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Proyecto Académico 20: Calor, motores y emisiones

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Página 108
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Página 108 de Colección Sk´asolil. Nuestro libro de Proyectos.  Tomo II.  Libro de Educación Telesecundaria Grado 2°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
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  1. Carteles sobre motores térmicos: energía calorífica → mecánica y efectos de ext{CO}_2, ext{NO}_x y ext{CO} en la atmósfera. 2) Seleccionar Situación 1 o 2 según el conocimiento previo, o redactar una propia. 3) El ser humano es actor involucrado en el daño ambiental.
📚 exercise ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 108

Colección Sk´asolil. Nuestro libro de Proyectos. Tomo II. Libro de Educación Telesecundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026

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Ejercicio 1

Etapa 1: Identificar los motores que funcionan con energía calorífica, su funcionamiento y los efectos del calor disipado y los gases expelidos sobre la atmósfera, mediante una serie de carteles ilustrados.

  1. Los motores térmicos (de combustión interna: gasolina, diésel) convierten la energía calorífica liberada por la combustión de un combustible fósil en energía mecánica: el calor expande los gases dentro del cilindro, que empujan el pistón y mueven el cigüeñal.
  2. El calor disipado se pierde al ambiente (radiación y convección), lo que reduce la eficiencia del motor; típicamente solo el 25-35 % de la energía del combustible se transforma en trabajo útil.
  3. Los gases expelidos por el tubo de escape contienen ext{CO}_2, ext{CO}, ext{NO}_x, hidrocarburos sin combustionar y partículas sólidas (hollín). El ext{CO}_2 contribuye al efecto invernadero; las ext{NO}_x y el ozono troposférico generan smog y lluvia ácida; el ext{CO} es tóxico.
  4. Para la serie de carteles: un cartel debe mostrar el motor, otro el recorrido de la energía (calórica → mecánica), otro los gases de escape y sus efectos, y otro las posibles soluciones (catalizadores, combustibles limpios, movilidad eléctrica).
Respuesta

Carteles que explican motores de combustión, su conversión de energía calorífica en mecánica y los efectos de calor disipado y gases (\text{CO}_2, \text{NO}_x, \text{CO}) sobre la atmósfera.

2
Ejercicio 2

Etapa 2: Revisar las dos situaciones problemáticas, seleccionar la que mejor describa la situación a abordar o redactar una acorde al contexto.

  1. Situación 1: "Desconocemos los efectos que tienen los motores en la naturaleza, además de cómo pueden estar afectándonos de manera directa o indirecta."
  2. Situación 2: "Conocemos poco sobre los efectos de los motores y no identificamos cuáles tipos existen ni cómo funcionan. Además, no sabemos qué es una serie de carteles ilustrados."
  3. Criterio de selección: la Situación 1 es más pertinente si el equipo ya conoce tipos de motores pero desconoce su impacto ambiental; la Situación 2 conviene si aún no distinguen los tipos de motores ni dominan el formato de carteles ilustrados.
  4. Si ninguna describe el contexto, se redacta una acorde, por ejemplo: "Si bien conocemos los tipos de motores, no hemos analizado cuánto contaminan los motores de la flota escolar ni qué alternativas existen en nuestra comunidad."
Respuesta

Seleccionar Situación 1 o 2 según el conocimiento previo del equipo, o redactar una situación propia ajustada al contexto.

3
Ejercicio 3

Cuadro "Interculturalidad crítica": "La comprensión plena de la naturaleza, y de lo que la daña, requiere considerar al ser humano como un actor involucrado."

  1. Este principio señala que el ser humano no es un observador externo de la naturaleza, sino un participante que la transforma con sus decisiones y tecnologías.
  2. En el proyecto, esto implica que el impacto ambiental de los motores no se explica solo con datos técnicos: hay que considerar quién los usa, para qué y con qué consecuencias para su comunidad.
  3. Por eso, al elaborar los carteles, se debe incluir la perspectiva de las personas afectadas (población cercana a vías concurridas, trabajadores, familias) y las prácticas locales de movilidad.
Respuesta

Reconocer al ser humano como corresponsable del daño ambiental e incorporar su perspectiva en el análisis de los motores.

Contenido de la página

PROYECTO ACADÉMICO 20

Calor, motores y emisiones

Los motores son dispositivos que emplean distintos tipos de energía (como eléctrica o calórica) para producir energía mecánica, o bien, transforman la energía mecánica en eléctrica como los generadores. Esto ha beneficiado a la humanidad en diversos rubros como el transporte, la construcción o las labores domésticas. No obstante, existen algunos aspectos negativos cuando se utilizan ciertos motores, lo cual tiene repercusiones en el medio ambiente. En este proyecto, abordarán las características de determinados motores y su impacto en el ambiente.

Etapa 1. ¿Qué haremos?

Identificar los motores que funcionan con energía calorífica, cómo es su funcionamiento y qué efectos ocasionan el calor disipado y los gases expelidos sobre la atmósfera durante este proceso a partir de una serie de carteles ilustrados.

Interculturalidad crítica: la comprensión plena de la naturaleza, y de lo que la daña, requiere considerar al ser humano como un actor involucrado.

Etapa 2. ¡Ése es el problema!

En la actualidad, existe un sinfín de aparatos útiles en la vida cotidiana que funcionan a base de motores; sin embargo, el uso de éstos puede representar un problema ambiental que no siempre es notorio a simple vista.

A continuación, se plantean dos situaciones problemáticas que les podrían ayudar para su proyecto; revisen cuál describe mejor la situación que van a abordar y selecciónenla. Si lo creen necesario, redacten una acorde a su contexto.

Situación 1 Situación 2
Desconocemos los efectos que tienen los motores en la naturaleza, además de cómo pueden estar afectándonos de manera directa o indirecta. Conocemos poco sobre los efectos de los motores y no identificamos cuáles tipos existen ni cómo funcionan. Además, no sabemos qué es una serie de carteles ilustrados.

Ejemplos resueltos

Un motor de automóvil recibe 1{,}0 \times 10^{7} \\,\\text{J} de energía del combustible y entrega 3{,}0 \times 10^{6} \\,\\text{J} de trabajo útil. ¿Cuánta energía se disipa como calor?

  1. Energía de entrada: Q_{\text{entrada}} = 1{,}0 \times 10^{7} \\,\\text{J}. 2. Trabajo útil: W = 3{,}0 \times 10^{6} \\,\\text{J}. 3. Energía disipada: Q_{\text{disipada}} = Q_{\text{entrada}} - W = 1{,}0 \times 10^{7} - 3{,}0 \times 10^{6} = 7{,}0 \times 10^{6} \\,\\text{J}. 4. Eficiencia: \eta = \frac{3{,}0 \times 10^{6}}{1{,}0 \times 10^{7}} \times 100\% = 30\%. Respuesta: se disipan 7{,}0 \times 10^{6} \\,\\text{J}, con eficiencia del 30\%.

Tabla

Situación 1 Situación 2
Desconocemos los efectos que tienen los motores en la naturaleza, además de cómo pueden estar afectándonos de manera directa o indirecta. Conocemos poco sobre los efectos de los motores y no identificamos cuáles tipos existen ni cómo funcionan. Además, no sabemos qué es una serie de carteles ilustrados.

Diagrama

flowchart LR
    A[Energía calorífica<br>combustión de combustible] --> B[Gases a alta presión<br>en el cilindro]
    B --> C[Movimiento del pistón<br>energía mecánica]
    C --> D[Cigüeñal y transmisión]
    C --> E[Calor disipado<br>al ambiente]
    D --> F[Trabajo útil<br>mover vehículo]
    B --> G[Gases de escape<br>CO2, CO, NOx]
    G --> H[Impacto atmósferico<br>efecto invernadero y smog]

Fórmulas y ecuaciones

Eficiencia de un motor térmico: \eta = \frac{W_{\text{útil}}}{Q_{\text{entrada}}} \times 100\%

\eta = \dfrac{W_{\text{útil}}}{Q_{\text{entrada}}} \times 100%

Glosario (5)

Motor
Dispositivo que convierte un tipo de energía (eléctrica, calórica) en energía mecánica; algunos, como los generadores, transforman energía mecánica en eléctrica.
Energía calorífica
Energía asociada a la temperatura de un cuerpo, liberada principalmente por la combustión de combustibles.
Calor disipado
Porción de energía térmica que se pierde al ambiente sin aprovecharse como trabajo útil.
Serie de carteles ilustrados
Conjunto de cartaces con imágenes y textos breves que explican secuencialmente un tema.
Interculturalidad crítica
Enfoque que reconoce al ser humano como actor involucrado en la comprensión y cuidado de la naturaleza.

Preguntas para practicar

¿Qué aparatos de su hogar o comunidad funcionan con motores y cuáles creen que contaminan más?

Ejemplos: refrigerador y lavadora (motor eléctrico, bajo impacto directo), motocicletas y camiones (motor de combustión, altas emisiones de $ ext{CO}_2$, $ ext{NO}_x$ y partículas). Los de combustión son los que más contaminan por quemar combustibles fósiles.

¿Por qué el calor disipado por los motores también es un problema ambiental?

El calor que se pierde al ambiente eleva la temperatura del aire circundante (efecto isla de calor en ciudades), afecta el confort térmico, incrementa el consumo energético por mayor uso de aire acondicionado y puede alterar ecosistemas urbanos sensibles a la temperatura.

Temas y conceptos clave

Motores y transformación de energíaImpacto ambiental de los motoresMetodología de proyecto por etapasmotormotor térmicogeneradorenergía caloríficaenergía mecánicacalor disipadogases de escapeserie de carteles ilustradosinterculturalidad crítica
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Figuras de la página (1)

Fotografía de un motor eléctrico industrial azul con ventilador y placa de datos, ilustrando el tipo de dispositivo que transforma energía en trabajo mecánico.
Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué tipos de motores transforman energía calorífica en energía mecánica?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué gases expelen los motores de combustión y cómo afectan la atmósfera?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cómo se elabora una serie de carteles ilustrados sobre el impacto ambiental de los motores?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Tipos de energía y transformaciones energéticas
  • • Combustión y productos de la combustión
  • • Efecto invernadero y contaminación del aire
Siguiente tema sugerido
Energía de los combustibles y eficiencia de los motores; alternativas limpias de movilidad
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1975 caracteres

PROYECTOACADEMICO 20Calor, motores y emisiones

Los motores son dispositivos que emplean distintos tipos de energía (como eléctrica o calórica) para producir energia mecánica, o bien, transforman la energia mecánica en eléctrica como los generadores.Esto ha beneficiado a la humanidad en diversos rubros como el transporte, la construcción o las labores domésticas. No obstante, existen algunos aspectos negativos cuando se utilizan ciertos motores, lo cual tiene repercusiones en el medio ambiente. En este proyecto, abordarán las características de determinados motores y su impacto en el ambiente.

Etapa 1.

iQué haremos?

Identificar los motores que funcionan con energia calorífica,cómo es su funcionamiento y qué efectos ocasionan el calor disipado y los gases expelidos sobre la atmósfera durante este proceso a partir de una serie de carteles ilustrados.

Etapa 2.

jÉse es el problema!

Interculturalidad critica:la comprensión plena de la naturaleza, y de lo que la dana, requiere considerar al ser humano como un actor involucrado.I

En la actualidad, existe un sinfin de aparatos útiles en la vida cotidiana que funcionan a base de motores; sin embargo,el uso de éstos puede representar un problema ambiental que no siempre es notorio a simple vista.

A continuación, se plantean dos situaciones problemáticas que les podrían ayudar para su proyecto; revisen cuál describe mejor la situación que van a abordar y selecciónenla. Si lo creen necesario, redacten una acorde a su contexto.

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situación 1situación 2
Desconocemos los efectos que tienen los motores en la naturaleza, además de cómo pueden estar afectándonos de manera directa o indirecta.Conocemos poco sobre los efectos de los motores y no identificamos cuáles tipos existen ni cómo funcionan. Además, no sabemos qué es una serie de carteles ilustrados.
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