Objetivos (5 minutos)

1. Comprensión del concepto de Calor Latente: Los estudiantes deben ser capaces de entender qué es el calor latente y cómo está relacionado con los cambios de estado de la materia, específicamente, cómo la adición o eliminación de calor puede resultar en un cambio de fase (sólido-líquido-gas).

2. Cálculo del Calor Latente: Los estudiantes deben aprender a calcular la cantidad de calor latente involucrada en un proceso de cambio de fase, utilizando la fórmula Q = mL, donde Q representa el calor latente, m es la masa del material y L es el calor latente específico.

3. Aplicación del concepto de Calor Latente en situaciones prácticas: Por último, los estudiantes deben ser capaces de aplicar el concepto de calor latente para resolver problemas prácticos, como determinar la cantidad de calor necesaria para hervir una cierta cantidad de agua, o la cantidad de calor liberada cuando un cierto volumen de agua se solidifica.

   Objetivos secundarios:

   • Desarrollo del Pensamiento Crítico: Durante la resolución de problemas, los estudiantes deben ser alentados a pensar críticamente, analizando el problema, identificando las variables relevantes y aplicando el concepto de calor latente de manera efectiva.

   • Fomento del Aprendizaje Autónomo: A través del modelo de Clase Invertida, los estudiantes tendrán la oportunidad de estudiar el contenido antes de las clases, lo que estimula el aprendizaje autónomo y la responsabilidad por su propio proceso de aprendizaje.

Introducción (10 - 15 minutos)

1. Revisión de Conceptos Previos: El profesor debe comenzar la clase recordando los conceptos de calor y cambios de fase de la materia. Puede utilizar ejemplos prácticos y situaciones cotidianas para hacer la revisión más interesante y contextualizada. Por ejemplo, se puede hablar sobre cómo el agua hierve a una temperatura determinada y cómo el hielo se derrite a otra. (3 - 5 minutos)

2. Situaciones Problema: Luego, el profesor debe presentar dos situaciones problema que se resolverán a lo largo de la clase. La primera puede ser: "¿Cuánta energía se necesita para transformar 1 kg de hielo a -10°C en 1 kg de agua a 20°C?" La segunda puede ser: "¿Cuánta energía se libera cuando 1 kg de agua a 50°C se convierte en hielo a 0°C?" Estas preguntas servirán como punto de partida para la exploración del concepto de calor latente. (2 - 3 minutos)

3. Contextualización del Tema: Luego, el profesor debe contextualizar la importancia del estudio de la calorimetría y el calor latente, explicando cómo estos conceptos se aplican en diversas áreas, como en la industria alimentaria (por ejemplo, en el proceso de cocción de alimentos), en la climatización de ambientes, en la producción de energía, entre otros. (3 - 4 minutos)

4. Introducción del Tema: Por último, el profesor debe introducir el tema del calor latente de manera que capte la atención de los estudiantes. Por ejemplo, puede mencionar curiosidades como el hecho de que el agua es una de las pocas sustancias que se expande al congelarse, o que el proceso de evaporación del agua es lo que nos permite sudar y mantener estable la temperatura del cuerpo. Otra curiosidad interesante es que el calor latente de fusión del hielo (es decir, la cantidad de calor necesaria para transformar 1 kg de hielo a 0°C en 1 kg de agua a 0°C) es de 334 J/g, lo cual es una cantidad considerable. (2 - 3 minutos)

Desarrollo (20 - 25 minutos)

1. Actividad "La Ruta del Calor Latente" (10 - 15 minutos)

   • Preparación: El profesor debe dividir la clase en grupos de hasta 5 estudiantes. Cada grupo recibirá un tablero de juego preparado previamente (un camino de ruta con espacios vacíos), cartas de preguntas (cada carta representando una situación que involucra calor latente) y piezas de juego (puede ser un marcador o incluso un trozo de papel de color).

   • Reglas del Juego: El objetivo del juego es recorrer la ruta del calor latente y llegar primero al final. Para avanzar en la ruta, los jugadores deben responder correctamente a las preguntas sobre calor latente. Si responden correctamente, avanzan el número de espacios indicado en la carta. Si responden incorrectamente, permanecen en el mismo espacio. El profesor debe recordar a los estudiantes que no se trata de un juego de competencia, sino de una actividad para promover el aprendizaje y la fijación del contenido.

   • Realización de la Actividad: El profesor debe distribuir las cartas de preguntas de manera que cada grupo tenga un conjunto diferente. Las preguntas deben ser variadas, involucrando diferentes cálculos de calor latente. Los estudiantes deben discutir entre ellos para resolver la pregunta y llegar a un consenso antes de responder. El profesor debe circular por el aula, ayudando a los grupos cuando sea necesario y aclarando dudas.

2. Actividad "El Desafío del Hielo" (10 - 15 minutos)

   • Preparación: El profesor debe proporcionar a cada grupo una cantidad de hielo y agua a diferentes temperaturas, así como un termómetro, un recipiente aislante y una balanza. Cada grupo también debe tener acceso a un cuaderno de notas para registrar los resultados.

   • Desafío: El desafío consiste en determinar experimentalmente el calor latente de fusión del hielo. Para ello, los estudiantes deben medir la masa del hielo, la temperatura inicial del agua, la temperatura final de la mezcla (después de que el hielo se haya derretido por completo) y la cantidad de agua que se drenó del recipiente aislante (que es igual a la masa de hielo que se derritió). Con estas medidas, los estudiantes pueden calcular el calor latente de fusión del hielo.

   • Realización de la Actividad: Los estudiantes deben trabajar en conjunto para realizar las medidas, hacer los cálculos y registrar los resultados. El profesor debe circular por el aula, ayudando a los grupos cuando sea necesario, aclarando dudas y asegurando que la actividad se esté realizando correctamente.

3. Discusión y Conclusiones (5 - 10 minutos)

   • Compartir las Soluciones: Después de la conclusión de las actividades, el profesor debe promover una discusión en el aula, donde cada grupo comparta las soluciones encontradas. Esto permite que los estudiantes vean diferentes enfoques para el mismo problema y promueve el intercambio de ideas y el pensamiento crítico.

   • Conclusiones y Reflexiones: Luego, el profesor debe ayudar a los estudiantes a hacer conexiones entre las actividades realizadas y la teoría discutida en clase. Debe destacar la importancia del calor latente y cómo se aplica en situaciones reales. Además, el profesor debe alentar a los estudiantes a reflexionar sobre lo que aprendieron e identificar posibles dificultades o dudas que aún puedan tener.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Discusión en Grupo (5 - 7 minutos)

   • El profesor debe reunir a todos los estudiantes y promover una discusión en grupo. Cada grupo tendrá hasta 3 minutos para compartir sus soluciones o conclusiones de las actividades realizadas.

   • Durante esta discusión, el profesor debe alentar a los estudiantes a explicar cómo llegaron a sus respuestas, qué estrategias utilizaron y qué dificultades encontraron. Esto permitirá que los estudiantes aprendan unos de otros y desarrollen habilidades de comunicación y argumentación.

2. Conexión con la Teoría (3 - 5 minutos)

   • Después de la discusión en grupo, el profesor debe hacer la conexión entre las actividades prácticas realizadas y la teoría discutida en clase.

   • El profesor puede, por ejemplo, destacar cómo se utilizó la fórmula Q = mL para calcular el calor latente en la actividad "El Desafío del Hielo" y cómo se aplicó el concepto de calor latente para resolver las preguntas del juego "La Ruta del Calor Latente".

   • Además, el profesor debe reforzar la importancia del concepto de calor latente y cómo se aplica en situaciones reales, como en la industria alimentaria, en la climatización de ambientes, en la producción de energía, entre otros.

3. Reflexión Final (2 - 3 minutos)

   • Para finalizar la clase, el profesor debe proponer que los estudiantes reflexionen individualmente sobre lo que aprendieron.

   • El profesor puede hacer preguntas como: "¿Cuál fue el concepto más importante que aprendiste hoy?" y "¿Qué preguntas aún no han sido respondidas?".

   • Los estudiantes deben anotar sus respuestas y, si tienen dudas, pueden compartirlas con el profesor o con la clase. El profesor debe asegurarse de que todas las dudas sean aclaradas antes de finalizar la clase.

4. Feedback del Profesor (1 - 2 minutos)

   • Finalmente, el profesor debe proporcionar un feedback general sobre la clase, destacando los puntos fuertes y las áreas que necesitan más práctica o estudio.

   • El profesor también debe reforzar el concepto de calor latente, la importancia de la práctica para la fijación del contenido y la disponibilidad para aclarar dudas incluso después de la clase.

Esta etapa de Retorno es crucial para garantizar que los estudiantes hayan comprendido el contenido de la clase, hayan sido capaces de aplicar lo aprendido en situaciones prácticas y tengan una idea clara de qué dudas aún necesitan ser respondidas.

Conclusión (5 - 7 minutos)

1. Resumen y Recapitulación (2 - 3 minutos)

   • El profesor debe comenzar la Conclusión de la clase haciendo un breve resumen de los principales puntos abordados. Debe recordar el concepto de calor latente, la fórmula para el cálculo del calor latente (Q = mL) y cómo este concepto se aplica en situaciones prácticas.

   • Además, el profesor debe recapitular las actividades realizadas, reforzando los principales aprendizajes y las estrategias utilizadas por los estudiantes para resolver los desafíos propuestos.

2. Conexión entre Teoría, Práctica y Aplicaciones (1 - 2 minutos)

   • A continuación, el profesor debe destacar cómo la clase conectó la teoría, la práctica y las aplicaciones. Puede mencionar cómo la teoría del calor latente se aplicó en la práctica durante la actividad "El Desafío del Hielo" y cómo este concepto se utiliza en aplicaciones cotidianas, como en la industria alimentaria, en la climatización de ambientes, entre otros.

   • El profesor debe reforzar que la comprensión teórica es fundamental, pero que la práctica y la aplicación del conocimiento son igualmente importantes para el aprendizaje efectivo.

3. Materiales Complementarios (1 minuto)

   • Luego, el profesor debe sugerir materiales complementarios para los estudiantes que deseen profundizar su conocimiento sobre el tema. Estos materiales pueden incluir videos explicativos, sitios web de física, libros de texto, entre otros.

   • El profesor debe resaltar que la búsqueda de conocimiento no se limita al tiempo de clase y que la exploración autónoma de materiales complementarios es una excelente forma de reforzar el aprendizaje y aclarar posibles dudas.

4. Importancia del Tema (1 - 2 minutos)

   • Por último, el profesor debe enfatizar la importancia del tema presentado. Puede reforzar cómo la comprensión del concepto de calor latente y la habilidad de calcular el calor latente son esenciales no solo para la disciplina de Física, sino también para varias otras áreas del conocimiento y para la vida cotidiana.

   • El profesor puede, por ejemplo, mencionar cómo se aplica el concepto de calor latente en procesos industriales, como en la producción de alimentos, en la generación de energía, entre otros.

   • Además, el profesor debe reforzar que la habilidad de aplicar el conocimiento en situaciones prácticas es una de las competencias más valoradas en el mundo actual, y que el estudio de la física, incluyendo la calorimetría y el calor latente, contribuye al desarrollo de esta habilidad.