Caja de arena de equilibrio térmico

HS-PS3-4: Distribución de energía en un sistema cerrado

Planificar y llevar a cabo una investigación para aportar pruebas de que la transferencia de energía térmica cuando se combinan dos componentes de diferente temperatura dentro de un sistema cerrado da como resultado una distribución de energía más uniforme entre los componentes del sistema (segunda ley de la termodinámica).

Controles de simulación

Sustancia A

Sustancia B

Sistema cerrado (contenedor aislado)

Cobre
90,0 °C
Agua
20,0 °C
La energía térmica fluye de la sustancia más caliente a la más fría hasta que se alcanza el equilibrio.

Temperatura vs. Tiempo

NGSS Aprendizaje tridimensional

Prácticas científicas y de ingeniería

Planificación y realización de investigaciones: Utilice este entorno de pruebas para planificar una investigación. Modifique la masa o el material de un componente y observe cómo afecta a la temperatura de equilibrio final. Recopile datos del gráfico para fundamentar sus conclusiones.

Ideas centrales de la disciplina

PS3.B: Conservación de la energía y transferencia de energía: La energía no se crea ni se destruye. Los sistemas no controlados siempre evolucionan hacia estados más estables, es decir, hacia una distribución de energía más uniforme (equilibrio térmico).

Conceptos transversales

Sistemas y modelos de sistemas: Esta simulación modela un sistema cerrado (un contenedor aislado). Definimos los límites de manera que no se escape energía térmica al entorno, lo que nos permite analizar las entradas, las salidas y la transferencia de energía interna.