Masas de agua y su efecto en el entorno.pdf - inteltech.com.mx

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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente
de agua.
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ciencias aplicadas
Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de
agua.
Objetivo
Introducción y teoría
Descripción de la actividad
Recursos y materiales
Uso del sensor
Experimento
Resultados y análisis
Conclusiones
Actividades de aplicación

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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Objetivo
Estudiar el efecto de las masas de agua en la humedad relativa,
a distintas distancias de una fuente de agua, a través de
la formulación de una hipótesis y su posterior verificación,
utilizando antecedentes previos y el sensor de humedad
relativa, temperatura ambiente y distancia del Labdisc HDT.

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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Introducción y teoría
El objetivo de la introducción es focalizar a los alumnos en el tema de la clase,
activando conocimientos previos y planteando una pregunta de indagación que
motive el desarrollo de la investigación. Luego, se entregan conceptos claves en
el marco teórico que se utilizarán durante la clase.
Introducción
Cuando hace calor y vamos al mar o al río a bañarnos se puede percibir una
sensación refrescante mucho antes de poder estar en contacto con el agua, esto
sucede porque el agua afecta el entorno en donde está contenida.
? ¿Por qué creen que sucede lo descrito anteriormente?
? ¿Por qué creen que cuando hace mucho calor hay personas que riegan las veredas?

? ¿De qué modo las masas de agua afectan el entorno?
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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Introducción y teoría
¡Los invitamos a realizar la clase para que al finalizar puedan responder la
siguiente pregunta de indagación!

Marco teórico
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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Introducción y teoría
Como es conocido por todos, la Tierra está cubierta principalmente por
agua. Podemos encontrar agua proveniente tanto de fuentes naturales como
artificiales. Dentro de las fuentes naturales de agua encontramos los lagos, ríos,
humedales, el mar, etc. Mientras que estanques y represas son representantes de
fuentes artificiales de agua, vale decir, existen gracias a la intervención humana.
A todos los tipos de fuentes de agua se les denomina de modo general como
cuerpos de agua o masas de agua.
Las masas de agua, al estar expuestas a la radiación solar, comienzan a perder
agua líquida debido a la evaporación. Este proceso ocurre cuando las moléculas
de agua que se encuentran en la superficie del líquido, aumentan su energía
cinética gracias a la radiación, elevando su temperatura hasta un punto crítico a
partir del cual, la energía ganada, permite pasar del estado líquido al gaseoso.
Por lo mencionado anteriormente, es que el vapor de agua presente en el aire
aumenta, y en consecuencia, también aumenta la humedad del aire.

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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Introducción y teoría
Hay distintas formas de expresar la humedad ambiental, una de ellas es la
humedad relativa, que se define como la cantidad de moléculas de vapor de
agua contenidas en un volumen de aire, en relación a la máxima cantidad de
vapor de agua que es posible encontrar en una unidad de volumen de aire, sin
que se condense (humedad absoluta).
A continuación se muestra la fórmula con la que se calcula la humedad relativa
del aire.
%RH = p (H 2 O)
(p* (H 2 O)
× 100%
En donde %RH es la humedad relativa, p (H 2 O) es la presión parcial de vapor
de agua en la mezcla de aire y p*(H 2 O) es la presión de saturación de agua a
una determinada temperatura.
A mayor temperatura, mayor es el movimiento de las partículas de aire, y
mayor es el valor de humedad absoluta que el aire puede contener. Así, se
encuentra una relación inversamente proporcional entre humedad relativa y
temperatura ambiente.

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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Introducción y teoría
Utilizando el sensor de temperatura, humedad relativa y GPS del Labdisc
HDT se realizó una salida a terreno a la laguna Carén, ubicada en la región
Metropolitana de Santiago de Chile, arrojando los resultados que se muestran
en el siguiente gráfico:

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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Introducción y teoría
Si se observan los gráficos se podrá ver que la relación entre temperatura y
humedad relativa se da según lo que fue descrito.

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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Introducción y teoría
A continuación se invita a los estudiantes a través de una pregunta a plantear una
hipótesis, la que deben comprobar mediante la actividad de experimentación.
? Imaginen que tienen una masa de agua a presión y temperatura constante, ¿qué
relación creen que exista entre la humedad relativa del aire y la distancia respecto de la
masa de agua?

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Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Descripción de la actividad
Los estudiantes realizarán mediciones de la humedad relativa y
temperatura ambiente a diferentes distancias de una fuente de
agua, utilizando el sensor de humedad relativa y temperatura
ambiente Labdisc HDT, y establecerán si hay similitudes o
diferencias con respecto a la información proporcionada en el
marco teórico.

1 Labdisc HDT.
1
2 Cable conector HDT.
3 Agua caliente.
4 Recipiente.
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Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Recursos y materiales
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a. Configuración del Labdisc
Para realizar las mediciones con los sensores de humedad relativa y temperatura
ambiental, se debe configurar el recolector de datos Labdisc. Para ello, sigan los
siguientes pasos:
Enciendan el Labdisc, presionando el botón .
Opriman el botón , y seleccionen “SETUP” con el botón .
Seleccionen la opción “SET SENSORS” con el botón .
Seleccionen sólo los sensores de temperatura ambiente y humedad relativa, y luego
presionen .
Una vez que hagan esto, volverán al setup, opriman el botón una vez
y seleccionen “SAMPLING RATE” con el botón .
Uso del sensor
Presionen “1/sec” con el botón y luego opriman el botón .
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Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.

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Presionen el botón y seleccionen “NUMBER OF SAMPLES” oprimiendo .
Seleccionen “10000” con el botón y luego presionen el botón .
Para volver a las mediciones presionen tres veces en el botón .
Luego, opriman el botón del Labdisc para comenzar a tomar las mediciones.
Una vez que hayan terminado de realizar las mediciones, detengan el Labdisc. Para
hacerlo, opriman el botón (y saldrá la instrucción “Press SCROLL key to STP”) y
luego presionen el botón .
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Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Uso del sensor

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A continuación se muestran los pasos que deben seguir los estudiantes.
Pongan el recipiente sobre el piso y luego agreguen agua caliente dentro
de él.
Pongan el Labdisc a una distancia aproximada de 30 cm de la fuente de
agua y comiencen a tomar las mediciones.
Experimento
Lentamente, aléjense de la fuente de agua, hasta estar a 3 metros de ella.
Detengan las mediciones. Para hacerlo, aprieten el botón (y saldrá la
instrucción “Press SCROLL key to STP”) y luego presionen el botón .
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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.

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A continuación se muestran los pasos que deben seguir los estudiantes.
Conecten el Labdisc al computador.
En el menú superior hagan click en el botón y seleccionen el botón .
De la lista de mediciones que aparecerá, seleccionen el último experimento
realizado.
Observen la gráfica que aparecerá en la pantalla.
Presionen el botón y coloquen notas en el gráfico especificando en qué
momento estuvieron a 30 cm y a 3 m de la fuente de agua.
Hagan click en el botón para seleccionar puntos dentro del gráfico y elijan
un punto representativo para cada actividad.
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Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Resultados y análisis

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Resultados y análisis
Si desean enviar los datos por bluetooth, sincronicen el Labdisc con el
computador en el menú “configuración de bluetooth” del sensor.
Abran el programa Globilab y hagan click con el botón derecho sobre el símbolo
ubicado en la esquina inferior derecha de la pantalla.
Seleccionen el Labdisc correspondiente, descarguen los datos y trabajen con el
gráfico repitiendo los pasos del 2 al 6.
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Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.

?
?
?
Resultados y análisis
¿Encontraron diferencias entre lo que registraron con el sensor y lo que habían
predicho? Expliquen.
Si tuviesen que decir cómo fue la temperatura durante el experimento, ¿qué
responderían, variable o constante?
¿En qué distancias se obtuvo la menor y mayor humedad relativa?
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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.

Humedad [%RH]
100
90
80
70
60
50
Resultados y análisis
A continuación se presenta el gráfico al cual debieran llegar los estudiantes.
30 cm de la fuente de agua
Relación entre humedad y temperatura en función del tiempo
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Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
3 m de la fuente de agua
0 10 20 30 40 50
Tiempo [s]
Temperatura amb
Humedad

A continuación se muestran las preguntas y respuestas que deben desarrollar
los estudiantes para elaborar sus conclusiones.
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Conclusiones
? ¿Cómo clasificarían las temperaturas registradas en la salida a terreno realizada a la laguna
Carén, variable o constante?
Se busca que los estudiantes identifiquen que las temperaturas registradas en la laguna
Carén fueron variables.
? ¿En qué lugar de la laguna (cerca o lejos) se registró la máxima y mínima humedad
relativa?
Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Se busca que los estudiantes observen que los mayores valores de humedad relativa se
obtuvieron lejos de la laguna, mientras que los menores valores de humedad relativa
se obtuvieron cerca de la laguna.

?
?
Conclusiones
Según su respuesta, ¿es el resultado obtenido similar al que observaron en el
experimento? ¿Por qué?
Se busca que los estudiantes analicen que los resultados de la salida a terreno y el
experimento no son similares en términos de la humedad relativa.
De ser negativa la respuesta, ¿por qué creen que se observaron estas diferencias?
Respondan utilizando los conceptos de humedad relativa, presión de saturación de
agua y temperatura, estudiados en el marco teórico.
Se busca que los estudiantes establezcan que la diferencia que hay entre ambos
casos es que en la laguna la temperatura es variable, mientras que en el experimento
realizado en la sala de clases, la temperatura es constante. Como en el primer caso la
temperatura es variable, también varía la presión de saturación de agua, teniendo,
por ejemplo, una mayor presión de saturación de agua en un lugar que posee una
mayor temperatura, por lo que la humedad relativa disminuye (la humedad relativa es
inversamente proporcional a la presión de saturación).
Por otra parte, en el experimento realizado en la sala de clases, la presión de
saturación de agua es contante porque la temperatura también lo es, por ende, la
humedad relativa sólo dependerá de la presión parcial de vapor en una mezcla de
aire, la que a su vez estará determinada por la distancia a la fuente de agua, siendo
mayor a una distancia cercana.
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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.

Se busca que los estudiantes logren llegar a las siguientes conclusiones.
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Conclusiones
Las masas de agua afectan su entorno mediante un cambio en la humedad del mismo. Si
el sistema posee temperatura variable existirá una relación inversamente proporcional
entre la humedad relativa y la presión de saturación de agua a una determinada
temperatura.
Por otra parte, si el sistema posee temperatura constante, la humedad relativa sólo
dependerá de la presión parcial de vapor, ya que la presión de saturación de agua será
constante. En este caso, se podrá observar que, a una menor distancia de una fuente de
agua habrá una mayor humedad relativa y viceversa.
Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.

Actividades de aplicación
El objetivo de esta sección es que los estudiantes puedan extrapolar el cono-
cimiento adquirido durante esta clase mediante la aplicación del mismo en
diferentes contextos y situaciones. Además, se busca que los alumnos se
cuestionen y planteen posibles explicaciones a los fenómenos observados
experimentalmente.
A continuación se presentan las respuestas de las preguntas planteadas.
? ¿Qué harían ustedes si quisieran tener la mayor cantidad de vapor de agua posible en
un metro cúbico de aire?, ¿por qué?
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Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Se busca que los estudiantes relacionen lo aprendido en el marco teórico con la pregunta,
estableciendo que lo que se debe hacer es aumentar la temperatura, para que
así también aumente la cantidad de vapor de agua, ya que de este modo se logra que
aumente el punto de saturación del sistema.

Actividades de aplicación
? Según lo que se puede observar de los gráficos de humedad relativa y temperatura
ambiental obtenidos de la laguna Carén (Chile), ¿por qué creen ustedes que en los
sectores cercanos a la laguna había una menor humedad relativa que en los sectores
más lejanos?
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Se busca que los estudiantes analicen el gráfico entregado, pudiendo analizar que en
los sectores más cercanos a la laguna había una mayor temperatura, por lo tanto, una
menor humedad relativa.
? Imaginen que todo el entorno de la laguna Carén tuviese temperatura constante, en
este supuesto, ¿de qué factor dependería un cambio en la humedad relativa?
Masas de agua y su efecto en el entorno
Medición de temperatura y humedad en una fuente de agua.
Se busca que los estudiantes identifiquen que la situación planteada es análoga a la
estudiada en la experimentación, por lo tanto, los cambios que puedan observarse en la
humedad relativa dependerán de la distancia a la que se encuentre de la laguna.

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