Anexos
Anexo I. Ítems obtenidos (versión para estudiantes de cerámica)
1. Considera un témpano de hielo comparado con una taza con café caliente. ¿Cuál de los siguientes enunciados establece una relación correcta?
a. La taza con café tiene mayor cantidad de energía térmica que el témpano de hielo porque está más caliente.
b. La taza con café tiene mayor calor que el témpano de hielo porque está caliente.
c. El témpano de hielo tiene mayor energía térmica debido a su mayor cantidad de masa.
d. La taza con café es la única que tiene energía térmica.
e. La taza con café tiene más calor porque el calor derrite el hielo.
2. Una barra de plástico y una barra de cerámica vidriada son frotadas vigorosamente entre sí, ¿cuál de las opciones siguientes describe mejor lo que sucede?
a. La fricción provoca que las moléculas del material vibren con mayor rapidez, lo que ocasiona un aumento en la temperatura.
b. Se libera temperatura de ambas, lo que provoca un aumento de temperatura.
c. La temperatura de la barra de plástico fluye hacia la barra de cerámica vidriada porque el plástico es más caliente que la cerámica.
d. La energía almacenada en la cerámica durante el horneado es transmitida al plástico.
e. Se nota un aumento de temperatura en el material más blando.
3. Un lote de piezas cerámicas cuya temperatura de maduración es 1250°C es sometida a horneado; sin embargo, el ciclo de horneado se interrumpió a 1200°C. ¿Cuál de las opciones describe la situación?
a. Como las piezas ya fueron horneadas anteriormente éstas ya almacenaron cierta cantidad de energía, por lo que sólo se necesita calentar hasta llegar a 50°C.
b. Sólo algunas partículas de calor depositadas en las piezas se pierde, el resto se conserva.
c. Parte de la energía ganada por las piezas se pierde, por lo que el horneado debe realizarse nuevamente hasta llegar a los 1250°C.
d. El calor que se conserve durante el tiempo que el horno permanezca apagado servirá para utilizar menos energía en el próximo ciclo de horneado.
e. c y d.
4. Durante el ciclo de horneado un termómetro marca una temperatura de 1050°C dentro del horno cerámico. ¿Qué opción presenta una explicación correcta en términos de equilibrio térmico al medir la temperatura interior con un termómetro?
a. La suma de las temperaturas de cada una de las piezas es igual a lo que marca el termómetro dentro del horno.
b. Piezas, placas y postes tienen la misma temperatura que la atmósfera dentro del horno.
c. La capa gaseosa que rodea las piezas tiene una mayor temperatura.
d. Las piezas tienen mayor temperatura que la capa de gas que las rodea.
e. No se puede decir algo con la información que se provee.
5. Dos lotes de piezas cerámicas del mismo material y de características similares, pero en cantidades diferentes, son sometidas al ciclo de horneado. Los ciclos para cada lote tienen la misma temperatura máxima. Elige la frase que creas correcta.
a. Los dos lotes necesitan la misma cantidad de calor para llegar a la temperatura máxima.
b. El lote con mayor número de piezas necesita mayor cantidad de calor para llegar a la misma temperatura que el lote con menor número de piezas.
c. Si los dos ciclos duran el mismo tiempo se utiliza la misma cantidad de calor para llevar las piezas de los dos lotes a la misma temperatura.
d. Si un ciclo dura más que otro, se utilizó mayor cantidad de calor en el que duró más.
e. a y d.
6. Los lotes de piezas de la pregunta anterior, después del horneado, se dejan enfriar bajo las mismas condiciones ambientales. Bajo estas circunstancias:
a. El lote con mayor cantidad de piezas tarda más tiempo en enfriarse.
b. El lote que tardó más en calentarse tardará más en enfriarse.
c. Los dos lotes tardan el mismo tiempo en enfriarse.
d. Si el ambiente es frío los dos lotes de piezas tardan el mismo tiempo en enfriarse.
e. Hace falta información.
Considera las siguientes formas de transmisión de calor para responder las preguntas 7 y 8.
1. Convección.
2. Conducción.
3. Radiación.
7. ¿Cuál de las formas de transmisión se dan dentro de un horno cerámico en funcionamiento lleno de piezas?
a. Sólo la 1.
b. Sólo la 2.
c. Sólo la 3.
d. La 1 y la 2.
e. Todas (1, 2 y 3).
8. ¿Cuál de las formas se da en una taza dentro del horno en funcionamiento?
a. Sólo la 1.
b. Sólo la 2.
c. Sólo la 3.
d. La 1 y la 2.
e. Todas (1, 2 y 3).
9. Para obtener el vidriado de las piezas cerámicas es necesario fundir la sílice (SiO2). ¿Qué sucede mientras se funde el material?
a. El calor suministrado y la temperatura se siguen elevando para poder fundir por completo el material.
b. El calor suministrado aumenta, pero la temperatura se mantiene.
c. El calor suministrado se mantiene, pero la temperatura se eleva.
d. El calor suministrado y la temperatura se mantienen hasta que el material se funde por completo.
e. Ninguna de las anteriores, puesto que el material comienza a fundirse desde que se le suministra calor.
10. Por lo general, las cerámicas son utilizadas como aislantes térmicos. Esto significa que:
a. No conducen calor.
b. No conducen temperatura.
c. Conducen temperatura pero no calor.
d. Conducen el calor de manera más lenta que muchos otros materiales.
e. a y b.
11. Dos materiales cerámicos a diferente temperatura están en contacto térmico. Elige la opción que mejor describa lo que sucede a dichos materiales.
a. La temperatura se transmite del material más caliente al más frío hasta que los dos llegan a la misma.
b. El calor fluye del material de mayor temperatura al de menor haciendo que el que pierde también pierda masa y el que gana sea más masivo.
c. El material más caliente hace que el material más frío eleve su temperatura hasta que alcanza la temperatura del más caliente sin que su temperatura disminuya.
d. Después de un rato, la temperatura de los dos es mayor que cualquiera antes del contacto térmico.
e. Hay una transferencia de energía del material con mayor temperatura al de menor temperatura, lo que provoca que disminuya la temperatura del que cede y aumente la temperatura del que recibe.
Considera la situación que se describe a continuación para contestar las preguntas 12 y 13:
Las figuras siguientes son esquemas de hornos de túnel en los que se representan las zonas de calentamiento y de máxima temperatura. Supóngase que están perfectamente aislados y que dentro de los hornos prevalecen las mismas condiciones.
12. Después de ser apagados, ¿en cuál de los hornos se llega más rápido al equilibrio térmico?
a. En el horno A.
b. En el horno B.
c. En el horno C.
d. En el horno D.
e. En todos es lo mismo.
13. Después de ser apagados, ¿cuál de los siguientes enunciados es correcto?
a. B y C tardan el mismo tiempo en llegar al equilibrio térmico.
b. A es el que tarda menos en llegar al equilibrio térmico.
c. B es el que tarda menos en llegar al equilibrio térmico.
d. B y D tardan el mismo tiempo en llegar al equilibrio térmico.
e. Todos tardan el mismo tiempo en llegar al equilibrio térmico
14. Con base en la situación a la que hacen referencia las preguntas 12 y 13, ¿qué enunciado explica mejor la situación?
a. Al tratarse del mismo medio de propagación dentro de todos los hornos, se tarda el mismo tiempo en llegar al equilibrio térmico.
b. No importa el medio de propagación, lo que interesa es la diferencia de temperaturas entre los extremos para saber cuánto tarda en llegar al equilibrio térmico.
c. Al tratarse del mismo medio de propagación, lo que determina la rapidez con que se llega al equilibrio térmico es la diferencia de temperaturas entre los extremos.
d. No hay propagación, el horno simplemente se va enfriando.
e. Ninguna de las anteriores.
15. Las piezas cubiertas con un mismo vidriado son distribuidas en tres hornos. Después de cierto tiempo, el vidriado en cada horno comienza a fundirse. ¿En cuál de los hornos el vidriado tiene la menor temperatura?
a. El del horno que tiene menos tiempo prendido.
b. El del horno que tiene más tiempo prendido.
c. El último en comenzar a fundirse.
d. El vidriado tiene la misma temperatura en todos los hornos.
e. No hay datos suficientes para contestar a esta pregunta.
Anexo II. Ítems obtenidos (versión general)
1. Considera un témpano de hielo comparado con una taza con café caliente. ¿Cuál de los siguientes enunciados establece una relación correcta?
a. La taza con café tiene mayor cantidad de energía térmica que el témpano de hielo porque está más caliente.
b. La taza con café tiene mayor calor que el témpano de hielo porque está caliente.
c. El témpano de hielo tiene mayor energía térmica debido a su mayor cantidad de masa.
d. La taza con café es la única que tiene energía térmica.
e. La taza con café tiene más calor porque el calor derrite el hielo.
2. Dos barras de distintos materiales son frotados vigorosamente entre sí. ¿Cuál de los siguientes enunciados expresa con mayor precisión lo que sucede?
a. La fricción provoca que las moléculas del material vibren con mayor rapidez, lo que ocasiona un aumento en la temperatura.
b. Se libera temperatura de ambas, lo cual provoca un aumento de temperatura.
c. La temperatura de la barra de plástico fluye hacia la barra de cerámica vidriada porque el plástico es más caliente que la cerámica.
d. La energía almacenada en cada material se libera debido a la fricción.
e. Se nota un aumento de temperatura en el material más blando.
3. Dos sustancias previamente calentadas son puestas en contacto térmico. Si suponemos que antes del contacto tenían distinta temperatura, ¿qué sucede en términos de transferencia de energía?
a. La que tiene mayor temperatura pierde mayor energía, en consecuencia la de menor temperatura gana más energía.
b. La que tiene menor temperatura pierde mayor cantidad de energía, en consecuencia la de mayor temperatura absorbe mayor temperatura.
c. La energía que pierde la de mayor temperatura es la misma que la energía que gana la de menor temperatura.
d. La sustancia más blanda gana más energía.
e. No hay datos suficientes para establecer qué sustancia pierde y qué sustancia gana energía.
4. Considera la situación en que un alimento es cocinado en el horno. Al término del horneado, ¿qué opción presenta una explicación correcta, en términos de equilibrio térmico, al medir la temperatura interior con un termómetro?
a. La lectura del termómetro indica que la temperatura es tibia.
b. Alimentos y recipientes tienen la misma temperatura que la atmósfera dentro del horno.
c. La capa gaseosa que rodea los alimentos tiene una mayor temperatura.
d. El recipiente que contiene el alimento, al ser más duro, tiene menor temperatura que los alimentos por ser más blandos.
e. No se puede decir algo con la información que se provee.
5. Dos lotes de piezas cerámicas del mismo material y de características similares, pero en cantidades diferentes son sometidas al ciclo de horneado. Los ciclos para cada lote tienen la misma temperatura máxima. Elige la frase que creas correcta.
a. Los dos lotes necesitan la misma cantidad de calor para llegar a la temperatura máxima.
b. El lote con mayor número de piezas necesita mayor cantidad de calor para llegar a la misma temperatura que el lote con menor número de piezas.
c. Si los dos ciclos duran el mismo tiempo, se utiliza la misma cantidad de calor para llevar las piezas de ambos lotes a la misma temperatura.
d. Si un ciclo dura más que otro, se utilizó mayor cantidad de calor en el que duró más.
e. a y d.
6. Los lotes de piezas de la pregunta anterior, después del horneado, se dejan enfriar bajo las mismas condiciones ambientales. Bajo estas circunstancias:
a. El lote con mayor cantidad de piezas tarda más tiempo en enfriarse.
b. El lote que tardó más en calentarse tardará más en enfriarse.
c. Los dos lotes tardan el mismo tiempo en enfriarse.
d. Si el ambiente es frío los dos lotes de piezas tardan el mismo tiempo en enfriarse.
e. Hace falta información.
Considera las siguientes formas de transmisión de calor para responder las preguntas 7 y 8.
1. Convección.
2. Conducción.
3. Radiación.
7. ¿Qué sucede dentro del horno en términos de transferencia de calor?
a. Hay una mayor transferencia de calor hacia las sustancias más blandas.
b. Los líquidos comienzan a evaporarse cuando comienzan a calentarse.
c. a y b.
d. El aire se calienta por convección, mientras que los alimentos reciben calor por conducción a través del recipiente y el aire, además de la radiación de la flama principalmente.
e. Todas (1, 2 y 3).
8. Se enciende la calefacción en un auto, los orificios de ésta se configuran de tal manera que se caliente por la parte más cercana a los pies. En este caso, ¿qué sucede dentro del auto?
a. Se queda en la parte baja, se va acumulando y esto hace que después de un tiempo sólo haya aire caliente dentro del auto.
b. Se eleva, desplazando el aire frío hacia abajo, esto hace que después de un tiempo sólo haya aire caliente dentro del auto.
c. Se mezcla con el aire frío hasta que todo está a la misma temperatura.
d. Se calienta todo el aire al llegarle calor, no importa que sea desde abajo.
e. La temperatura dentro del auto se entibia.
9. Para obtener el vidriado de las piezas cerámicas es necesario fundir la sílice (SiO2). ¿Qué sucede mientras se funde el material?
a. El calor suministrado y la temperatura se siguen elevando para poder fundir por completo el material.
b. El calor suministrado aumenta, pero la temperatura se mantiene.
c. El calor suministrado se mantiene, pero la temperatura se eleva.
d. El calor suministrado y la temperatura se mantienen hasta que el material se funde por completo.
e. Ninguna de las anteriores, puesto que el material comienza a fundirse desde que se le suministra calor.
10. Por lo general, las cerámicas son utilizadas como aislante térmico. Eso significa que:
a. No conducen calor.
b. No conducen temperatura.
c. Conducen temperatura pero no calor.
d. Conducen el calor de manera más lenta que muchos otros materiales.
e. a y b.
11. Dos materiales cerámicos a diferente temperatura están en contacto térmico. Elige la opción que mejor describa lo que le sucede a dichos materiales.
a. La temperatura se transmite del material más caliente al más frío hasta que los dos llegan a la misma.
b. El calor fluye del material de mayor temperatura al de menor haciendo que el material que pierde temperatura también pierda masa y el que gana sea más masivo.
c. El material más caliente hace que el material más frío eleve su temperatura hasta que alcance la temperatura del más caliente sin que su temperatura disminuya.
d. El material con mayor temperatura transfiere calor al de menor temperatura, y el de menor temperatura transfiere frío al de mayor temperatura.
e. Hay una transferencia de energía del material con mayor temperatura al de menor temperatura, lo que provoca que disminuya la temperatura del que cede y aumente la temperatura del que recibe.
12. El aire acondicionado de un automóvil se enciende durante el verano, después de un rato se abre la ventana. En este caso, elige la opción que mejor explique lo que sucede:
a. El frío se transfiere del interior del auto hacia el medio.
b. El calor del medio se transfiere hacia el aire en el interior del auto.
c. La temperatura del exterior se transfiere hacia el interior.
d. La temperatura del interior se eleva hasta llegar a una temperatura intermedia con la del exterior.
e. La temperatura del interior se iguala a la del exterior inmediatamente.
13. La razón por la cual es preferible elegir una chamarra de lana a una de mezclilla en una noche fría de invierno es:
a. La mezclilla al ser más dura que la lana, se enfría más rápido.
b. La lana evita que entre el frío.
c. La mezclilla es más fría.
d. La lana genera más calor.
e. La lana es mejor aislante.
14. Después de pasar por un calentador, el agua pasa por una tubería que conduce a la regadera. Bajo estas condiciones, elige la opción que mejor explique lo que sucede con la tubería:
a. La tubería se calienta.
b. La tubería se dilata.
c. La tubería se encoge.
d. La tubería se dilata porque se humedece con el vapor.
e. La tubería aumenta en dimensiones debido al cambio de temperatura.
15. Una puerta de madera está expuesta a los rayos del sol de manera directa. ¿Qué cambios experimenta durante el intervalo de tiempo desde el amanecer hasta el momento en que recibe de lleno los rayos solares?
a. Sólo se calienta.
b. Se hincha, porque pierde el agua que absorbe durante la mañana.
c. Aumentan sus dimensiones conforme aumenta su temperatura.
d. Absorbe el calor por ser más blanda que las paredes.
e. Se calienta poco porque la madera es aislante.