1. El Misteri del Tacte Fred: Metall vs Fusta
Posa la teva mà plana sobre la pota de metall de la taula de l'aula. Després, posa l'altra mà sobre el tauler de fusta o el ratolí de plàstic.
❓ La Gran Pregunta de Ciències:
Si tots dos objectes porten hores a la mateixa classe a 20 ºC... per què el metall se sent molt més fred al tacte que la fusta?
🔍 Veure l'explicació científica
2. Tres Lleis Científiques de la Física Tèrmica
Per entendre com es refreda un ordinador, una consola o un motor, cal distingir dos conceptes que la gent sovint confon:
🌡️ Temperatura (ºC)
Mesura de com d'agitats estan els àtoms. Com més ràpid vibren les partícules microscòpiques d'un material, més alta és la temperatura que marca el termòmetre.
🔥 Calor (Energia en Joules)
És la quantitat total d'energia tèrmica que viatja d'un lloc calent cap a un de fred. La calor mai viatja del fred al calent de manera natural.
Com es mou la calor? Els 3 mecanismes de la naturalesa:
3. Simulador de Laboratori: «Thermal Lab 3000»
Configura el maquinari, tria els materials de refrigeració i prem el botó per mesurar si el sistema aguanta la potència o pateix thermal throttling (apagada de seguretat):
🔬 Banc de Proves Tèrmic
Simula la transferència de calor segons la llei de FourierAmb pasta tèrmica nova i coure, la calor flueix lliurement. El xip treballa completament refrigerat i a màxima velocitat.
4. El Passi de Taller: 3 Missions Esglaonades
Tothom comença al Nivell 1. Quan tinguis les respostes validades, desbloqueja el Nivell 2. Si acabes ràpid, enfronta't al repte Boss Hackerman!
Missió 1: Identificació de Materials al Taller
Respon aquestes 2 comprovacions ràpides:
5. Taller Cooperatiu: Càlculs Tèrmics i Facturació
Organitzeu-vos en equips de taller (de 2 a 4 alumnes). Tots els grups rebeu la mateixa Ordre de Treball Oficial. Dins de cada grup, assumiu els 4 rols cooperatius per resoldre els càlculs al quadern i introduir-los a la consola interactiva per aconseguir el Certificat Oficial d'Homologació!
Calcula la pujada tèrmica del nou dissipador (W × Resistència) i la temperatura màxima sumant els 20 ºC de l'aula.
Suma les peces del taller, calcula els euros de descompte (15%) i determina la base neta del pressupost.
Calcula la quota d'IVA del 21% sobre la base neta i suma el Total Final exacte a pagar pel client.
Supervisa els càlculs al quadern de l'equip i introdueix les dades a la Consola de Taller per homologar la reparació.
🎙️🕹️ Cas de Taller: Reparació Tèrmica del Setup Gaming
- Potència generada pel processador: 80 W
- Dissipador vell (resina seca): 0,8 ºC/W
- Dissipador nou de coure: 0,4 ºC/W
- Dissipador de coure ARGB: 35,00 €
- Pasta tèrmica Pro d'alta gamma: 8,00 €
- Promoció especial: Descompte Jove del 15%
- Impost obligatori: IVA general del 21%
🧮 Repte A (Tècnic Termodinàmic): Diagnòstic i Millora Tèrmica
Feu els 3 càlculs al quadern de l'equip abans d'introduir-los a la consola de validació:
- Pas 1: Nova pujada tèrmica = 80 W × 0,4 ºC/W = ? ºC
- Pas 2: Temperatura final màxima = 20 ºC + Pujada calculada = ? ºC
- Pas 3: Descens aconseguit = 84 ºC (vell) − Nova temperatura final = ? ºC de baixada
💶 Repte B (Assessor i Auditor): Confecció de la Factura Oficial
Calculeu al quadern els 4 passos comptables seguint la normativa de taller:
🖥️ Validació Oficial de l'Ordre de Treball
El Cap de Taller introdueix els càlculs acordats per l'equip. Podeu validar cada fase per separat o prémer «Validar Tot el Paquet»:
🏆 Ordre de Treball Homologada amb Èxit!
L'equip de taller ha resolt impecablement el diagnòstic tèrmic i el pressupost comercial seguint les normes professionals del taller d'informàtica de l'INS Pere Borrell.
• Import final cobrat al client: 44,23 € (amb 15% de descompte i 21% d'IVA).
⚡ Simulador Lliure de Taller: Prova altres xips
Voleu provar altres peces o equips? Modifiqueu lliurement els valors per comprovar qualsevol potència o pressupost:
6. Fitxa Tècnica de la Sessió per al Professor Rubén Pineda
🎯 Objectius Observables
- Distingir experimentalment calor (energia tèrmica) de temperatura (ºC).
- Identificar materials conductors (coure, alumini) i aïllants (plàstic, aire) a l'equip de taller.
- Calcular el salt tèrmic (pujada de temperatura), la temperatura final del processador i el pressupost amb descompte i IVA.
📊 RAs i Instruments (Bloc A1)
- RA1 (20%): Explicar fenòmens físics de transmissió de calor (conducció, convecció).
- RA2 (15%): Resolució de problemes de càlcul funcional, percentatges i comprovació numèrica.
- RA4 (20%): Seguretat al taller (evitar danys per sobreescalfament).
- RA8 (15%): Treball cooperatiu i rol de suport entre iguals als nivells 2 i 3.
- Instrument: AC1 (activitats de classe i exercicis de càlcul aplicat).
⏱️ Cronograma Minut a Minut (55 minuts reals)
| Minuts | Fase | Què fa l'alumnat | Acció del docent |
|---|---|---|---|
| 00–05 min | Escalfament | Tocar metall i fusta de la taula. | Llançar la pregunta del tacte fred. |
| 05–18 min | Explicació breu | Seguir conceptes i provar el simulador. | Demostració amb torre oberta o tub de pasta. |
| 18–38 min | Treball esglaonat | Completar N1, N2 o N3 al seu ritme. | Atenció directa als que van més lents; activar rols als avançats. |
| 38–55 min | Càlcul matemàtic | Resoldre els reptes A i B al quadern i validar-los. | Supervisar les operacions i recollir evidències AC1. |
🗝️ Veure el Solucionari Complet de les Activitats
Nivell 1:
- Pregunta 1: Opció B (Plàstic aïllant per evitar electrocució).
- Pregunta 2: Opció A (Laminat fi per multiplicar la superfície d'intercanvi amb l'aire per convecció).
Nivell 2:
- Pregunta 2.1: Opció A (La pasta seca s'omple d'esquerdes d'aire que aïllen la calor en comptes de conduir-la).
- Càlcul: Salt inicial: 78 ºC; salt nou: 42 ºC; guany = 36 ºC de descens tèrmic.
Nivell 3:
- Enginyeria: Opció A (El coure té el doble de conductivitat que l'alumini per absorbir calor al xip, però l'alumini s'usa a les aletes perquè és 3 cops més lleuger i molt més barat).
Secció 5 · Solucionari del Repte de Taller Unificat (Setup Gaming · 80 W):
- Repte A (Termodinàmica):
• Pas 1 (Pujada tèrmica nova): 80 W × 0,4 ºC/W = 32 ºC.
• Pas 2 (Temperatura màxima final): 20 ºC + 32 ºC = 52 ºC.
• Pas 3 (Descens aconseguit): 84 ºC (vell) − 52 ºC (nou) = 32 ºC de descens (reducció del −38,1 %). - Repte B (Pressupost i Facturació):
• Pas 1 (Suma de peces): 35,00 € + 8,00 € = 43,00 €.
• Pas 2 (Descompte 15%): 43,00 € × 0,15 = 6,45 € d'estalvi → Base Neta = 43,00 € − 6,45 € = 36,55 €.
• Pas 3 (Quota IVA 21%): 36,55 € × 0,21 = 7,68 € d'IVA.
• Pas 4 (Total Final a pagar pel client): 36,55 € + 7,68 € = 44,23 €.