Una porción de agua cambia de altura al circular

Tiempo previsto: 17 minutos de actividad, más 6 de preparación y 2 de recogida (25 en total). El desarrollo se dirige a 5.º y 6.º de primaria; las variantes de ciclo indican cuándo cambia el objetivo inicial.

Montaje y organización

Representa un recipiente lleno de agua dulce con aporte de energía abajo a la izquierda y enfriamiento arriba a la derecha. Las tarjetas describen una circulación idealizada, no mediciones de un experimento. Dentro del intervalo elegido, de 20 a 30 °C, el agua más templada tiene menor densidad que el agua más fresca a la misma presión. No hay entrada, salida ni cambio de estado. La ficha P identifica una pequeña parcela de agua que seguimos en el dibujo. La actividad utiliza solo papel; no requiere producir corrientes en un vaso.

Caso listo para usar

Abajo a la izquierda, P llega a 30 °C y es menos densa que su entorno de 24 °C. Asciende y la corriente la lleva por la parte alta hacia la derecha. Allí cede energía, llega a 20 °C y resulta más densa que el agua vecina a 24 °C. Desciende y la corriente de retorno la conduce por el fondo hacia la izquierda. P transportó energía mientras viajaba con el agua: la ficha cambió de posición, además de cambiar sus lecturas. Las dos flechas horizontales describen la circulación dada; no se justifican diciendo que el agua más templada tenga una dirección horizontal preferida.

Desarrollo

1. 3 min · Localizar la parcela. Coloca P en el punto de aporte y marca el punto de enfriamiento. Diferencia esas zonas fijas de la parcela móvil.
2. 5 min · Justificar las ramas. Compara la densidad local de P con la vecina al pie de la rama ascendente y en la cabecera de la descendente. Traza los dos sentidos verticales.
3. 5 min · Cerrar la vuelta. Conecta ambas ramas con las tarjetas de retorno. Relata la vuelta siguiendo P en primera persona, indicando cuándo cambia de zona y cuándo cede energía.
4. 4 min · Examinar la evidencia. Entrega solo dos temperaturas, sin trayectoria. Pregunta si bastan para demostrar que P circuló: explicita qué registro adicional necesitarías para seguir el agua.

Si la propuesta se atasca

Si P desaparece en la superficie, recuerda que el modelo conserva el agua líquida dentro del recipiente. Si se dibujan solo flechas ascendentes, observa qué sustituye al agua que asciende y por dónde regresa.

Qué observar

Comprueba si sigue la misma parcela a través de la rama de descenso y distingue evidencia de movimiento de un simple cambio de temperatura en un lugar fijo. El dibujo simplifica la mezcla real; no predice trayectorias exactas en cualquier recipiente.

Referencias de preparación

• UCAR: modelo de convección en un fluido