Act 6Acomplementar

13
Ciencias con lo mejor de Vernier 38 - 1 Experimento 38 Contenido INTRODUCCIÓN................................................... 2 Niveles Esperados.............................................. 3 Resumen del Método............................................. 4 Temperatura A.................................................. 4 Lista de Materiales............................................4 Recolección y almacenamiento de muestras.......................4 Procedimiento de ensayo........................................4 DATOS Y CÁLCULOS............................................... 6 Temperatura.................................................... 6 INFORMACION ADICIONAL..........................................7 Indicaciones a instructores....................................7 Cómo trabajan los sensores de temperatura......................8

description

Informatica Bloque 2 Actividad del salón complemetaria.

Transcript of Act 6Acomplementar

Page 1: Act 6Acomplementar

Ciencias con lo mejor de Vernier 38 - 1

Experimento

38

ContenidoINTRODUCCIÓN....................................................................................................................... 2Niveles Esperados........................................................................................................................ 3Resumen del Método................................................................................................................... 4Temperatura A............................................................................................................................. 4Lista de Materiales....................................................................................................................... 4Recolección y almacenamiento de muestras.................................................................................4Procedimiento de ensayo............................................................................................................. 4DATOS Y CÁLCULOS.............................................................................................................. 6Temperatura................................................................................................................................. 6INFORMACION ADICIONAL................................................................................................... 7Indicaciones a instructores........................................................................................................... 7Cómo trabajan los sensores de temperatura..................................................................................8

Page 2: Act 6Acomplementar

38 - 2 Ciencias con lo mejor de Vernier

Experimento 38

Temperatura

INTRODUCCIÓNLa temperatura de un depósito natural de agua ejerce una influencia en sus propiedades en general. Cuando la temperatura del agua se encuentra fuera del intervalo “normal” típico de una corriente o río, puede causar daños a los organismos acuáticos que viven en ese medio. Debido a ello es que se debe medir el cambio de temperatura del agua a través de una sección de la corriente y no en un punto específico dentro de ella. Si la temperatura del agua cambia aunque solo sea en unos pocos grados a lo largo de 1,6 kilómetros de longitud de la corriente, esto es un indicador de una fuente de polución térmica.

La polución térmica causada por las actividades humanas es un factor que puede afectar la temperatura del agua. Muchas industrias utilizan el agua de los ríos en sus procesos. El agua recibe un tratamiento antes de retornar al río, pero eso provoca que esté más caliente que antes. El agua procedente de los lotes de estacionamiento y de sus techos, al entrar en una corriente está más caliente que la propia corriente y por tanto aumentará su temperatura total.

La sombra es un factor muy importante en la salud de una corriente debido a la influencia cálida de la luz directa del Sol. Algunas actividades humanas conducen a la eliminación de los árboles del área, disminuyendo la cantidad de sombra y aumentando la irradiación directa del Sol sobre el agua, lo que produce un aumento de su temperatura.

Factores que afectan la Temperatura del agua

Temperatura del aire

Cantidad de sombra

Erosión del suelo incrementando la turbidez

Polución térmica de las actividades humanas

Confluencia de corrientes

Page 3: Act 6Acomplementar

Ciencias con lo mejor de Vernier 38 - 3

Temperatura

exposu re tosunlig ht

M ediumLow Low

High

exposu re tosunlig ht

Page 4: Act 6Acomplementar

38 - 4 Ciencias con lo mejor de Vernier

Experimento 38

Otro factor que puede influir en la

temperatura del agua es la temperatura del aire sobre el agua. La importancia de su influencia tiene mucho que ver con la profundidad del agua. Una corriente baja es más susceptible a cambiar su temperatura que un río profundo.

Mientras muchos factores contribuyen al calentamiento de las aguas superficiales, unos pocos provocan su enfriamiento. Una posible forma de enfriamiento del agua se debe a las bajas temperaturas del aire. Una segunda forma de enfriamiento de un lago o río se debe al aporte de las aguas frías de un río tributario.

Un aspecto importante de la temperatura del agua es su efecto sobre la solubilidad de los gases como el oxígeno. Mayor cantidad de gas se puede disolver en agua fría que en agua caliente. Animales como el salmón, que requieren un alto nivel de oxígeno disuelto solo pueden sobrevivir en aguas frías.

Elevadas temperaturas del agua pueden causar también un aumento de la rapidez de fotosíntesis de plantas y algas acuáticas. Esto puede conducir a un aumento del crecimiento de las plantas y la floración de las algas, lo que puede ser muy peligroso para el ecosistema local.

Un cambio en la temperatura del agua puede afectar la salud general de los organismos acuáticos, por lo que cambia la calidad de las corrientes de agua. En la Tabla 1 se muestran los intervalos óptimos de temperatura de algunos organismos acuáticos seleccionados. Cuando la temperatura del agua se pone demasiado fría o demasiado caliente, los organismos se estresan, con lo que disminuye su resistencia a los contaminantes, las enfermedades y los parásitos.

Niveles EsperadosLa temperatura del agua puede variar desde 0C en el invierno hasta sobre los 30C en el verano. Aguas más frías en una corriente se consideran como más saludables que aguas más calientes, aunque no hay un estándar definitivo al respecto. Los problemas ocurren generalmente cuando se aprecian cambios en la temperatura del agua a lo largo de una corriente en un mismo día. Algunos datos de muestra se listan en la Tabla 2.

Efectos de la Temperatura del agua

Solubilidad del oxígeno disuelto

Rapidez de crecimiento de las plantas

Rapidez metabólica de los organismos

Resistencia de los organismos

Tabla 1: Intervalos óptimos de temperatura

Organismo Intervalo de Temperatura (°C)

Trucha 5 – 20

Lobina de boca pequeña

5 – 28

Larvas de tricópteros

10 – 25

Larvas de efemeróptero o mosca de mayo

10 – 25

Larvas de plecóptero

10 – 25

Corixidae o insecto de bote

10 – 25

Carpa 10 – 25

Mosquito 10 – 25

Siluro 20 – 25

Page 5: Act 6Acomplementar

Ciencias con lo mejor de Vernier 38 - 5

Temperatura

Tabla 2: Temperaturas del agua de ríos seleccionados

Lugar Estación Temperatura

(°C)Estación Temperatura

(°C)

Río Hudson, Poughkeepsie, NY Invierno 5 Verano 25

Río Missouri, Garrison Dam, ND Invierno 3 Verano 14

Río Grande, El Paso, TX Invierno 16 Verano 21

Río Mississippi, Memphis, TN Invierno 7 Verano 29

Río Willamette, Portland, OR Invierno 9 Verano 22

Resumen del MétodoUsará un sensor de temperatura Vernier para medir la temperatura del agua en un lugar y en un segundo lugar corriente arriba (el estándar es de 1,6 km corriente arriba, pero se puede utilizar una distancia más corta). Como la temperatura del agua puede fluctuar mucho de una región a otra y de una estación a otra, (ver la Tabla 2), se mide la diferencia de temperatura a lo largo de una longitud de una corriente o río en particular en un solo día.

Temperatura A

Lista de Materiales computador Sensor de Temperatura Vernier interfaz Vernier para computador taza pequeña de plástico o papel

(opcional)Logger Pro

Recolección y almacenamiento de muestras1. La temperatura del agua se debe medir en el lugar, ya sea colocando el sensor directamente

en la corriente o tomando una muestra de agua para medir inmediatamente su temperatura.

2. Si fuera necesario tomar una muestra de agua para medir su temperatura en el lugar, es importante obtener la muestra de agua por debajo de la superficie y lo más lejos posible de la orilla mientras sea seguro. Si las zonas adecuadas de la corriente son inaccesibles, se pueden construir colectores de muestras consistentes en una barra larga y un contenedor.

Procedimiento de ensayo1. Coloque el computador en un lugar seguro lejos del

agua. Mantenga el computador lejos del agua todo el tiempo.

2. Conecte el sensor de Temperatura en el Ch 1 de la interfaz Vernier.

3. Prepare el computador para la recolección de datos. Abra “01 Temperatura” de la carpeta de experimento Calidad de agua con Computadores del Logger Pro.

4. Ya está listo para tomar datos de temperatura.

Page 6: Act 6Acomplementar

38 - 6 Ciencias con lo mejor de Vernier

Experimento 38

a. Coloque la punta del sensor dentro del agua de la corriente en el Sitio 1, o dentro de una taza con la muestra de agua acabada de tomar de la corriente. Sumerja la punta del sensor hasta una profundidad de unos 6 cm.

b. Observe la temperatura en el medidor durante 30 segundos. c. Si la temperatura permanece estable, registre su valor en la hoja de datos y cálculos y

continúe con el paso 6.

5. Si el valor de temperatura que se muestra en el medidor está fluctuando, determine el valor medio (o el promedio) de la temperatura. Para esto:

a. Haga clic en el botón para dar inicio a una medición de 10 segundos. Importante: Mantenga la punta del sensor sumergida todo el tiempo que dura la medición.

b. Cuando la medición termina, haga clic en el botón Estadísticas  , para que aparezca la caja de estadísticas en el gráfico.

c. Registre la temperatura media en la hoja de datos y cálculos.

6. Retorne al paso 4 para hacer una segunda lectura en el Sitio 1.

7. Repita los pasos 1-6 en el Sitio 2, a una distancia corriente arriba de 1,6 km del Sitio 1.

Page 7: Act 6Acomplementar

Ciencias con lo mejor de Vernier 38 - 7

Temperatura

DATOS Y CÁLCULOS

TemperaturaCorriente o lago: _____________________________ Fecha: __________________________________

Sitio 1, Nombre: _____________________________ Hora (Sitio 1): ____________________________

Sitio 1, número: ______________________________ Hora (Sitio 2): ____________________________

Sitio 2, nombre: ______________________________ Nombre del estudiante: ____________________

Sitio 2, número: ______________________________ Nombre del estudiante: ____________________

Distancia entre los sitios: ______________________ Nombre del estudiante: ____________________

Columna de Procedimiento:

A. Registre la primera lectura de temperatura del agua en cada sitio.

B. Registre la segunda lectura de

temperatura del agua en cada sitio.C. Promedio de la temperatura del agua en cada sitio = (A + B) / 2D. Cambio de temperatura = Promedio de T Sitio 1 – Promedio de T Sitio 2

Observaciones de campo (por ejemplo, clima, geografía, vegetación a lo largo de la corriente)__________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

Ensayo hecho: ________________ Fecha: ______

Columna A B C

Sitio Temperatura 1 (°C)

Temperatura 2 (°C)

Promedio de la

temperatura (°C)

1

2

Page 8: Act 6Acomplementar

38 - 8 Ciencias con lo mejor de Vernier

Experimento 38

INFORMACION ADICIONAL

Indicaciones a instructores1. ¿Cuál sensor de temperatura debo usar? Todos los sensores de temperatura de la Tabla 3

sirven para los estudios de calidad del agua. Se incluye información adicional para ayudarlo a decidir.

2.

En

algunos estudios resulta útil obtener información de la temperatura como función de la profundidad. Hay dos formas de hacerlo. El mejor método es usar el sensor de temperatura extra largo de Vernier. Tiene un cable de 30 m que se puede sumergir directamente en el agua y trabaja muy bien para este propósito. Si no tiene este tipo de sensor, pero tiene un colector de muestras de agua, puede tomar una muestra de agua y medir su temperatura en la superficie.

3. El gráfico a la derecha muestra la variación mensual de la temperatura del río Cowlitz en Kelso, Washington a lo largo de un año. Esto ilustra la magnitud del cambio de temperatura que puede ocurrir en el transcurso de un año. Una corriente, con menor caudal de agua que este río, podría ser afectada de forma más dramática por los cambios en el clima, la nieve derretida o los períodos de mucho y poco flujo de agua.

4. El efecto de la temperatura del agua sobre los organismos acuáticos es realmente muy complicado. No solo la temperatura del agua afecta la tasa metabólica de los organismos acuáticos, como ya se mencionó antes, sino también afecta sus hábitos de alimentación y sus ciclos reproductivos. Muchos animales tienen también diferentes requerimientos de temperatura para los distintos estadios de sus ciclos vitales. Los animales acuáticos suelen tolerar cambios lentos y graduales mucho mejor que los cambios bruscos de temperatura.

Tabla 3: Comparación de sensores de temperatura

Sensor de temperatura de acero inoxidable

No requiere calibración auto-ID con LabPro excelente tolerancia química Intervalo: –25C a 125C

Sensor de temperatura Vernier de conexión directa

excelente tolerancia química cable de 1,5 m Intervalo: –15C a 110C

Sensor de temperatura Vernier Extra Largo

Cable de 31 m para estudios de profundidad Buena exactitud con calibración excelente tolerancia química Intervalo: –50C a 150C

Temperatura mensual, Río Cowlitz, Kelso, WA

Page 9: Act 6Acomplementar

Ciencias con lo mejor de Vernier 38 - 9

Temperatura

5. Si ocurre que tomar una lectura a 1,6 km corriente arriba no es posible, tome el dato de un segundo sitio lo más lejos posible corriente arriba. Anote la distancia aproximada entre los sitios 1 y 2 en la hoja de datos y cálculos.

Cómo trabajan los sensores de temperaturaSensor de Temperatura de Acero Inoxidable

Este sensor utiliza un termistor para medir temperatura. El termistor es un resistor variable cuya resistencia disminuye en forma no lineal con el aumento de la temperatura. El sensor está hecho de acero inoxidable lo que le brinda alta inmunidad química.

Sensor de Temperatura Vernier de Conexión Directa

Este sensor usa un transductor de temperatura para medir la temperatura. Produce una salida de voltaje que varía en forma lineal con la temperatura. El sensor está cubierto con un recubrimiento de Teflon® FEP. Este recubrimiento protege al sensor de algún daño en la mayoría de los medios ambientes.

Sensor de Temperatura Vernier Extra-Largo

Este sensor usa un transductor de temperatura y una caja amplificadora para medir la temperatura. El transductor produce una salida de voltaje que varía en forma lineal con la temperatura. El sensor está cubierto con un recubrimiento de Teflon® FEP. Este recubrimiento protege al sensor de algún daño en la mayoría de los medios ambientes.

¿Necesito calibrar mi sensor de Temperatura?

Sensor de Temperatura de Acero Inoxidable

No. No se requiere calibración con este sensor.

Sensor de Temperatura Vernier de Conexión Directa

Usualmente no se necesita calibrar este sensor. El uso de la calibración de temperatura almacenada en el programa Logger Pro produce excelentes resultados. Sin embargo, para lograr mayor exactitud, debe realizar una calibración de dos puntos como se describe en el procedimiento para el sensor de temperatura extra largo.

Sensor de Temperatura Vernier Extra-Largo

El uso de la calibración de temperatura almacenada en el programa Logger Pro produce resultados satisfactorios con este sensor. Sin embargo, para mayor exactitud, debe calibrar el sensor usted mismo. Para realizar una calibración de dos puntos para un sensor de temperatura, siga el procedimiento siguiente:

1. Prepare un baño de agua con hielo y otro de agua a temperatura ambiente:

Cuando prepare el baño de agua con hielo, agite vigorosamente con un agitador magnético y use abundante hielo (el hielo picado funciona mejor que los cubos de hielo).

Cuando prepare el baño de agua a temperatura ambiente, asegúrese que la temperatura del agua está estable y use a un termómetro de alta calidad.

Sujete el sensor de Temperatura con su punta en el interior de una región con hielo en el baño de agua con hielo.

Page 10: Act 6Acomplementar

38 - 10 Ciencias con lo mejor de Vernier

Experimento 38

2. En el Logger Pro, seleccione Calibrar del menú Experimento y seleccione CH1. Haga clic en .

3. Escriba “0” en la caja de edición. Esto representa el valor de temperatura 0°C. Cuando la indicación de la lectura del voltaje en Lectura 1 se mantenga estable, haga clic en .

4. Cambie el sensor de Temperatura al baño de agua de temperatura ambiente. Deje pasar el tiempo suficiente para que la temperatura se estabilice.

5. Escriba la temperatura real, leída por un termómetro, en la caja de edición. Cuando la indicación de la lectura del voltaje en Lectura 2 se mantenga estable, haga clic en , y luego haga clic en .

Page 11: Act 6Acomplementar

Ciencias con lo mejor de Vernier 38 - 11

Temperatura

ContenidoINTRODUCCIÓN....................................................................................................................... 1Niveles Esperados........................................................................................................................ 2Resumen del Método................................................................................................................... 3TemperaturA............................................................................................................................... 3Lista de Materiales....................................................................................................................... 3Recolección y almacenamiento de muestras.................................................................................3Procedimiento de ensayo............................................................................................................. 3DATOS Y CÁLCULOS.............................................................................................................. 5Temperatura................................................................................................................................. 5INFORMAcION ADICIONAL................................................................................................... 6Indicaciones a instructores........................................................................................................... 6Cómo trabajan los sensores de temperatura..................................................................................7