2.º semestre · Pensamiento Matemático II · MCCEMS 2025Ruta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Relacionar los datos del caso con evaluar tecnología con balance y dirección.
- Justificar una decisión y revisar los límites de la explicación propuesta.
Antes de empezar
- Leer magnitudes y unidades
- Operar con proporciones y diferencias
Qué relación permite explicar el caso
Un ciclo termina en el estado inicial, así que no acumula variación de energía interna. El calor neto y el trabajo neto deben compensarse. Un motor entrega trabajo y rechaza parte de energía; un refrigerador recibe trabajo y transporta energía desde el espacio frío hacia un ambiente más caliente.
Cerrar cantidades no demuestra cualquier dirección del proceso. La segunda ley impone límites a conversión cíclica y flujo espontáneo. Entropía no es otra palabra para energía: en sistema y entorno juntos el criterio requiere que el total no disminuya espontáneamente. Un descenso local puede compensarse con aumento del entorno; tampoco el signo del total informa cuánto tarda el proceso.
- Ciclo y criterio global
- ΔU=0 en el ciclo; el análisis de dirección debe abarcar sistema y entorno, distinguiendo S de U.
Del dato al argumento
- Define focos, trabajo y todos los efectos del dispositivo.
- Cierra la primera ley con el mismo periodo de operación.
- Comprueba el alcance del criterio de segunda ley y evita inferir rapidez o utilidad sin datos.
Un caso resuelto con condiciones explícitas
Un refrigerador extrae 450 J del interior y recibe 150 J de trabajo durante un ciclo.
- Regresa al mismo estado:ΔU=0.
- Ambas entradas suman 600 J.
- Entrega 600 J al ambiente; no crea la energía extraída.
Salida al ambiente=600 J.
Revisar la inferencia
Mover más calor que el trabajo recibido crea energía.
Se transporta energía del interior y se añade el suministro.
Balance y dirección exigen fronteras y efectos completos; la cifra movida no es energía nueva.
- ΔU=0 en el ciclo; el análisis de dirección debe abarcar sistema y entorno, distinguiendo S de U.
- Balance y dirección exigen fronteras y efectos completos; la cifra movida no es energía nueva.
Compruébalo ahora
Caso independiente A, con datos propios; no uses las cifras del ejemplo ni de la ilustración. Motor cíclico recibe 1500 J y entrega 900 J al foco frío. Calcula trabajo y fracción útil.
Ver solución explicada
Respuesta: 600 J; 40 %.
Neto 600; útil/entrada=600/1500=0.4.
Caso independiente B, con datos propios. Un refrigerador completa un ciclo: entrega 1100 J al ambiente y recibe 0.25 kJ de trabajo. Una medición atribuye 900 J extraídos del interior. Determina cuánto debería extraer según el balance y cuánto difiere la medición; no hay otras transferencias.
Ver solución explicada
Respuesta: Debería extraer 850 J; la medición excede el balance en 50 J.
0.25 kJ=250 J; en un ciclo ΔU=0 y 1100=Q extraído+250, así que Q extraído=850 J. La discrepancia es 900−850=50 J y obliga a revisar mediciones o transferencias omitidas.
Caso independiente C, con datos propios; no uses las cifras del ejemplo ni de la ilustración. Una muestra cambia S en −3 J/K y el entorno en +7 J/K. Evalúa criterio total y alcance.
Ver solución explicada
Respuesta: Total +4 J/K; descenso local compatible, no prueba rapidez.
Sumar ambos componentes; S no es energía y el criterio no determina tiempo.
Caso independiente D, con datos propios; no uses las cifras del ejemplo ni de la ilustración. Un anuncio promete ciclo de un único foco con todo calor convertido en trabajo y sin otro efecto. ¿Basta que cierre energía?
Ver solución explicada
Respuesta: No; contradice límite de segunda ley para esa conversión, aunque pueda escribir un balance cuantitativo.
Primera ley no acredita dirección o posibilidad de toda máquina propuesta.
Alineación curricular y fuentes
- Segundo semestre; tabla 2, páginas impresas 16–17; PF 7. Selección editorial del contenido. · Ciencias Naturales, Experimentales y Tecnología. Modelo Educativo 2025
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