Ensolación y las estaciones

Ensolación y las estaciones Introducción Si alguna página de esta práctica presenta el símbolo , significa que debes incluir esa página en tu diario. Completa lo que te piden las instrucciones y al terminar presiona el botón de captura de pantalla localizado en la esquina superior derecha. Diario y captura de pantalla El botón CAPTURA de pantalla se utiliza para capturar una imágen de la pantalla. El diario es el lugar donde se guardan las imágenes y desde donde estas se pueden ver. El botón Compartir se usa para exportar o imprimir tu diario a fin de entregar tu trabajo. Nota: Es posible que desees capturar la pantalla de la primera página de esta práctica de laboratorio para usarla como portada de tu diario.

Desafíos de laboratorio Ensolación y las estaciones Desafíos de laboratorio ¿Cómo se relaciona la inclinación de la Tierra con respecto al Sol con el clima y las estaciones? ¿Cuál es el efecto de los cambios en el ángulo de la irradiancia solar sobre la energía solar que llega a un área dada? Considera el efecto de las variaciones de los ángulos de la irradiancia solar sobre las tecnologías de energía solar. Mapa de radiación solar de los EE. UU.

Antecedentes teóricos Ensolación y las estaciones Antecedentes teóricos La energía solar que viene del Sol es, por lejos, el factor más importante que afecta el tiempo y el clima en el planeta Tierra. La variación diaria y estacional de la cantidad de luz solar que ingresa a la atmósfera impulsa los vientos, agita las corrientes oceánicas y calienta la tierra. La energía solar que recibe la tierra se llama irradiancia.

Self-Check Autoevaluación La irradiancia es ____________________. Ensolación y las estaciones Autoevaluación La irradiancia es ____________________. la cantidad de luz solar que se refleja en la nieve y otros materiales blancos. la energía total proveniente del Sol la energía total dentro del Sol una cara radiante de felicidad la diferencia de temperatura entre el verano y el invierno L6 – text box [ La mejor opción es… (presiona aquí para introducir texto) ]

Antecedentes teóricos Ensolación y las estaciones Antecedentes teóricos La Tierra rota todos los días sobre su propio eje, que está inclinado unos 23,5 grados en relación con la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Sin importar en qué época del año estemos, una parte del planeta siempre está expuesta a la irradiancia solar de manera más directa que la otra. A medida que la Tierra gira alrededor del Sol, la cantidad de irradiancia solar cambia según la ubicación específica de la Tierra, y esto genera los cambios de estaciones. Los rayos solares a la altura del ecuador cubren un área más pequeña, por lo que están más concentrados. Los rayos solares cerca de los polos se dispersan a lo largo de la curvatura de la Tierra, por lo que están menos concentrados.

Antecedentes teóricos Ensolación y las estaciones Antecedentes teóricos Durante la mitad del recorrido de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, el hemisferio norte está más cerca del Sol y, por lo tanto, es verano. Durante la otra mitad del año, el hemisferio sur está más cerca del Sol y, por lo tanto, es verano en esa región. Las diferencias climáticas entre los dos hemisferios son, en mucha menor medida, ocasionadas por la órbita elíptica de la Tierra. La Tierra llega al perihelio (punto más cercano al ol) en enero, y llega al afelio (punto más distante del Sol) en julio. Esto suaviza levemente los inviernos y los veranos del hemisferio norte. En el hemisferio sur, se observa el efecto opuesto.

Ensolación y las estaciones Autoevaluación El factor más importante para la diferenciación de las estaciones en la Tierra es _________________. la cantidad de gases con efecto invernadero la distancia entre la Tierra y el Sol el deseo de ir de compras durante las vacaciones el ángulo de incidencia de la luz solar con respecto a la Tierra lo rocoso del paisaje L6 – text box [ La mejor opción es… ]

Ensolación y las estaciones Seguridad Sigue todos los procedimientos de seguridad estándar de laboratorio. No mires directamente al Sol. Puede dañar de manera permanente las retinas de los ojos.

Materiales y equipo Sensor de temperatura de acero inoxidable Ensolación y las estaciones Materiales y equipo Reúne todos estos materiales antes de comenzar la práctica de laboratorio. Sensor de temperatura de acero inoxidable Trípode pequeño con varilla Abrazadera triple Transportador Tijeras Cartón (15 cm x 15 cm) Papel negro para construcción Pajilla Cinta adhesiva Pegamento

Sequencing Challenge Ensolación y las estaciones Los pasos que aparecen a la izquierda forman parte del procedimiento para llevar a cabo esta actividad de laboratorio. No están en el orden correcto. Introduce la secuencia correcta a continuación y, luego, toma una imagen instantánea de esta página. B. Coloca el panel solar de manera perpendicular (90°) a los rayos solares. Mide la temperatura después de haber estado 5 minutos expuesto a la luz solar. A. Coloca el panel solar a 60° con respecto a los rayos solares y déjalo expuesto durante 5 minutos. Después mide la temperatura. Espera a que se enfríe y repite el experimento con el panel a 30°. E. Coloca el panel solar a la sombra y deja que se enfríe. Reajusta el panel solar para que quede a un ángulo de 60°. C. Construye un panel solar que absorba energía luminosa, te permita cambiar el ángulo en relación con una fuente de luz y te permita medir la temperatura de la superficie. L6 – text box [ La secuencia de pasos correcta es…] D. Repite el paso de registro de datos. Compara las temperaturas máximas logradas en los 3 experimentos.

Procedimiento: Panel solar a 90° Ensolación y las estaciones Procedimiento: Panel solar a 90° pajilla Construye un colector de energía solar. Pega un papel negro de construcción a la superficie del cartón. Pega el transportador al papel negro con cinta adhesiva de manera que quede perpendicular a la superficie del cartón. Pega la pajilla con cinta adhesiva al transportador de manera que quede perpendicular (90°) al cartón con un espacio de 0,5 cm entre la pajilla y el cartón. Conecta el sensor de temperatura de acero inoxidable al sistema de aprendizaje científico SPARK. Pega el sensor de temperatura con cinta adhesiva en el centro del cartón. papel negro + cartón transportador

Procedimiento: Panel solar a 90° Ensolación y las estaciones Procedimiento: Panel solar a 90° Un lugar de luz Lleva el panel solar, el sensor de temperatura, SPARK, el trípode y la abrazadera al exterior. Busca un lugar en donde haya sol y que esté protegido del viento. Nota: Si no hay sol o hay demasiado viento, puedes hacer el experimento dentro del salón con una bombilla muy potente. Ajusta el panel solar al trípode con la abrazadera triple. ¡Precaución! No mires directamente al Sol mientras hagas el siguiente paso. Coloca el ángulo de la superficie del cartón de manera que quede perpendicular (90°) al Sol. La pajilla debe quedar apuntando al Sol. pajilla

Procedimiento: Panel solar a 90° Ensolación y las estaciones Procedimiento: Panel solar a 90° P. 1: ¿Por qué colocaste el panel de manera perpendicular a los rayos solares en lugar de colocarlo de manera perpendicular al suelo? Presiona el cuadro P. 1 para responder. P. 2: ¿Por qué cubriste la superficie del cartón con papel negro? Presiona el cuadro P. 2 para responder y, luego, toma una imagen instantánea. L3 – Text box: [Q1: The tube must be perpendicular to the sun’s rays because…] El tubo debe ser perpendicluar a los rayos del sol, porque L6 – Text box: [Q2: Cover the surface with black paper because…] Cubra la superficie con papel negro, porque

Ensolación y las estaciones P. 3: Harás tres experimentos con el “panel solar” de cartón colocado a 90°, 60° y 30° con respecto al Sol. ¿El ángulo del cartón afectará la temperatura que alcance al estar expuesto a la luz solar? ¿Por qué? ¿Con qué ángulo se obtendrá el mayor aumento de temperatura después de 5 minutos al sol? ¿Por qué? L 456 – Text box [ El ángulo del cartón… ] [ afectará la temperatura porque… ] [ Un ángulo de… ] [ generará el mayor aumento de temperatura porque… ]

Ensolación y las estaciones Inicia un registro de datos para el panel solar colocado a 90°. Observa cuál es la máxima temperatura alcanzada. Registra datos durante 5 minutos, y, luego, detén el registro de datos. L1245: graph of temp vs time L3: digits display of temp

Ensolación y las estaciones En la tabla adyacente, registra la temperatura máxima para el panel solar colocado a 90°. * *Para introducir datos en una tabla: Presiona para abrir la paleta de herramientas. Presiona y, luego, presiona sobre una celda de la tabla de datos para resaltarla con amarillo. Presiona para abrir la pantalla Teclado. L1245: Table of trial and max temps

Procedimiento: Panel solar a 60° Ensolación y las estaciones Procedimiento: Panel solar a 60° Quita el panel solar y llévalo a un lugar a la sombra para que se enfríe. Abanica el panel solar para que se enfríe más rápido. Quita la pajilla y vuelve a pegarla con cinta adhesiva sobre el transportador a 60° con respecto a la perpendicular. Cuando la pajilla esté apuntando al Sol, el panel solar debería estar a un ángulo de 60° con respecto a la pajilla. Cuando el panel solar se haya enfriado hasta la temperatura ambiente, vuelve a ajustarlo en el trípode. Coloca el panel solar de manera que la pajilla apunte al Sol. El papel negro del panel solar debe estar a un ángulo de 60° con respecto a la pajilla.

Ensolación y las estaciones 5. Inicia un registro de datos para el panel solar colocado a 60°. 6. Observa cuál es la máxima temperatura alcanzada. 7. Registra datos durante 5 minutos, y, luego, detén el registro. L1245: graph of temp vs time L 3: digits display of temp

Ensolación y las estaciones En la tabla adyacente, registra la temperatura máxima para el panel solar colocado a 60°. L1245: table of trial and temps

Procedimiento: Panel solar a 30° Ensolación y las estaciones Procedimiento: Panel solar a 30° Quita el panel solar y llévalo a un lugar a la sombra para que se enfríe. Abanica el panel solar para que se enfríe más rápido. Vuelve a pegar la pajilla al transportador con cinta adhesiva a un ángulo de 30° con respecto a la perpendicular. Cuando el panel solar se haya enfriado hasta la temperatura ambiente, vuelve a ajustarlo en el trípode. Coloca el panel solar de manera que la pajilla apunte al Sol. El papel negro del panel solar esta vez debe estar a un ángulo de 30° con respecto a la pajilla.

Ensolación y las estaciones 5. Inicia un registro de datos para el panel solar colocado a 30°. 6. Observa cuál es la máxima temperatura alcanzada. 7. Registra datos durante 5 minutos, y, luego, detén el registro. L1245: graph of temp vs time L3: digits display of temp

Ensolación y las estaciones En la tabla adyacente, registra la temperatura máxima para el panel solar colocado a 30°. L1245: data table of trial and temp

Análisis de datos Ensolación y las estaciones Con los gráficos y los datos que registraste, completa toda la tabla de datos adyacente. Guarda tu trabajo.

Ensolación y las estaciones Análisis Compara los resultados que obtuviste en los 3 experimentos con las predicciones que hiciste antes. L456 – text box [ Mis resultados… ]

Ensolación y las estaciones Análisis 2. ¿Cuál fue la variable independiente (el parámetro que controlaste) en este experimento? L456 – text box [ La variable independiente es… ]

Ensolación y las estaciones Análisis 3. ¿Cuál fue la variable dependiente (el parámetro que cambió) en este experimento? L456 – text box [ La variable dependiente es…]

Ensolación y las estaciones Análisis 4. ¿Qué parámetros intentaste mantener constantes en este experimento? L456 – text box [ Los parámetros que intentamos mantener constantes fueron… ]

Ensolación y las estaciones Análisis ¿La relación entre el cambio de temperatura y el ángulo de la irradiancia es lineal? Proporciona una explicación. L456 – text box [ La relación es… ]

Ensolación y las estaciones Síntesis Usa los recursos que tienes disponibles para responder las siguientes preguntas. Con los resultados de esta actividad y tus conocimientos acerca del movimiento de la Tierra alrededor del Sol y la inclinación del eje de rotación de la Tierra con respecto al plano de la órbita, explica por qué ocurren las estaciones. L456 – text box [ Las estaciones ocurren porque… ]

Ensolación y las estaciones Síntesis 2. ¿Por qué las estaciones son más pronunciadas (es decir, que hay una mayor diferencia de temperatura entre el verano y el invierno) a medida que nos alejamos del ecuador? L456 – text box [ Las estaciones son más pronunciadas porque… ]

Ensolación y las estaciones Síntesis 3. ¿Por qué las estaciones son más pronunciadas (es decir, que hay una mayor diferencia de temperatura entre el verano y el invierno) a medida que nos alejamos del ecuador? L456 – text box [ El clima en Marte… ]

Ensolación y las estaciones Selección múltiple Durante el invierno en el hemisferio norte, el Polo Norte de la Tierra está ____________________. inclinado hacia el Sol con respecto al Polo Sur inclinado en dirección contraria al Sol con respecto al Polo Sur a la misma distancia del Sol con respecto al Polo Sur L6 – text box [ La mejor opción es… ]

Ensolación y las estaciones Selección múltiple Durante el verano en el hemisferio sur, el Polo Norte de la Tierra está ________________________. inclinado hacia el Sol con respecto al Polo Sur inclinado en dirección contraria al Sol con respecto al Polo Sur a la misma distancia del Sol con respecto al Polo Sur L6 – text box [ La mejor opción es… ]

Ensolación y las estaciones Selección múltiple En los equinoccios de primavera y otoño, el Polo Norte de la Tierra está _______________________. inclinado hacia el Sol con respecto al Polo Sur inclinado en dirección contraria al Sol con respecto al Polo Sur a la misma distancia del Sol con respecto al Polo Sur L6 – text box [ La mejor opción es… ]

Ensolación y las estaciones Selección múltiple Las temperaturas cálidas del verano en el hemisferio norte al norte de los trópicos ocurren principalmente porque _____________________. la Tierra está más cerca del Sol los días son más largos el hemisferio norte está inclinado hacia el Sol los vientos cambian y traen temperaturas más cálidas L6 – text box [ La mejor opción es… ]

Ensolación y las estaciones Selección múltiple El trópico de Cáncer y el trópico de Capricornio, respectivamente, son círculos de latitud sobre la Tierra que marcan las latitudes más al norte y más al sur a las que puede verse el Sol en lo alto (en el solsticio de junio y el solsticio de diciembre, respectivamente). Estos círculos de latitud están ubicados a aproximadamente __________. a) 0° de latitud d) 60,0° de latitud b) 23,5° de latitud e) 90,0° de latitud c) 30,0° de latitud L6 – text box [ La mejor opción es… ]

Ensolación y las estaciones ¡Felicitaciones! Has completado la práctica de laboratorio. Recuerda seguir las instrucciones de tu maestro para limpiar y para presentar tu práctica de laboratorio. Color scheme (RGB values) biology 121, 173, 54 chemistry 0 176, 216 physics 0, 102, 204 earth 204, 102, 0 middle 153, 102, 153 elementary 255, 51, 0

Referencias Ensolación y las estaciones Las imágenes se obtuvieron de la documentación de PASCO, imágenes prediseñadas de dominio público o Wikimedia Foundation Commons. http://www.freeclipartnow.com/office/paper-shredder.jpg.html http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Earth_Western_Hemisphere_white_background.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/File:Us_pv_annual_may2004.jpg http://www.openstockphotography.org/image-licensing/Sun/Celestia_sun.jpg