página es una lectura teórica sobre máquinas térmicas, calor y ambiente. No contiene ejercicios con incisos, pero sí afirmaciones cuantitativas que conviene verificar y conceptos que se pueden organizar.

Rendimiento de las máquinas térmicas

El texto indica que la eficiencia oscila entre $20\%$ y $25\%$ de la energía suministrada.
La energía desperdiciada se calcula como $100\% - \eta$ .
Para $\eta = 20\%$ : $100\% - 20\% = 80\%$ de energía desperdiciada.
Para $\eta = 25\%$ : $100\% - 25\% = 75\%$ de energía desperdiciada.
Por lo tanto, la afirmación "por lo menos $75\%$ de la energía se desperdicia" es correcta: el mínimo de desperdicio ocurre cuando la eficiencia es máxima ( $25\%$ ).

Respuesta: La eficiencia está entre $20\%$ y $25\%$ ; el desperdicio está entre $75\%$ y $80\%$ .

Definición de calor

El calor es energía en tránsito.
Se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor temperatura.
No es una propiedad que el cuerpo "tenga", sino un proceso de transferencia.

Respuesta: El calor es energía que se transfiere por una diferencia de temperatura, siempre del cuerpo caliente al frío.

Formas de transferencia del calor

Conducción: transferencia por contacto directo entre partículas, sin movimiento del material (por ejemplo, una cuchara metálica en agua caliente).
Convección: transferencia mediante el movimiento de un fluido (líquido o gas), como el aire caliente que sube.
Radiación: transferencia mediante ondas electromagnéticas, sin necesidad de medio material (por ejemplo, el calor del Sol que llega a la Tierra).

Respuesta: Conducción, convección y radiación.

Cadena energética del motor de combustión interna

Energía química del combustible.
Combustión: se transforma en energía térmica.
Expansión de gases: se transforma en energía mecánica.
Solo una parte pequeña se convierte en trabajo útil; la mayor parte se disipa como calor hacia la atmósfera.

Respuesta: Química $\rightarrow$ térmica $\rightarrow$ mecánica, con baja eficiencia y emisión de gases contaminantes.

Relación con el calentamiento global

La energía disipada calienta la atmósfera.
Los gases de combustión (como $CO_{2}$ ) intensifican el efecto invernadero.
Ambos efectos elevan la temperatura global del planeta.

Respuesta: El calor residual y los gases contaminantes contribuyen al calentamiento global.

Contenido de la página

El rendimiento o eficiencia de estas máquinas oscila entre 20% y 25% de la energía suministrada, lo cual implica que por lo menos 75% de la energía se desperdicia y se va a la atmósfera, aumentando la temperatura global de la Tierra y contaminando el ambiente.

El motor de combustión interna es una máquina térmica que transforma la energía química que arde dentro de una cámara en energía térmica y después en energía mecánica para mover un auto. Sin embargo, tal ciclo también tiene sus desventajas por las emisiones a la atmósfera de gases contaminantes que ocasionan un aumento de la temperatura del planeta.

El calor es una forma de energía que se transfiere de un objeto a otro debido a una diferencia de temperatura, la cual se lleva a cabo de un objeto de mayor temperatura a uno de menor temperatura. El calor se transfiere de tres formas diferentes: conducción, convección y radiación. Dicha transferencia se encuentra en máquinas que convierten la energía química en energía térmica y ésta, en energía mecánica; por ejemplo, el motor de cuatro tiempos de un automóvil, donde una parte pequeña del calor suministrado se convierte en trabajo útil y del cual se dice que tiene una eficiencia baja, pues la mayor parte del calor suministrado, producto de la combustión, se disipa en la atmósfera, lo que provoca el calentamiento global y genera gases contaminantes.

Ejemplos resueltos

Si un motor tiene una eficiencia del 25%, ¿qué porcentaje de la energía suministrada se desperdicia?

La energía total suministrada es $100\%$ .
La energía útil es $25\%$ .
Se resta: $100\% - 25\% = 75\%$ .

Respuesta: Se desperdicia $75\%$ de la energía.

Clasifica: el calor que sientes al tocar una olla caliente, ¿qué forma de transferencia es?

Hay contacto directo entre la mano y la olla.
No hay movimiento de fluido ni ondas electromagnéticas predominantes.
Corresponde a conducción.

Respuesta: Conducción.

Tabla

Forma de transferencia	Mecanismo	Necesita medio material	Ejemplo
Conducción	Contacto directo entre partículas	Sí	Cuchara metálica en agua caliente
Convección	Movimiento de un fluido	Sí (fluido)	Aire caliente que sube
Radiación	Ondas electromagnéticas	No	Calor del Sol

Diagrama

flowchart LR
  A[Energía química del combustible] --> B[Combustión]
  B --> C[Energía térmica]
  C --> D[Energía mecánica]
  C --> E[Calor disipado a la atmósfera]
  D --> F[Trabajo útil 20%-25%]
  E --> G[Calentamiento global]
  B --> H[Gases contaminantes]
  H --> G

Fórmulas y ecuaciones

$\eta$ = $\frac{E_{\text{útil}}}{E_{\text{suministrada}}}$ $\times$ 100%

$E_{@@MATH_0@@\text{suministrada}$ } - $E_{$ $\text{útil}$ }

100% - 20% = 80%

100% - 25% = 75%

Glosario (8)

Rendimiento o eficiencia: Relación entre la energía útil obtenida y la energía total suministrada a una máquina; se expresa en porcentaje.
Máquina térmica: Dispositivo que convierte energía térmica en energía mecánica mediante un ciclo de trabajo.
Motor de combustión interna: Máquina térmica que quema combustible dentro de una cámara para producir energía térmica y luego mecánica.
Calor: Energía que se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura.
Conducción: Transferencia de calor por contacto directo entre partículas, sin movimiento del material.
Convección: Transferencia de calor mediante el movimiento de un fluido (líquido o gas).
Radiación: Transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas, sin necesidad de un medio material.
Calentamiento global: Aumento de la temperatura promedio del planeta debido a la acumulación de gases de efecto invernadero y calor residual.

Preguntas para practicar

¿Por qué se dice que el motor de combustión interna tiene una eficiencia baja?

Porque solo entre 20% y 25% de la energía del combustible se convierte en trabajo útil para mover el auto. El resto, al menos 75%, se disipa como calor hacia la atmósfera. Esto ocurre por las pérdidas por fricción, calor de escape y limitaciones del ciclo termodinámico.

¿Cómo se relaciona el funcionamiento de las máquinas térmicas con el calentamiento global?

Las máquinas térmicas liberan a la atmósfera calor residual y gases contaminantes como el dióxido de carbono. Estos gases intensifican el efecto invernadero y el calor residual eleva la temperatura del aire. En conjunto, ambos fenómenos contribuyen al aumento de la temperatura global del planeta.

Menciona un ejemplo cotidiano de cada forma de transferencia del calor.

Conducción: una cuchara metálica que se calienta dentro de una sopa. Convección: el aire caliente que sube y el frío que baja en una habitación. Radiación: el calor del Sol que llega a la Tierra o el calor que emana una fogata sin tocarla.

Temas y conceptos clave

Rendimiento de máquinas térmicasCalor y temperaturaFormas de transferencia del calorMotor de combustión internaCalentamiento globalEficiencia o rendimientoEnergía suministradaEnergía desperdiciadaCalorConducciónConvecciónRadiaciónEnergía químicaEnergía térmicaEnergía mecánicaGases contaminantesCalentamiento global

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Figuras de la página (3)

Automóvil azul circulando por una carretera con abundante humo blanco saliendo del escape, rodeado de árboles. — Figura 1 image

Camión de carga amarillo y rojo con llamas y humo saliendo de sus tubos de escape, en una carretera. — Figura 2 image

Motor de combustión interna seccionado que muestra pistones, válvulas y engranajes metálicos. — Figura 3 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué es la eficiencia de una máquina térmica y cómo se calcula?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cuáles son las tres formas de transferencia del calor?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cómo contribuyen los motores de combustión interna al calentamiento global?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Concepto de energía y sus transformaciones
• Diferencia entre calor y temperatura
• Noción de combustión y reacciones químicas básicas

Siguiente tema sugerido

Eficiencia energética y fuentes de energía alternativas

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1514 caracteres

El rendimiento o eficiencia de estas máquinas oscila entre 20% y 25% de la energía suministrada, lo cual implica que por lo menos 75% de la energia se desperdicia y se va a la atmósfera, aumentando la temperatura global de la Tierra y contaminando el ambiente.

El motor de combustión interna es una máquina térmica que transforma la energia química que arde dentro de una cámara en energía térmica y después en energía mecánica para mover un auto. Sin embargo, tal ciclo también tiene sus desventajas por las emisiones a la atmósfera de gases contaminantes que ocasionan un aumento de la temperatura del planeta.

El calor es una forma de energia que se transfiere de un objeto a otro debido a una diferencia de temperatura, la cual se lleva a cabo de un objeto de mayor temperatura a uno de menor temperatura. El calor se transfiere de tres formas diferentes: conducción,convección y radiación. Dicha transferencia se encuentra en máquinas que convierten la energia química en energia térmica y ésta, en energia mécanica; por ejemplo, el motor de cuatro tiempos de un automóvil, donde una parte pequeña del calor suministrado se convierte en trabajo útil y del cual se dice que tiene una eficiencia baja, pues la mayor parte del calor suministrado, producto de la combustión, se disipa en la atmósfera, lo que provoca el calentamiento global y genera gases contaminantes.

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