Lesson 2.2“How Air Conditioners Make CitiesHotter”

Thermal EnergyLesson Guides

Lesson 2.2

© The Regents of the University of California

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Reading “How Air Conditioners Make Cities Hotter”

1. Read and annotate the article “How Air Conditioners Make Cities Hotter.”

2. Choose and mark annotations to discuss with your partner. Once you have discussed these annotations, mark them as discussed.

3. Now, choose and mark a question or connection, either one you already discussed or a different one you still want to discuss with the class.

4. Answer the reflection question below.

Rate how successful you were at using Active Reading skills by responding to the following statement.

As I read, I paid attention to my own understanding and recorded my thoughts and questions.

 Never

 Almost Never

 Sometimes

 Frequently/often

 All the time

Active Reading Guidelines

1. Think carefully about what you read. Pay attention to your own understanding.

2. As you read, annotate the text to make a record of your thinking. Highlight challenging words and add notes to record questions and make connections to your own experience.

3. Examine all visual representations carefully. Consider how they go together with the text.

4. After you read, discuss what you have read with others to help you better understand the text.

Thermal Energy—Lesson 2.2—Activities 2–3

© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved. Permission granted to photocopy for classroom use.

How Air Conditioners Make Cities Hotter B1

How Air Conditioners Make Cities HotterOn a hot day, walking into an air-conditioned building feels great. You can leave all that hot air outside! Air conditioning makes the air inside a building cooler, keeping you from turning into a sweaty mess during hot weather.

How do air conditioners work their magic? Air is made of molecules, and the temperature of air is all about the speed of its molecules. Differences in air temperature are caused by differences in the energy of the molecules that make up the air—and the amount of energy those molecules have has to do with how fast they’re moving. Air conditioners cool air by slowing molecules down.

Unfortunately, the magic of air conditioning has a dark side. Air conditioners cool the air inside, but they make the air outside even hotter!

Air conditioners can actually make heat waves worse. An air conditioner uses machines and chemicals to remove kinetic energy from the molecules that make up the air inside a room. This slows the molecules down and lowers the room’s air temperature. However, energy can’t be created or destroyed: it can only be transferred from one place to another. The energy that was in those molecules doesn’t just disappear–it gets transferred to molecules in the air outside. This causes the air outside to warm up through a series of collisions between faster and slower molecules. As faster molecules bump into slower ones, kinetic energy transfers to the slower-moving

molecules, causing them to speed up. When the molecules of the air speed up, the air temperature rises.

When you run an air conditioner, you’re making it hotter outside by transferring energy from the air inside a building to the air outside the building. The air inside and the air outside are two parts of one system, connected by the air conditioner—changes in one part of the system affect the other part. In fact, one study showed that on hot nights when many people in the same town run their air conditioning, the temperature outside is about 1 degree Celsius (1.8 degrees Fahrenheit) hotter in that town than it would be otherwise. This rise in temperature means people use their air conditioning even more, and it can make things even worse in cities where the climate is already hot.

This kind of energy transfer doesn’t just apply to hot buildings: it also applies to hot foreheads! Have you ever been sick with a fever, and wished you could do something to feel better? When you have a fever, one way to feel some relief is to soak a washcloth in cool water and lay it across your forehead. Some of the energy from your warm skin transfers to the cool washcloth. When two things of different

This air conditioning system sits on the roof of a building. It transfers energy out of the building’s air to keep the building from getting too hot.

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B2 How Air Conditioners Make Cities Hotter

temperature come into contact, the warmer one will always transfer energy to the cooler one—in this case, your warm forehead transfers energy to the cool washcloth.

How does that transfer actually happen? Molecules are always moving, and when they collide with one another, kinetic energy is transferred from one molecule to another. The fast-moving molecules of your hot forehead bump into the slow-moving molecules of the washcloth, transferring kinetic energy from your forehead to the washcloth. Your skin cools as the molecules of your forehead slow down, while the washcloth gets warmer as its molecules speed up.

You can think of your forehead and the washcloth as two parts of the same system. Energy is transferred from one part of the system (your forehead) to another (the damp washcloth). As the temperature of your forehead drops, you feel better! However, that same washcloth won’t keep you cool forever. Eventually, so much energy will transfer from your forehead to the washcloth that the washcloth and your forehead will be the same temperature, and energy will stop transferring away from your forehead. When that happens, it’s time to get a new, cool washcloth so that

this energy transfer can keep going and you can keep getting relief!

Whether you are cooling a room or your forehead, you need to transfer energy to do it. When one thing cools down, something else has to warm up. Since energy can’t be created or destroyed, a change in temperature always means energy has been transferred—it always comes from somewhere and goes somewhere else.

When you have a fever, placing a cool, damp washcloth on your forehead can help cool you down.

As the faster-moving molecules of your hot forehead move, they bump into the slower-moving molecules of the cold washcloth, transferring kinetic energy from your forehead to the washcloth and reducing your fever.

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Leer “Cómo los acondicionadores de aire calientan las ciudades”

1. Lee y añade apuntes al artículo “Cómo los acondicionadores de aire calientan las ciudades”.

2. Escoge y marca apuntes para discutir con tu compañero/a. Una vez que hayas discutido estos apuntes, marca que los discutieron.

3. Ahora, escoge y marca una pregunta o conexión, ya sea una que ya discutiste o una diferente que todavía quieres discutir con la clase.

4. Contesta la pregunta de reflexión más adelante.

Evalúa qué tan exitoso/a fuiste en usar las habilidades de Lectura Activa respondiendo a la siguiente declaración.

Al leer, yo presté atención a mi propia comprensión y apunté mis pensamientos y preguntas.

 Nunca

 Casi nunca

 A veces

 Frecuentemente/a menudo

 Todo el tiempo

Pautas de la Lectura Activa

1. Piensa cuidadosamente sobre lo que lees. Presta atención a tu propia comprensión.

2. Mientras lees, añade apuntes al texto para tener un registro de tus ideas. Destaca las palabras difíciles, y agrega notas para apuntar tus preguntas y hacer conexiones con tu propia experiencia.

3. Examina cuidadosamente todas las representaciones visuales. Considera cómo se relacionan con el texto.

4. Después de leer, discute lo que leíste con otros/as estudiantes para ayudarte a comprender mejor el texto.

Energía térmica—Lección 2.2—Actividades 2–3

© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved.

Cómo los acondicionadores de aire calientan las ciudades B1

Cómo los acondicionadores de aire calientan las ciudadesDurante un dia caluroso, entrar a un edificio con aire acondicionado es fantástico. ¡Puedes dejar todo el aire caliente allá fuera! El aire acondicionado enfría el aire dentro de un edificio, previniendo que te transformes en un desastre sudado durante los días calurosos.

¿Cómo funciona la maravilla del aire acondicionado? El aire está compuesto por moléculas, y la temperatura del aire se debe a la rapidez de sus moléculas. Las diferencias en temperaturas de aire son causadas por diferencias en la energía de las moléculas que componen el aire, y la cantidad de energía que tengan esas moléculas se debe a qué tan rápido se muevan. Los acondicionadores de aire enfrían el aire bajando la rapidez de las moléculas.

Lamentablemente, la maravilla del aire acondicionado tiene su lado oscuro. Los acondicionadores de aire enfrían el aire interior, ¡pero calientan aún más el aire de afuera! Los acondicionadores de aire pueden en realidad empeorar las olas de calor. Un aire acondicionado utiliza máquinas y sustancias químicas para quitar energía cinética de las moléculas que componen el aire dentro de una habitación. Esto reduce la rapidez de las moléculas y baja la temperatura del aire de la habitación. Sin embargo, la energía no puede ser creada ni destruida. Solo puede ser transferida de un lugar a otro. La energía que había en aquellas moléculas no desaparece simplemente, es transferida a moléculas en el aire de afuera. Esto causa que el aire de afuera se caliente a través de una serie de colisiones entre moléculas más rápidas y más lentas. Al chocar las moléculas más rápidas con las más lentas, la energía cinética se transfiere a las

moléculas que se mueven más lento, causando un aumento en su rapidez. Cuando las moléculas de aire se aceleran, la temperatura del aire aumenta.

Cuando usas un acondicionador de aire, calientas el ambiente de afuera al transferir energía del aire dentro del edificio al aire de afuera del edificio. El aire de adentro y de afuera son dos partes de un sistema, conectados por el acondicionador de aire. Los cambios en una parte del sistema afectan la otra parte. De hecho, un estudio mostró que en noches calurosas cuando muchas personas en el mismo pueblo usan su aire acondicionado, la temperatura de afuera es de aproximadamente 1 grado Celsius (1.8 grados Fahrenheit) más alta de lo que sería de otro modo. Este aumento en temperatura significa que la gente usará su aire acondicionado más todavía, y puede empeorar más las cosas en ciudades donde el clima ya es caluroso.

Este tipo de transferencia de energía no se

Este sistema de aire acondicionado yace sobre el techo de un edificio. Transfiere energía afuera del aire del edificio para prevenir que el edificio se caliente demasiado.

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B2 Cómo los acondicionadores de aire calientan las ciudades

aplica solamente a los edificios calientes.

¡También se aplica a las frentes calientes! ¿Has estado enfermo/a con fiebre y quisieras poder hacer algo para poder sentirte mejor? Cuando tienes fiebre, una manera de sentir un poco de alivio es remojar una toalla en agua fría y ponerla sobre tu frente. Un poco de energía de tu piel caliente se transfiere a la toalla fresca. Cuando dos cosas con temperaturas diferentes entran en contacto, la cosa más caliente siempre transferirá energía a la cosa más fría. En este caso, tu frente afiebrada transfiere energía a la toalla fresca.

¿Cómo sucede realmente esta transferencia? Las moléculas siempre se están moviendo y cuando colisionan unas con otras, energía cinética es transferida de una molécula a otra. Las moléculas más rápidas de tu frente caliente chocan con las moléculas más lentas de la toalla fresca, transfiriendo energía cinética desde tu frente a la toalla fresca. Tu piel se enfría a medida que las moléculas de tu frente bajan su rapidez, y la toalla fresca se calienta cuando sus moléculas aumentan su rapidez.

Puedes pensar en tu frente y la toalla fresca como dos partes del mismo sistema. La energía es transferida de una parte del sistema (tu

frente) a la otra (la toalla húmeda). A medida que la temperatura de tu frente baja, ¡te sientes mejor! Sin embargo, esa misma toalla no te mantendrá refrescado/a para siempre. Eventualmente, tanta energía será transferida de tu frente a la toalla que la toalla y tu frente tendrán la misma temperatura, y la energía dejará de ser transferida desde tu frente. Cuando eso sucede, es hora de conseguir una

Cuando tienes fiebre, poner una toalla fresca y húmeda sobre tu frente puede ayudarte a bajar la temperatura

Cuando las moléculas más rápidas de tu frente caliente se mueven, chocan con las moléculas más lentas de la toalla fresca, transfiriendo energía cinética desde tu frente a la toalla fresca y reduciendo tu fiebre. C

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Cómo los acondicionadores de aire calientan las ciudades B3

nueva toalla fresca para que esta transferencia de energía pueda continuar ¡y tú puedas seguir sintiendo alivio!

Ya sea que estés enfriando una habitación o tu frente, tienes que transferir energía para hacerlo. Cuando una cosa se enfría, otra cosa tiene que calentarse. Ya que la energía no puede ser creada ni destruida, un cambio de temperatura siempre significa que energía ha sido transferida. La energía siempre viene de alguna parte y va hacia alguna otra parte.

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