Este documento explica los tres estados de la materia (sólido, líquido y gaseoso) y los cambios entre ellos. Describe que las partículas que componen la materia se mueven con diferentes grados de libertad y velocidad dependiendo del estado. Explica los procesos de fusión, evaporación, condensación y solidificación mediante los cuales la materia cambia de un estado a otro al ganar o perder energía térmica. Además, da ejemplos de cómo estos cambios de estado ocurren naturalmente en el ciclo del ag
La Sostenibilidad Corporativa. Administración Ambiental
2 estados
1. FUENTE DEL AUTOR
¿Cuáles son los
estados de la
materia?
¿Cuáles son sus
características?
¿Cómo se explican?
2. La infinidad de cosas que nos rodean están constituidas
de pequeñas partículas en movimiento.
Estas partículas no las podemos
ver con nuestros ojos, pero las
podemos imaginar así…
FUENTE DEL AUTOR
3. FUENTE DEL AUTOR
El cubo de hielo que está en el
vaso, el vaso, el macetero, las
tijeras, la mesa, los hielos eternos
de las montañas, las montañas,
las rocas, mis huesos…
De los materiales que me rodean,
¿cuáles están en estado sólido?
4. FUENTE DEL AUTOR
El agua del vaso, la de los ríos,
y océanos, las de las gotitas
que forman las nubes, la
sangre de mi cuerpo…
De los materiales que me rodean,
¿cuáles están en estado líquido?
5. FUENTE DEL AUTOR
El aire… no veo otro.
En adelante centraremos la
atención principalmente en
el agua, la cual puede estar
en estado sólido, líquido y
gaseoso. Lo que diremos
sobre ella, también ocurre
con la muchos de los
materiales.
De los materiales que me rodean,
¿cuáles están en estado gaseoso?
6. Cuando el agua está en estado
sólido, las partículas vibran,
pero se mantienen en una
posición fija.
Los objetos sólidos poseen una
forma única, como el cubo de
hielo, el vaso, las tijeras, etc.
FUENTE DEL AUTORFUENTE DEL AUTOR
¿En qué se diferencian los sólidos de los líquidos
y gases?
7. Cuando el agua está en estado
líquido, las partículas se mueven
más libremente y con mayor
rapidez. La forma definida ya
no es definida, sino que
depende del contendor.
FUENTE DEL AUTORFUENTE DEL AUTOR
¿En qué se diferencian los líquidos de los sólidos
y los gases?
8. Cuando el agua se encuentra en
estado de gas, las partículas (que
no podemos ver) se mueven con
más libertad y muy rápido.
Los gases tampoco poseen una
forma definida y también ocupan
la forma y el volumen del espacio
disponible.
FUENTE DEL AUTORFUENTE DEL AUTOR
¿En qué se diferencian los gases de los sólidos y
los líquidos?
9. ¿Qué reconoces en esta fotografía?
FUENTE DEL AUTOR
Hagamos el siguiente experimento:
Coloquemos un cubo de hielo en un plato. Encendamos una
lámpara para entregarle calor. Intenta predecir:
¿Qué le sucederá al agua sólida? ¿Qué le ocurrirá a las partículas?
Después de un tiempo, el cubo
de hielo ha desaparecido. En su
lugar hay agua líquida en el
plato .
Después de un rato, tampoco
queda agua líquida en el plato.
10. FUENTE DEL AUTOR
¿Qué ocurrió? se produjeron cambios de estado.
El hielo (agua sólida) cambió a agua líquida y ésta cambió a agua
gaseosa. El agua en forma de gas se disuelve en el aire y es
invisible. Esta evaporación es la que seca la ropa tendida al aire
libre.
Las partículas recibieron
energía de la luz y
aumentaron su rapidez.
Las partículas que conforman el
agua gaseosa ya no las podemos
ver, pero siguen existiendo.
11. Observa cuidadosamente la animación del cubo de hielo en el
platoplato cuando se le entrega energía.
Sólido
Gas
Gas
Gas
Líquido
12. Aquí se ilustra lo que ocurre con las partículas y/o moléculas que forman
un material cuando se encuentra en los estados sólido, líquido y gaseoso.
Hay que notar que además de la rapidez con la se mueven, hay otras
diferencias.
FUENTE DEL AUTOR
LosLos sólidossólidos poseenposeen
una forma definidauna forma definida
porque los átomosporque los átomos
solo se mueven ensolo se mueven en
ciertas posicionesciertas posiciones
En los líquidos, losEn los líquidos, los
átomos se muevenátomos se mueven
con mayor facilidadcon mayor facilidad
y rapidez.y rapidez.
En los gases, losEn los gases, los
átomos se muevenátomos se mueven
con total libertad ycon total libertad y
mucho más rápido.mucho más rápido.
13. En los cambios de estado, de sólido a líquido y de líquido a gas, las
partículas, aumentaron sus rapideces, se separaron y quedaron
más libres para moverse.
Cambio de sólido a líquido Cambio de líquido a gas
Estos cambios se denominan: Fusión; de sólido a líquido. Evaporación; de
líquido a gas. Estos cambios se producen porque se entrega energía al
agua.
Fusión Evaporación
FUENTE DEL AUTOR
Esto ocurre, por
ejemplo, cuando el
hielo se está fundiendo
Esto ocurre, por
ejemplo, cuando el
agua hierve en la
tetera
14. ¿Será posible realizar los cambios de en sentido opuesto? De gas a
líquido y de líquido a sólido? Por supuesto que si.
Paso de gas a líquido Paso de líquido a sólido
También existe: Condensación; de gas a líquido. Solidificación de líquido
a sólido. Estos cambios se producen porque se extrae o saca energía al
agua. Es lo que ocurre al poner agua líquida en el congelador de la casa.
Condensación Solidificación
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Esto ocurre, por
ejemplo, cuando el
vapor de agua se
condensa en el
vidrio de la ventana
Esto ocurre, por
ejemplo, en el
refrigerador cuando
hacemos cubitos de
hielo
15. Existe otro cambio de estado, que en caso del agua es muy
importante en la naturaleza. Por ejemplo existen grandes zonas
de hielo en nuestro planeta. Este hielo se transforma en gas. Un
cambio de estado llamado sublimación. Es el paso de estado sólido
al gaseoso.
Paso de sólido a gas
Sublimación
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16. ¿Dónde se produce la fusión en la
naturaleza?
Los cambios de estados en la naturaleza
En las nieves de las
montañas, allí donde nacen
los ríos.
En el derretimiento de los
casquetes polares.
En el hielo que enfría una
bebida.
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17. ¿Dónde se produce la evaporación en la naturaleza?
¿Cuál es la diferencia con la ebullición?
La evaporación del agua
líquida se produce a
temperatura ambiente. En
ríos, océanos y en cualquier
charco de agua. Así se seca la
ropa tendida al aire.
La ebullición se produce
cuando el agua hierve y se
observan burbujitas. Esto
ocurre aproximadamente a
100° C.
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18. ¿Dónde se produce la condensación en
la naturaleza?
En los vidrios de las ventanas de
nuestras casas y vehículos de
transporte, cuando afuera la
temperatura es baja en relación a la
interior. Cuando eso ocurre, decimos
que los vidrios se han empañado.
Lo mismo ocurre en los espejos del
baño cuando nos duchamos con agua
caliente.
También ocurre en los vidrios de los
lentes cuando nos acercamos al plato
de sopa.
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19. ¿Dónde se produce la solidificación en la naturaleza?
En muchos lugares del mundo,
en que las temperaturas
ambientales son muy bajas. Por
ejemplo a veces en invierno los
charcos de agua se solidifican y
forman en escarcha. Suele ser
resbalosa y peligrosa al
caminar.
En algunos lugares, hay lagos
enteros que se congelan. ¡En
esos lugares se puede patinar
en el hielo!.
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20. ¿Dónde se produce la sublimación en la naturaleza?
Es difícil darse cuenta pero
ocurre en la naturaleza.
También lo podemos ver en
el laboratorio de ciencias.
La sublimación se produce
en los campos de hielo, en
los hielos eternos de las
montañas y en los casquetes
polares.
También se produce en los
cometas.
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21. FUENTE DEL AUTOR
Los cambios de estados en la naturaleza
El ciclo del agua en nuestro planeta es un
ejemplo en que se producen todos los
cambios de estado antes descritos.
Las agua superficiales (lagos, ríos y mares) se
evaporan. Este vapor se condensa en gotitas
de agua formando las nubes y la niebla.
Estas nubes precipitan como lluvia,
solidificándose en las altas cumbres y
regiones frías. Algunas veces las
precipitaciones se solidifican durante la
caída, convirtiéndose en nieve o granizos.
La precipitación no es un cambio de estado
y se produce debido a un crecimiento de
las pequeñas gotas de agua que forman las
nubes. Ello depende de la presión y la
temperatura.
Los hielos se funden y el agua líquida
desciende por los ríos a los mares.
Así se repite el fenómeno una y otra vez.
22. Los cambios de estado
¿De qué dependen los cambios de estado?
La respuesta es complicada, pero se puede
resumir en tres factores:
Temperatura, presión, material
Por ejemplo, a una presión atmosférica
promedio, el agua sólida se funde a 0° C y
hierve a 100° C.
Para otros materiales la temperatura de
fusión son distintas. También es diferente
para el agua a otras presiones atmosféricas.
¿Crees que el agua hierve a la misma
temperatura en el altiplano?
Nivel: 6° Básico
Unidad 4
Objetivo de Aprendizaje 12: Explicar, a partir de modelos, que la materia está formada por partículas en movimiento en sus estados sólido, líquido y gaseoso.
Indicadores:
Diseñan modelos simples sobre la constitución particulada de la materia.
Formulan predicciones sobre el comportamiento de las partículas que forman la materia al transferirles calor.
Describen y comunican mediante diagramas y modelos, el comportamiento de las partículas que forman la materia en sus estados sólido, líquido y gaseoso.
Relacionan el carácter dinámico de las partículas que conforman la materia y sus diferencias de movimiento en los estados sólido, líquido y gaseoso.
Objetivo de Aprendizaje 13: Demostrar, mediante la investigación experimental, los cambios de estado de la materia, como fusión, evaporación, ebullición, condensación, solidificación y sublimación.
Indicadores:
Definen el concepto de cambio de estado de la materia
Dan ejemplos de cambios de estado en su entorno.
Explican los cambios de estado de la materia a nivel particulado.
Comparan los cambios de estado de la materia, registrando sus similitudes y diferencias.
Identifican algunas variables que influyen en los cambios de estado de la materia (energía calórica, volumen, presión).
Exploran y explican el efecto de la temperatura en los procesos de evaporación, condensación, ebullición, fusión, solidificación y sublimación.
Planifican y conducen experiencias prácticas de cambios de estado de la materia.
Establecen similitudes y diferencias en el comportamiento de las partículas en los procesos de cambio de estado.
El concepto de sólido es complejo. En la figura 2 tal vez lo único estrictamente sólido podría ser el hielo que está en el vaso, eso si está en estado cristalino.
En rigor, hasta el vidrio del vaso es un líquido, muy viscoso, pero que escurre con las propiedades macroscópicas de todo líquido.
En la figura 3 también puede ser polémica, pero hay que entender los líquidos
En la figura 4 el único gas es el que no se ve, el aire.
Muchos profesores y textos escolares ensañan que lo que sale de una tetera con agua hirviendo es vapor de agua; es decir, agua gaseosa. Lo mismo dicen de las nubes, pero en ambos casos hay un gran error, no es vapor de agua, son pequeñas gotitas de agua líquida.
El vapor de agua está en el aire que respiramos y es completamente invisible. Filmamos años atrás un video que lo prueba. Está en Educar Chile.
La evaporación del agua se produce a cualquier temperatura.
La ebullición, dependiendo de la presión, ocurre a una temperatura única, por ejemplo, a 100° C, cuando la presión es de una atmósfera.
La evaporación del agua se produce a cualquier temperatura.
La ebullición, dependiendo de la presión, ocurre a una temperatura única, por ejemplo, a 100° C, cuando la presión es de una atmósfera.
Bibliografía
Mineduc (2011). Programa de estudios, Ciencias Naturales, 6° básico.
Mineduc (2010). Mapas de Progreso, sector Ciencias, Materia y sus transformaciones.
