La materia y sus propiedades en el lago Titicaca

Ciencia y Tecnología
SECUNDARIA
DÍA A DÍA
EN EL AULA 1
Proyecto Crecemos juntos
Presentación del proyecto Crecemos juntos
El área de Ciencia y Tecnología en el
proyecto editorial
• Lineamiento curricular
• Fortalezas del área
• Secuencia de conocimientos VI ciclo
(1.° y 2.° grado)
• Materiales para el estudiante,
el docente y el aula
• Portal digital del docente
Guiones didácticos de las unidades 1 a la 9:
• Presentación de la unidad y recursos
• Programación curricular
• Reproducción del Texto escolar
y del Libro de actividades
• Sugerencias didácticas:
– Competencias, capacidades
y desempeños precisados
– Sugerencias didácticas
– Solucionarios
– Información complementaria
– Pautas para trabajar recursos
de internet
– Orientaciones para el uso de los
materiales digitales
– Reflexiones para la práctica docente
– Instrumentos para la evaluación

Unidad
8
Esta unidad proporciona un conjunto de conocimientos correspondientes a la materia y las propiedades de diversas
sustancias que permiten satisfacer nuestras necesidades, y así emplearlas correctamente. También se explica que la
materia se presenta en cuatro estados y que estos estados físicos dependen de las condiciones en que se encuentren
las sustancias, principalmente la temperatura. Además, brinda información sobre las clases de materia y las clases de
mezclas que existen en su vida cotidiana y qué técnicas pueden usar para separarlas.
Los estudiantes deberán desarrollar habilidades que los lleven a explicar el mundo físico, indagar mediante métodos
científicos y diseñar y construir soluciones tecnológicas para resolver problemas de su entorno para aprender
constantemente.
Texto escolar y Libro de actividades Solo Libro de actividades
Banco de recursos
presentación
Esquema
programación
La materia
Usa estrategias
de las TIC
Los materiales
del siglo XXI
Actividad de indagación
Comparamos el punto de
fusión de sustancias puras
y mezclas
Habilidades
científicas
Explicar
La materia y las
magnitudes
Los estados de la
materia
Las clases de
materia
La longitud, la superficie, el
volumen, la masa y la densidad
Los cambios de
estado
Los cambios de
estado
Santillana Digital
Secuencia digital: La materia y su separación
Para empezar
Presenta una introducción sobre la materia y sus propiedades.
¿Qué aprenderé?
Muestra las capacidades y habilidades que logrará el estudiante.
Compruebo lo que sé
Actividad interactiva: contiene preguntas sobre los saberes
previos de los estudiantes.
Una situación para resolver
Proyecto en red: presenta una situación acerca de la
purificación del agua.
Historia de una corona
Video: demuestra cómo la densidad puede ser utilizada para
identificar un material.
Estados físicos del agua
Animación: muestra los cambios de estado del agua.
Los coloides
Animación: explica qué son los tipos de coloide y qué tipos
presenta según sus componentes.
Separación de mezclas
Animación: describe los métodos de separación de mezclas.
Desarrollo mis capacidades
Proyecto en red: propone una investigación sobre los métodos de
separación.
¿Cómo los separamos?
Galería de imágenes: muestra diversas mezclas que pueden
ser separadas utilizando diferentes técnicas.
Ósmosis y purificación del agua
Actividad interactiva: explica en qué consiste el proceso de
ósmosis inversa.
Una planta desalinizadora
Video: presenta el tratamiento del agua de mar.
Aplicamos lo aprendido
Proyecto en red: plantea la elaboración de un producto digital
sobre un proceso.
Compruebo lo que aprendí
Actividad interactiva: contiene preguntas de evaluación.
Para finalizar
Actividad interactiva: plantea actividades de reflexión para el
aprendizaje.
Libromedia
Texto escolar Libro de actividades Sugerencia de temporalización: 4 semanas 13 de octubre: Día Internacional de la Reducción de los Desastres
Competencias Capacidades Desempeños Desempeños precisados Conocimientos
Explica el mundo
físico basándose
en conocimientos
sobre los seres vivos;
materia y energía;
biodiversidad, Tierra y
universo.
Comprende y usa conocimientos
sobre los seres vivos; materia y
energía; biodiversidad, Tierra y
universo.
• Justifica, a partir de fuentes con respaldo científico, que las propiedades físicas de
los materiales (punto de fusión, dureza, elasticidad, etc.) están influenciadas por la
estructura y distribución espacial de sus moléculas; y aplica estos conocimientos a
situaciones cotidianas.
• Diferencia términos relacionados con la materia, las sustancias puras de las
mezclas y las mezclas homogéneas y heterogéneas.
• Realiza conversiones y mediciones de unidades de longitud, superficie y
volumen y cálculos de masa, peso y densidad.
• Explica el proceso para medir el volumen de un cuerpo, cómo se obtiene la
medida de la masa de objetos, los estados de la materia a partir de la teoría
cinética, los procesos que ocurren en los cambios de estado y sobre las
propiedades de algunos materiales, como la fibra de vidrio, la fibra óptica y
la fibra de carbono.
• Identifica los múltiplos y submúltiplos de masa y las propiedades de los
estados de la materia y sus cambios de estado.
• Describe las clases de materia, los tipos de mezcla heterogénea y los tipos
de separación de mezclas.
• La materia y las
magnitudes físicas
• La longitud
• La superficie
• El volumen
• La masa
• La densidad
• Los estados de la
materia
• Los cambios de
estado
• Las clases de
materia
• Las clases de
mezclas
Indaga mediante
métodos científicos
para construir
conocimientos.
Problematiza situaciones. • Plantea hipótesis en las que establece relaciones de causalidad entre las variables. • Formula una posible respuesta sobre un hecho relacionado con el punto
de fusión de sustancias puras y mezclas.
Diseña estrategias para hacer
una indagación.
• Propone procedimientos para observar, manipular la variable independiente, medir la
variable dependiente y controlar aspectos que pueden modificar la experimentación.
• Propone estrategias para comprobar la hipótesis planteada a la pregunta
de indagación.
Genera y registra datos e
información.
• Obtiene y organiza datos cuantitativos a partir de la observación y mediciones repetidas
de la variable dependiente usando los instrumentos con propiedad y seguridad.
• Relaciona las variables dependiente e independiente para confirmar o
refutar su hipótesis.
Analiza datos e información. • Interpreta relaciones de causalidad entre las variables y confirma o refuta su hipótesis
basado en evidencias, las compara con información confiable y elabora conclusiones.
• Registra datos sobre la temperatura de fusión y los analiza estableciendo
relaciones de causalidad.
Evalúa y comunica el proceso y
resultados de su indagación.
• Describe el procedimiento que realizó en su indagación para demostrar la hipótesis
planteada, y explica las causas de posibles errores en los resultados.
• Compara las evidencias de su indagación con información confiable para
elaborar conclusiones.
Diseña y construye
soluciones
tecnológicas para
resolver problemas
de su entorno.
Delimita una alternativa de
solución tecnológica.
• Determina el alcance del problema tecnológico y las causas que lo generan, así
como su alternativa de solución basándose en conocimientos científicos.
• Analiza información para formular ideas y preguntas que permitan
caracterizar el problema.
Diseña la alternativa de
solución tecnológica.
• Representa gráficamente su alternativa de solución con dibujos estructurados y
textos, describiendo sus partes o etapas.
• Diseña gráficos e incluye descripciones escritas de sus partes o fases de
su alternativa de solución.
Implementa y valida alternativas
de solución tecnológica.
• Lleva cabo su alternativa de solución manipulando los materiales, instrumentos y
herramientas según sus funciones.
• Selecciona los materiales e instrumentos para la elaboración de su
prototipo.
Evalúa y comunica el
funcionamiento de la alternativa
de solución tecnológica.
• Explica cómo construyó su solución tecnológica, las dificultades en el diseño y
proceso de implementación, y las mejoras realizadas para el funcionamiento.
• Explica como construyó su prototipo mediante un reporte escrito.
¿Qué aprendí?
Cierre
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Unidad
8
texto escolar
CONVERSAMOS
• ¿Por qué las islas de los uros pueden flotar?
• ¿Qué cambio de estado del agua favorece al clima
en el lago Titicaca?
• ¿Qué ejemplos de materia puedes identificar en la
imagen? ¿En qué estado físico se encuentran?
• ¿Cuáles son las características o propiedades del
agua que forma el lago Titicaca?
• La totora es una planta acuática cuyo tallo mide
de uno a tres metros. ¿Cómo se determina esa
medida?
• ¿Cómo se puede averiguar el área o superficie de
una vivienda de las islas flotantes? ¿Qué necesitas
saber para ello?
Las islas flotantes de los uros
Son un grupo de islas artificiales fabricadas a
base de totora que flotan en el lago Titicaca,
región Puno.
El clima en el lago Titicaca es extremo. Entre
el día y la noche existen grandes variaciones
de temperatura, la cual se modera gracias a la
acción de las masas de agua que se evaporan
constantemente.
La construcción de estas islas se realiza
sobre los bloques de raíces de las totoras, las
cuales al descomponerse producen gases que
quedan atrapados entre las raíces ayudando
a la flotación. Por encima de estos bloques, se
colocan sucesivas capas de totora seca, sobre
las cuales los pobladores construyen sus casas
con el mismo material. Cada vivienda está
compuesta por una sola habitación. Asimismo,
cocinan al aire libre para evitar incendios.
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UNIDAD 8
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8 La materia
¿QUÉ APRENDERÉ?
• Identificar las propiedades de la materia.
• Reconocer las magnitudes fundamentales y derivadas
más usuales.
• Expresar las medidas correctamente.
• Describir los estados de la materia y sus cambios.
• Diferenciar los tipos de mezclas y sus métodos de separación.
• Explicar los cambios de la materia.
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Texto escolar (págs. 134 y 135) Libro de actividades (pág. 130)
Medidas Magnitud Tipo de magnitud
5 s
10 m/s
15 C°
Presentar a los estudiantes los siguientes materiales: termómetro, cinta
métrica, balanza, probeta y cronómetro. Solicitarles que identifiquen qué
magnitudes medimos con cada instrumento.
Presentar a los estudiantes una regla y cinta métrica. Luego, preguntar: ¿Qué
magnitudes pueden medir estos instrumentos? ¿Cuál es la unidad en que se
mide la longitud?
Leer información sobre la longitud y la medida de longitud. Luego, completar
el siguiente cuadro:
Magnitud Instrumentos
Unidad
fundamental
Otras unidades
Motivar a los estudiantes que lean el recuadro “Actúa matemáticamente”
y pedirles que resuelvan la actividad propuesta. Luego proponer otros
problemas sobre cambios de unidades.
Solicitar a los estudiantes que elaboren un mapa conceptual para sintetizar la
información de la materia.
Indicar a los estudiantes que realicen las actividades propuestas en la página
130. Solicitar que intercambien y comparen sus respuestas con los demás
compañeros.
Solucionario ¿Cómo voy?
1. Porque tiene masa y volumen.
2. Se podría utilizar una cinta métrica de largo alcance (wincha) y se
usaría el metro como unidad de medida.
Competencia: Explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre
los seres vivos; materia y energía; biodiversidad, Tierra y
universo.
Capacidad y desempeños precisados
Capacidad
• Comprende y usa conocimientos sobre los seres vivos;
materia y energía; biodiversidad, Tierra y universo.
Desempeños
precisados
• Diferencia términos relacionados a la materia.
• Reconoce las propiedades de la materia en ejemplos de
situaciones cotidianas.
• Realiza conversiones de unidades de longitud
Sugerencias didácticas
Formar grupos y pedir a los estudiantes que cada equipo escriba en una hoja
nombres de diferentes objetos o cuerpos que observen en el aula.
Indicar a los estudiantes que mencionen algunas características (formas,
color, usos, etc.) de los objetos y formular la pregunta del recuadro “¿Qué
recuerdo?”.
Leer la información sobre la materia y destacar las ideas principales.
Comentar que sustancia es cada una de las distintas clases de materia con
propiedades fijas e invariables que la diferencian de otras. Por ejemplo, una
casaca es un cuerpo, a su vez, ese cuerpo puede estar elaborado a base de
cuero, de lana o de nailon, que son sustancias.
Pedir a los estudiantes que observen el cuadro de magnitudes fundamentales
y derivadas. Luego, preguntar: ¿Qué unidad se usa para medir la longitud?
¿Se puede medir en otras unidades?. Por último, solicitarles que completen el
siguiente cuadro:
Cuerpos Magnitud que se puede medir en el cuerpo
Agua [Volumen , masa, temperatura]
Estudiante [Masa, temperatura, longitud]
Lápiz [Volumen, densidad]
Leer el recuadro “Para saber más” y pedir a los estudiantes que formulen
ejemplos de medidas para cada una de las magnitudes.
Presentar los siguientes datos y pedir a los estudiantes que identifiquen
magnitudes y a qué tipo de magnitud pertenece:
1. La materia y las magnitudes físicas / 2. La longitud
La medición es indispensable
en la descripción de
un sistema físico, ya
que permite establecer
relaciones cuantitativas
entre las diversas variables
que intervienen en el
comportamiento de dicho
sistema.
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Prohibida
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Unidad
8
texto escolar
Cuando determinamos nuestra altura, el recorrido que hay entre el co-
legio y nuestra casa, la distancia que separa la Tierra del Sol o, incluso,
el tamaño de una célula, estamos midiendo longitudes.
La longitud es la distancia que separa dos puntos, y probablemente es
la magnitud que medimos con mayor frecuencia. Es una magnitud fun-
damental y su unidad en el SI es el metro (m).
Medida de la longitud
Para medir una longitud, se suele emplear una cinta métrica o una win-
cha, en la cual está marcada la distancia correspondiente a un metro,
que, generalmente, se encuentra dividido en partes iguales, las cuales
equivalen a unidades menores que el metro.
A menudo es necesario medir longitudes muy grandes o muy peque-
ñas; para ello, se utilizan unidades mayores o menores que el metro
denominadas múltiplos o submúltiplos, respectivamente.
Unidades y símbolos Equivalencias en metros
Múltiplos
Kilómetro (km) 1000 m
Hectómetro (hm) 100 m
Decámetro (dam) 10 m
Unidad Metro (m) 1 m
Submúltiplos
Decímetro (dm) 0,1 m
Centímetro (cm) 0,01 m
Milímetro (mm) 0,001 m
Micrómetro (μm) 0,000 001 m
Cambios de unidades
Una misma medida puede expresarse con diferentes unidades. Al cam-
biar las unidades, la cantidad que representa la medida varía; por ello,
que se calcula en función de la equivalencia que existe entre ellas. Tam-
bién varía el símbolo de las unidades. Por ejemplo:
• La altura de Juan es 1,65 m. Para cambiar esta medida a centímetros,
se debe conocer la equivalencia entre ambas unidades y, luego, apli-
carla.
Equivalencia: 1 m = 100 cm
Resultado: 1,65 m = 1,65 × 100 cm = 165 cm
• El diámetro de una moneda de 1 nuevo sol es de 2,5 cm. ¿Cuánto mide
en metros? (Equivalencia: 1 cm = 0,01 m)
Resultado: 2,5 cm = 2,5 × 0,01 m = 0,025 m
La longitud es una magnitud fundamental. La unidad de longitud en el SI
es el metro (m). Se pueden utilizar unidades mayores o menores que el
metro denominadas múltiplos y submúltiplos, respectivamente.
La longitud
2
1 ¿Por qué el aire es materia
aunque no podamos verlo?
2 ¿Qué instrumento utilizarías
para medir la longitud de los
lados del patio de tu colegio?
¿En qué unidades darías el
resultado?
Desarrolla la página 130
del Libro de actividades.
¿CÓMO VOY?
ACTÚA MATEMÁTICAMENTE
Normalmente, cuando se requiere
comprar cantidades pequeñas de
algunos materiales, como alambre
de cobre, hilo de pescar, sogas de
nailon, entre otros, debemos usar
los submúltiplos de la longitud.
• Si necesitas comprar 0,7 m de
alambre para un experimento,
¿cuántos centímetros debes
pedir en la ferretería?
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UNIDAD 8
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¿QUÉ RECUERDO?
• Elige cinco objetos de tu aula
y responde: ¿A base de qué
han sido fabricados? ¿Qué
propiedades presentan?
La materia es aquello que presenta masa y ocupa un espacio, es decir,
tiene volumen. Todo lo que nos rodea está formado de materia. El libro
que estás leyendo, el lápiz con el que escribes, el agua que bebes y el
aire que respiras son materia.
Un cuerpo es una porción de materia y puede estar constituido por dis-
tintas clases de materia, a las que llamamos sustancias. Por ejemplo, en
un lápiz es fácil observar que hay dos sustancias diferentes: el grafito,
que forma la mina, y la madera, que constituye la cubierta.
La materia presenta propiedades generales y propiedades específicas.
• Las propiedades generales. Son las características comunes a toda
la materia y nos sirven para definirla. Son la masa y el volumen.
• Las propiedades específicas. Son las características que nos per-
miten distinguir unas sustancias de otras. Pueden ser su color, olor,
sabor, estado físico, densidad, traslucidez, etc.
Las magnitudes físicas
Todas las propiedades que podemos medir, es decir, cuantificar, se de-
nominan magnitudes. La comodidad o la belleza no son magnitudes.
Las magnitudes pueden ser fundamentales o derivadas.
• Las magnitudes fundamentales. Se determinan mediante una me-
dida directa y son independientes entre sí. Algunas de ellas son la
longitud, la masa y el tiempo.
• Las magnitudes derivadas. Se expresan mediante la combinación
matemática de las magnitudes fundamentales. Por ejemplo, la veloci-
dad se obtiene dividiendo una longitud entre el tiempo empleado en
recorrerla.
SI: sistema internacional de unidades.
La materia y las magnitudes físicas
1
Magnitudes
fundamentales
Unidades en
el SI
Longitud metro (m)
Masa kilogramo (kg)
Tiempo segundo (s)
Temperatura Kelvin (K)
Carga eléctrica coulomb (C)
Cantidad de
sustancia
mol
Intensidad
luminosa
candela (cd)
Magnitudes
derivadas
Unidades en el SI
Superficie metro cuadrado (m2
)
Volumen metro cúbico (m3
)
Densidad
kilogramo por metro
cúbico (kg/m3
)
Velocidad
metro por segundo
(m/s)
Aceleración
metro por segundo
al cuadrado (m/s2
)
Fuerza newton (N)
Todo lo que nos rodea está formado de materia. La materia presenta
propiedades generales y específicas. Todas las propiedades que
podemos medir se denominan magnitudes.
La utilidad de los materiales depende de sus
propiedades.
Medir consiste en comparar una
magnitud con una cantidad fija de
la misma magnitud que se toma
como unidad.
El resultado de una medición se
expresa mediante un número
(cantidad) seguido por un símbolo
(unidad). Por ejemplo, si decimos
que un hombre mide 1,70 m,
tenemos lo siguiente:
Número Símbolo del
metro, que
es la unidad
de medida.
1,70 m
PARA SABER MÁS
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8 La materia
COMPRENDE Y USA CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS_____
1 Diferencia los siguientes términos:
• Materia, cuerpo y sustancia
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
• Magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
La materia y las magnitudes físicas
1
2 Observa las imágenes y analiza lo que ocurre en cada
caso. Luego, responde.
• ¿Es correcto afirmar que el aire es materia, aunque no
podamos verlo? ¿Por qué?
_____________________________________________
_____________________________________________
• ¿Qué se comprueba con esta experiencia?
_____________________________________________
_____________________________________________
3 Escribe el múltipo o submúltiplo del metro más
adecuado para realizar las siguientes medidas:
• Distancia de Lima a Chosica: ________________
• Longitud de un lápiz: ________________
• Longitud de una habitación: ________________
• Diámetro de la cabeza de un clavo: ______________
4 Los símbolos de las unidades no empiezan con
mayúscula, ni terminan en punto, ni se les añade una
-s final para el plural. Identifica cuáles de las siguientes
medidas están expresadas de forma correcta y
subráyalas.
• 5 Km • 56 m • 2 mm.
• 4 Hm. • 17 cms • 23 km
La longitud
2
5 Calcula y responde.
• ¿A cuántos metros equivalen 25 mm; 1,2 km; y 5,3 dam?
• Un cable tiene una longitud de 2 hm. Expresa esta
magnitud en kilómetros, decímetros, metros y
decámetros.
a b
Las fundamentales son independientes entre sí; las derivadas, en
cambio, se obtienen de la combinación de las fundamentales.
Materia es todo aquello con masa y volumen. Cuerpo es una porción
limitada de materia. Sustancia es una clase particular de materia en
estado puro.
Sí, porque tiene masa y volumen.
Que el globo inflado contiene aire, por lo tanto, su masa y su volumen
son mayores que los del globo desinflado.
kilómetros
centímetros
metros
milímetros
0,025 m; 1200 m; 53 m
0,2 km; 2000 dm; 200 m; 20 dam
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Comprobamos otras propiedades
de la materia
Materiales
• 1 pedazo de madera
• 1 tiza
• 1 pedazo de vidrio
• 1 regla de plástico
• 1 globo
• 1 pedazo de plastilina
Procedimiento
1. Usar tu uña y pasarla fuertemente por la superficie de la tiza, el globo, la
madera, la plastilina, el vidrio y la regla. Anotar las observaciones en el
cuadro adjunto.
2. Dejar caer los materiales, uno a uno desde una misma altura. Anotar las
observaciones.
3. Intenta doblar completamente los materiales. Anotar las observaciones.
4. Intentar estirar al máximo los materiales, observar si recuperan su forma
original. Anotar las observaciones.
5. Completar el siguiente cuadro con los datos obtenidos:
Materiales Se raya Se dobla Se rompe
Recupera su
forma original
Propiedades
que presenta
Tiza
Madera
Vidrio
Conclusiones
• ¿De qué manera se puede comprobar la dureza?
• Lee la siguiente afirmación y argumenta cómo probarla: “Está comprobado
que todos los metales son duros”.
• ¿Por qué es importante conocer las propiedades de los materiales?
• Selecciona un material de los usados en la práctica y analiza: ¿Qué
propiedades observaron? ¿Qué otras propiedades presenta?
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Unidad
8
texto escolar
Unidad
8
Volumen inicial
Volumen final
Volumen
del gas
Volumen del
objeto
Para hacernos una idea real del tamaño total de un objeto, necesitamos
una magnitud que nos informe sobre el espacio que ocupa. Esta es el
volumen, que es una magnitud derivada de la longitud y su unidad en
el SI es el metro cúbico (m3
).
Medida del volumen
Para conocer el volumen de un cuerpo, se utilizan diferentes métodos,
dependiendo de su estado y forma.
• Los sólidos de forma regular. Para calcular su volumen, se utili-
za la ecuación matemática correspondiente a la forma del objeto. Por
ejemplo, para hallar el volumen de una caja, se debe medir la longitud
de sus tres dimensiones (largo, ancho y altura) y multiplicarlas.
• Los sólidos de forma irregular. Para calcular su volumen, se aplica
el principio de Arquímedes. Este principio plantea que el volumen
de un cuerpo sumergido en un líquido es igual al volumen del líqui-
do desalojado por dicho cuerpo. Por lo tanto, cuando se sumerge un
cuerpo en el agua, el aumento del volumen del agua es equivalente al
volumen del cuerpo sumergido.
• Los líquidos. Para calcular su volumen, se utilizan recipientes gra-
duados, como la probeta.
• Los gases. Para calcular su volumen, se emplean recipientes gradua-
dos invertidos y se mide el volumen de agua que desplazan.
En ocasiones, puede desprenderse el valor del volumen de un líquido o
un gas a partir de la capacidad del recipiente que lo contiene.
La unidad de capacidad es el litro (L), que equivale al volumen de un
cubo de 1 dm de arista. Por ejemplo, una botella que puede contener un
litro de leche tiene una capacidad de 1 L y un volumen de 1 dm3
.
El volumen es una magnitud derivada de la longitud y su cálculo
depende de la forma y el estado de los objetos. Su unidad en el SI es el
metro cúbico (m3
).
Múltiplos y submúltiplos
del litro
Unidades y
símbolos
Equivalencias
Kilolitro (kL) 1000 L
Hectolitro (hL) 100 L
Decalitro (daL) 10 L
Litro (L) 1 L
Decilitro (dL) 0,1 L
Centilitro (cL) 0, 01 L
Mililitro (mL) 0, 001 L
Equivalencias entre volumen
y capacidad
Volúmenes Capacidades
1 km3
1 000 000 000 kL
1hm3
1 000 000 kL
1 dam3
1000 kL
1 m3
1000 L
1 dm3
1 L
1 cm3
1 mL
1 mm3
0, 001 mL
El volumen
4
Medida de volumen de un gas.
Medida de volumen de un objeto irregular.
3 ¿Por qué se afirma que la
superficie es una magnitud
derivada?
4 ¿Qué capacidad en mililitros
tiene un recipiente cuyo
volumen es de 2 dm3
?
¿CÓMO VAMOS?
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base
altura
radio
¿QUÉ RECUERDO?
• ¿Cuál es el tamaño de tu
cuaderno? ¿Es suficiente saber
su longitud? ¿Por qué?
La superficie
3
Unidades y símbolos
Equivalencias en metros
cuadrados
Múltiplos
Kilómetro cuadrado (km2
) 1 000 000 m2
Hectómetro cuadrado (hm2
) 10 000 m2
Decámetro cuadrado (dam2
) 100 m2
Unidad Metro cuadrado (m2
) 1 m2
Submúltiplos
Decímetro cuadrado (dm2
) 0,01 m2
Centímetro cuadrado (cm2
) 0,0001 m2
Milímetro cuadrado (mm2
) 0,000 001 m2
La superficie de las alas de una
mariposa se puede estimar
descomponiéndolas en figuras
regulares.
La superficie es una magnitud derivada de la longitud y su cálculo
depende de la forma de los objetos. Su unidad en el SI es el metro
cuadrado (m2
).
Superficie = π r2
Superficie =
base x altura
2
a
b
a b
Si necesitamos saber el tamaño del patio de nuestro colegio, no es su-
ficiente medir su longitud, sino que tenemos que calcular su superficie.
La superficie es la magnitud que expresa la extensión de un cuerpo en
dos dimensiones, el largo y el ancho. Es una magnitud derivada de la
longitud y su unidad en el SI es el metro cuadrado (m2
).
Medida de la superficie
Cuando deseamos conocer la superficie de un cuerpo, necesitamos rea-
lizar medidas de longitud y relacionarlas mediante una determinada
ecuación matemática que depende de la forma del objeto:
• Los objetos de forma regular. Para calcular su superficie, se utiliza
la ecuación matemática que corresponde según su forma ( ).
• Los objetos circulares. Para calcular su superficie, se multiplica el
número π por el valor del radio al cuadrado ( ).
• Los objetos de forma irregular. Para calcular su superficie, se des-
compone la figura en otras partes más o menos regulares, luego se
calcula la superficie de cada una de sus partes y se suman. Este sis-
tema da un valor aproximado de la superficie; por ello, se dice que es
una estimación.
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Competencia: Explica el mundo físico basándose en conocimientos
sobre los seres vivos; materia y energía; biodiversidad,
Tierra y universo.
Capacidad
Desempeños
precisados
• Realiza mediciones sobre superficie y volumen.
• Realiza conversiones de unidades de superficie y volumen.
• Explica el proceso para medir el volumen de un cuerpo.
Mostrar imágenes de diferentes objetos del aula: un cuaderno, un lápiz y
una regla (puedes mostrar los materiales). Plantear a los estudiantes las
siguientes pregunta: ¿Qué magnitudes pueden medir en cada uno de ellos?
¿Qué instrumentos usaron para medir?
Formar parejas y pedir a los estudiantes que lean las preguntas del recuadro
“¿Qué recuerdo? .
Indicar a los estudiantes que escriban sus respuestas en una hoja. Cuando
hayan concluido, solicitarles que intercambien las hojas de las respuestas
con otra pareja.
Pedir a los estudiantes que lean las respuestas y con un plumón de otro color
las complementen o corrijan. Luego, realizar una puesta en común de los
saberes previos de los estudiantes.
Leer el texto sobre la superficie y destacar las ideas principales. Pedir a los
estudiantes que observen los múltiplos y submúltiplos de la superficie, así
como sus equivalencias en metros cuadrados.
Pedir a los estudiantes que realicen una estimación de la superficie de su
mano de la siguiente manera:
Formar grupos para que hallen la superficie de al menos 10 objetos
regulares, utilizando las fórmulas matemáticas que les corresponda. Luego,
pedir a los estudiantes que completen el siguiente cuadro:
Objetos Forma Fórmula matemática Superficie
Hoja bond A4 Rectángulo Superficie = base × altura 623,7 cm2
3. La superficie / 4. El volumen
Pedir a los estudiantes que realicen la siguiente experiencia:
–
– Medir con una cinta métrica el largo, el ancho y la altura de una caja de
zapatos. Anotar sus medidas.
–
– Multiplicar las tres dimensiones.
Plantear las siguientes preguntas: ¿Qué magnitud física han medido? ¿Cómo
la definirían? ¿En qué unidad se expresa?
Leer la información sobre volumen. Destacar los múltiplos y submúltiplos del
volumen, así como las equivalencias entre volumen y capacidad.
Presentar las siguientes imágenes para reforzar las equivalencias entre
volumen y capacidad.
1 litro
1 m
1 m
1 dm3
1 dm3
= 100 dm3
1 m
Comentar que el medir la caja de zapatos corresponde a la medida del
volumen de un sólido geométrico.
Formar grupos para hallar la medida del volumen de un sólido regular. Para
ello, deben realizar lo siguiente:
–
– Verter agua en una probeta. Anotar el volumen (V1
).
–
– Introducir una llave en la probeta con cuidado, para que no salpique agua
afuera de esta. Anotar el volumen nuevo (V2
)
–
– Calcular el volumen de la llave restando V2
- V1
.
Indicar a los estudiantes que realicen las actividades propuestas en la página
131. Solicitar que intercambien y comparen sus respuestas con los demás
compañeros.
Solucionario ¿Cómo vamos?
3. Porque se expresa mediante la combinación matemática de dos
dimensiones.
4. Si 1 dm3
equivale a1 L, 2 dm3
equivalen a 2 L. Por otra parte, un litro
equivale 1000 mL, por lo que el recipiente debe tener una capacidad
de 2000 mL.
La superficie de los líquidos
contenidos en una probeta es
siempre curva y a la misma
se le llama menisco. Para leer
los volúmenes con el mínimo
de error, debe hacerse
observando la parte baja del
menisco.
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S.
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Unidad
8
LIBRO DE ACTIVIDADES
EXPLICA EL MUNDO FÍSICO
6 Mide la superficie de una hoja de papel y expresa el
resultado en unidades del sistema internacional.
7 ¿Cómo medirías la superficie de un hexágono aplicando
la fórmula matemática de un triángulo? ¿Cuál es la
fórmula para calcular la superficie de un triángulo?
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
La superficie
3
8 En el barrio se construirá un nuevo colegio con un patio
de 2,5 hectáreas. El director quiere que haya un campo
de fútbol de 100 m de largo por 100 m de ancho, una
cancha de baloncesto de 18 m de largo por 15 m de
ancho y una pista de tenis de 23,77 m de largo por
8,23 m de ancho. ¿Consideras que las hectáreas del
patio son suficientes para la construcción de las tres
instalaciones propuestas? (1 hectárea = 10 000 m2
)
9 Responde.
• ¿Cómo se mide el volumen de una caja de zapatos?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
• ¿Es lo mismo masa que volumen? Explica por qué.
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
El volumen
4
10 Calcula.
• Se quiere llenar un bidón de 10 L de capacidad
añadiendo agua con botellas de 250 mL. ¿Cuántas
botellas necesitaremos para llenar el bidón?
• Si el volumen de un cuerpo es de 3,4 cm3
, ¿cuál será su
capacidad en litros?
Convertimos las hectáreas del patio en metros cuadrados:
2,5 hectáreas = 2,5 x 10 000 = 25 000 m2
.
Las superficies del campo de fútbol, cancha de baloncesto y pista de
tenis serían:
Campo de fútbol = 100 m x 100 m = 10 000 m2
Cancha de baloncesto = 18 m x 15 m = 270 m2
Pista de tenis = 23,77 m x 8,23 m = 195,6 m2
Total = 10 000 + 270 + 195,6 = 10 465,6 m2
Habrá espacio suficiente para las tres instalaciones, ya que ocuparán
10 465,6 m2
de los 25 000 m2
disponibles.
Una hoja de papel de 21 cm de ancho por 29,6 cm de largo tiene
una superficie de 799,2 cm2
. Para expresar el resultado en el sistema
internacional, debemos convertir centímetros a metros cuadrados.
Entonces, si 1 cm2
= 0,000 1 m2
; 799,2 cm2
= 799,2 x 0,000 1 =
0,0799 m2
.
Para medir la superficie de un hexágono, primero, se divide el hexágono
en triángulos; luego, se calcula la superficie de dicho triángulo. El
resultado de la suma de la superficie de los triángulos nos da la
superficie total del hexágono. La fórmula que permite calcular la
superficie de un triángulo es base x altura / 2.
Una caja de zapatos es un sólido de forma regular y para hallar su
volumen se emplea la ecuación matemática que corresponde a su
forma: Vcaja
= largo x ancho x altura.
No, porque la masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo y el
volumen es el espacio que ocupa.
Primero, averiguamos cuántos mililitros equivalen a 10 L = 10 x 1000 =
10 000 mL. Después, calculamos cuántas botellas de 250 mL se pueden
llenar con 10 000 mL = 10 000 / 250 = 40. Este es, por lo tanto, el
número de botellas de agua necesarias para llenar el bidón.
Equivalencia: 1 cm3
= 1 mL = 0,001 L. La capacidad de un cuerpo de 3,4
cm3
= 3,4 x 0,001 = 0,0034 L.
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UNIDAD 8
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Texto escolar (pág. 138 y 139) Libro de actividades (pág. 132)
Presentar la siguiente situación: Si mezclamos agua con aceite, se separan
en dos capas, ¿qué líquido quedará arriba? ¿Por qué se separan las
sustancias? Anotar las respuestas en la pizarra.
Leer el texto sobre la densidad y destacar su definición y sus unidades.
Pedir a los estudiantes que identifiquen la densidad del agua y del aceite en
la tabla que aparece y explicar a partir de ello lo que ocurrió en la situación
anterior.
Pedir a los estudiantes que elaboren una cruz categorial sobre la densidad,
teniendo en cuenta título, unidad, tipo de magnitud, cómo se calcula y
ejemplos.
Título Unidad
Magnitud
Unidad
Cálculo
Leer con los estudiantes el recuadro “Para saber más” y preguntar: ¿Por qué
los cuerpos flotan en el agua de mar?
Proponer a los estudiantes los siguientes problemas:
–
– Si una lata se comprime, ¿cambia su masa? ¿Qué tipo de magnitud es y
qué mide? ¿Qué unidades se usan?
–
– ¿Creen que 1 kg de plomo ocupa el mismo volumen que 1 kg de paja?
¿Cuál sería el volumen de un cubo de plomo con 15 cm de lado?
Indicar a los estudiantes que realicen las actividades de la página 132.
Solicitar que comparen sus respuestas con los demás compañeros.
5. Porque la fuerza de gravedad es menor en la Luna que en la Tierra.
6. No necesariamente, depende también de la cantidad de volumen del
objeto.
Información complementaria
Instrumentos para medir la densidad
Los instrumentos más comunes para medir la densidad son el densímetro,
que permite la medida directa de la densidad de un líquido; el picnómetro,
que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y
gases (picnómetro de gas), y la balanza hidrostática, que permite calcular
densidades de sólidos.
Tierra y universo.
Capacidad
Desempeños
precisados
• Realiza cálculos de masa, peso y densidad.
• Explica cómo se obtiene la medida de la masa de objetos.
• Identifica los múltiplos y submúltiplos de masa.
Presentar la siguiente situación: “Carlos es un astronauta que tiene una masa
de 65 Kg, pero al viajar por el espacio él ha ido recogiendo datos diferentes
sobre su peso”.
Planetas Peso
Marte 241,8 N
Luna 105,3 N
Tierra 635,7 N
Júpiter 1487,2N
Formular las siguientes preguntas: ¿Qué es lo que varía en cada planeta?
¿Por qué? ¿Con qué instrumento se mide la masa? ¿Y el peso?
Plantear las preguntas del recuadro ¿Qué recuerdo? Luego, pedir a los
estudiantes que comenten sus respuestas.
Leer la información sobre la masa y pedir a los estudiantes que completen el
siguiente cuadro:
Magnitudes Instrumentos Unidades Tipo de magnitud
Masa
Peso
Formar grupos y desarrollar la sección “Experimentamos”.
Enfatizar en los múltiplos y submúltiplos de la masa, así como sus
equivalencias en kilogramo. Plantear a los estudiantes las siguientes
preguntas: ¿Cuántos kilogramos equivale una tonelada? ¿Cuántos gramos
hay en un hectogramo?
5. La masa / 6. La densidad
Medimos el volumen de los cuerpos
Materiales
• 4 probetas de 100 y 200 mL
• Sal fina
• Arena (piedrecillas)
Procedimiento
Para medir el volumen final de dos sólidos
1. Medir en una probeta 50 mL de arena, y en otra, 50 mL de sal fina.
2. Vaciar la sal fina sobre la arena. Registrar el volumen.
Para medir el volumen final de un sólido y un líquido
3. Agregar en una probeta 50 mL de arena.
4. Verter 50 mL de agua en otra probeta de igual tamaño.
5. Vaciar el agua sobre la arena. Registrar el volumen final.
6. Medir en una probeta 50 mL de sal, y en otra, 50 mL de agua.
7. Vaciar suavemente la sal en la probeta que contiene el agua. No deben
revolver ni agitar la mezcla. Registrar el volumen final.
8. Revolver la mezcla con la varilla de agitación y registrar nuevamente el
volumen.
Sustancias Volumen inicial Volumen final
Arena
Sustancias Volumen inicial
Volumen antes de
revolver
Volumen luego de
revolver
Sal
Conclusiones
• ¿Qué sucedió con el volumen final al juntar sal y arena? ¿Era lo que
esperabas? ¿Por qué?
• ¿Qué sucede con el volumen final al mezclar volúmenes iguales de dos
sólidos?
• ¿Qué sucede con el volumen final al mezclar volúmenes iguales de un líquido
y un sólido?
• Agua
• Varillas de agitación
La densidad de un material
es un valor fijo, propio
de cada material. Puede
variar ligeramente con la
temperatura o cambio de
estado.
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Unidad
8
texto escolar LIBRO DE ACTIVIDADES
Corcho
Volumen = 30 cm3
Masa = 0,24 g
11 Un astronauta tiene la misma masa cuando está en
la Tierra que cuando se encuentra en la Luna, pero,
en esta última, su peso es menor. Por eso, en la Luna
puede realizar grandes saltos. La gravedad en la Tierra
es de 9,8 m/s2
, mientras que en la Luna es de solo 1,6
m/s2
. Según esto, ¿cuál sería tu peso en otros lugares?
• Completa la siguiente tabla considerando la siguiente
fórmula: peso = masa x gravedad.
La masa
5
13 Al calcular la masa y el volumen de tres muestras de
diferentes líquidos, se obtuvieron estos resultados:
• ¿Cuál de las muestras es agua?
_____________________________________________
• ¿Cuál es la densidad de cada muestra,
respectivamente?
_____________________________________________
• ¿Qué posición (de abajo hacia arriba) tomaría cada
muestra si se colocará en un recipiente? ¿Por qué?
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
La densidad
6
12 Explica.
• ¿Cómo medirías la masa de un líquido?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
• ¿Cómo podrías medir la masa de una hoja en una
balanza de cocina en la que el valor más pequeño que
se puede medir es de 10 g?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
14 Calcula la densidad de los cubos de las imágenes y
responde: ¿Cuál es el menos denso?
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
Muestras (T = 4°C)
1 2 3
Masa (g) 45 45 45
Volumen (cm3
) 35 45 55 Plomo
Volumen = 30 cm3
Masa = 11,34 g
Agua
Volumen = 30 cm3
Masa = 1 g
Lugares Gravedad (m/s2
) Peso (N)
Luna 1,6
Mercurio 0,38
Venus 8,87
Tierra 9,8
Marte 3,71
Júpiter 23,12
En primer lugar, se mide la masa de un recipiente vacío que después
llenaría con el líquido. A continuación, se mide la masa del vaso con el
líquido. Se restan ambas masas, la diferencia será el valor de la masa
del líquido.
Se toma un número de hojas de papel cuyo masa sea superior al
valor que la balanza sea capaz de registrar y se halla su masa. El valor
obtenido se divide por el número de hojas.
1,29 g/cm3
; 1 g/cm3
; 0,82 g/cm3
La muestra 2
Muestra 1, muestra 2 y muestra 3. Porque el líquido más denso es el
de la muestra 1, por ello, iría abajo. La muestra 3, por ser la menos
densa, iría arriba.
El corcho es el material menos denso de los tres.
Densidad del plomo: 11,34 g/30 cm3
= 0,378 g/cm3
Densidad del agua: 1,0 g/30 cm3
= 0,033 g/cm3
Densidad del corcho: = 0,24 g/30 cm3
= 0,008 g/cm3
R.L.
R.L.
R.L.
R.L.
R.L.
R.L.
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Si mezclamos aceite y agua en un recipiente, comprobaremos que el
aceite queda por encima del agua. La explicación de este hecho es que
la primera sustancia es menos densa que la segunda; por eso, flota por
encima de ella.
Para comprender la explicación anterior, se puede medir la masa de
dos jarras de 1 L, una llena de aceite, y la otra, de agua. Al hacerlo, se
comprobará que la masa de la jarra de aceite es menor que la de agua.
Esta propiedad de las sustancias se refiere a una magnitud llamada den-
sidad, que relaciona la masa de un cuerpo con el volumen que ocupa.
La densidad de un cuerpo es la cantidad de materia que posee en rela-
ción con el espacio que ocupa.
Densidad = _____________
Al afirmar que el agua es más densa que el aceite se está diciendo que,
en el mismo volumen, el agua tiene más cantidad de materia que el acei-
te. La densidad es una propiedad específica de la materia que sirve para
diferenciar unas sustancias de otras. Varía con la temperatura.
Medida de la densidad
La densidad es una magnitud derivada de la masa y del volumen. En el
SI se mide en kilogramos por metros cúbicos (kg/m3
), aunque también es
muy común usar gramos por centímetros cúbicos (g/cm3
). Por ejemplo,
la densidad del agua a 4°C es 1g/cm3
, porque a esa temperatura un gra-
mo de agua ocupa exactamente un volumen de un centímetro cúbico.
Para calcular la densidad de un cuerpo, primero debemos medir su masa
y su volumen y, a continuación, aplicar la fórmula de la densidad, divi-
diendo la masa entre el volumen. Si se trata de calcular en forma directa
la densidad de un líquido, se pueden utilizar instrumentos denominados
densímetros. En el caso de los sólidos, se emplean picnómetros.
La densidad es una magnitud derivada de la masa y del volumen. Se
calcula dividiendo la masa entre el volumen. Su unidad en el SI es el
kilogramo por metro cúbico (kg/m3
).
Densidades de algunas sustancias
Sustancia
Densidad
(g/cm3
)
Temperatura
(°C)
Agua 1,0 4
Agua de mar 1,03 4
Aceite
lubricante
0,9 15
Gasolina 0,7 15
Etanol 0,81 15
Plomo 11,3 20
Hierro 7,9 20
Mercurio 13,5 0
Oro 19,3 20
La densidad
6
La masa de un litro de aceite
es de 900 g.
La masa de un litro de agua
es de 1000 g.
PARA SABER MÁS
Un objeto hueco presenta poca
densidad porque en su interior
tiene aire. Con un barco ocurre
eso mismo: aunque sea de hierro,
flota en el agua a causa del aire
que tiene dentro. Si se hace un
agujero en el casco, el agua entrará
expulsando el aire hacia afuera y
entonces la densidad de la nave
será mayor que la del agua y el
barco se hundirá.
volumen
masa
5 ¿Por qué pesamos menos en la
Luna que en la Tierra?
6 Si un objeto tiene mucha masa,
¿tendrá necesariamente una
densidad elevada? ¿Por qué?
¿CÓMO VOY?
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UNIDAD 8
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EXPERIMENTAMOS
La masa
Es una magnitud fundamental y mide la cantidad de materia que tiene
un cuerpo. La unidad de masa en el SI es el kilogramo (kg).
Medida de la masa
Para medir la masa de un cuerpo, se utiliza la balanza. Existen diferen-
tes tipos; por ejemplo, la balanza de platillos o la balanza electrónica.
Aunque la masa y el peso son términos que suelen emplearse indistin-
tamente en la vida diaria, no tienen el mismo significado. El peso es la
fuerza de atracción o gravedad con que la Tierra atrae a un cuerpo de
cualquier masa; además, es una magnitud variable, cuyo valor depende
de la distancia que se mida respecto al centro de la Tierra. La masa, en
cambio, es invariable, es decir, no cambia con su ubicación. El instru-
mento que se utiliza para medir el peso es el dinamómetro y la unidad
de medida es el newton (N).
¿QUÉ RECUERDO?
• ¿Significan lo mismo masa y
peso? ¿Por qué?
• ¿Qué ocurre con la masa de un
cuerpo si aumenta su volumen?
Propón un ejemplo.
5
Múltiplos y submúltiplos del kilogramo
Unidades y símbolos Equivalencias en kilogramos
Múltiplos Tonelada (t) 1000 kg
Unidad Kilogramo (kg) 1 kg
Submúltiplos
Hectogramo (hg) 0,1 kg
Decagramo (dag) 0,01 kg
Gramo (g) 0,001 kg
Decigramo (dg) 0,0001 kg
Centigramo (cg) 0,000 01 kg
Miligramo (mg) 0,000 001 kg
Mide la masa de sólidos y líquidos
1. Coloca sobre una balanza una piedra pequeña y determina su masa. Anota la
medida. Repite este procedimiento con otros objetos.
2. Pon la probeta vacía y bien seca sobre la balanza y determina su masa (M1
).
3. Vierte en la probeta 20 cm3
de agua y repite el procedimiento anterior. Anota su
masa (M2
).
4. Encuentra la masa del líquido restando M2
– M1
Analiza los resultados
• ¿Existe alguna relación entre la masa y el volumen de los objetos? ¿Podríamos
afirmar que a mayor masa de un objeto mayor será su volumen? ¿Por qué?
La masa es una magnitud fundamental y mide la cantidad de materia
que tiene un cuerpo. Su unidad en el SI es el kilogramo (kg).
Esta balanza electrónica mide masas de una
centésima de gramo.
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Medimos la densidad de los cuerpos
Materiales
• Pelota de golf, pelota de jebe, canica y pelota de tecnopor
• 1 vaso de precipitado.
• Calculadora
• Balanza
• 1 probeta
Procedimiento
1. Medir la masa de cada objeto y anotar sus resultados.
2. Medir el volumen de cada objeto y anotar sus resultados.
3. Utilizar la información anterior para calcular la densidad.
4. Calcular la densidad dividiendo la masa por el volumen del cuerpo.
5. Completar la tabla con los datos obtenidos. Pueden utilizar la calculadora
para realizar las divisiones considerando hasta dos decimales para los
resultados.
Objetos Masa (g) Volumen (cm3
) Densidad (g/cm3
)
Conclusiones
• ¿Qué sucede con las densidades?
• ¿Cómo se halló la densidad de la canica?
• ¿Cuál fue la pelota con menor y mayor densidad?
• ¿Puede decirse que a mayor volumen de la pelota, mayor será su densidad?
¿Por qué?
• Recuerden que la densidad indica concentración. ¿Cuál de todos los
materiales que componen las pelotas tiene mayor masa concentrada en él?
¿Cómo lo saben?
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Unidad
8
texto escolar
Unidad
8
EXPERIMENTAMOS
La materia se presenta en diferentes estados físicos, los cuales son
sólido, líquido, gaseoso y plasmático. Para explicar cada uno de ellos se
emplea la teoría cinética.
La teoría cinética
Para explicar los distintos estados de la materia y sus propiedades, los
científicos han ideado un modelo que representa cómo se comporta la
materia por dentro. Este modelo es la teoría cinética y se basa en las
siguientes ideas:
• La materia está formada por pequeñísimas partículas (moléculas y
átomos) que no son visibles a simple vista.
• Las partículas que constituyen la materia se hallan en constante movi-
miento: unas se mueven más deprisa y otras más lentamente.
• Las partículas de la materia se mantienen unidas entre sí gracias a las
fuerzas de atraccion entre ellas.
Estas características de la materia explican las propiedades de los sóli-
dos, los líquidos y los gases, tal como se observa en los siguientes es-
quemas:
Relaciona la temperatura y la teoría cinética
1. Consigue dos vasos, en uno de ellos vierte agua fría, y en el otro, agua caliente.
2. Agrega dos gotas de colorante a ambos vasos.
3. Observa y compara lo que sucede en ambos vasos.
Analiza los resultados
• ¿En cuál de los dos vasos la velocidad de difusión o propagación del colorante
es mayor? ¿Por qué?
• ¿Cómo se relaciona la temperatura con la teoría cinética de las partículas?
Sólidos Líquidos Gases
En los sólidos, las partículas están fuer-
temente unidas y muy juntas. Al moverse
no cambian de posición, solo pueden
vibrar, es decir, moverse ligeramente sin
cambiar su posición relativa.
En los líquidos, las partículas están
menos unidas, más separadas y menos
ordenadas que en los sólidos. Pueden
desplazarse unas sobre otras, lo que
permite a los líquidos cambiar de forma
y fluir.
En los gases, las partículas no están
unidas, se encuentran más separadas
que en los líquidos y pueden moverse
libremente. Por eso, los gases no tienen
forma propia y ocupan todo el espacio
disponible (difusión).
PARA SABER MÁS
La velocidad de difusión en los
gases es mayor que en los líquidos.
Por ello, los gases se mezclan con
otros materiales gaseosos, líquidos
o sólidos. Es lo que ocurre al
destapar un frasco de perfume: sus
vapores se mezclan con el aire.
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UNIDAD 8
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¿QUÉ RECUERDO?
• ¿En qué estado se encuentra un
bloque de hielo? ¿Y el agua que
sale del caño?
• ¿Cómo se encuentran las
partículas que forman un sólido?
¿Y las que constituyen un gas?
Los estados de la materia
La materia puede presentarse en la naturaleza en tres estados: sólido,
líquido y gaseoso. Por ejemplo, las rocas que forman la corteza terres-
tre son sólidas, el agua de los ríos y del mar es líquida y el aire de la
atmósfera es una mezcla de gases. Cada uno de estos estados presenta
características particulares. Incluso, una misma sustancia tiene diferen-
tes propiedades según se presente en estado sólido, líquido o gaseoso.
7
Estados físicos Características de las sustancias
SÓLIDO
– Presentan forma propia, salvo que una fuerza ac-
túe sobre ellas hasta deformarlas o romperlas.
– Tienen volumen fijo, aunque puede aumentar li-
geramente (dilatarse) con el calor y disminuir si
las enfriamos.
LÍQUIDO
– No tienen forma propia. Se adaptan a la forma
del recipiente que las contiene.
– Tienen volumen fijo, aunque, como los sólidos, se
dilatan con el calor.
– Pueden fluir. Se deslizan o derraman si no están
contenidas en un recipiente.
GASEOSO
– No tienen forma propia y pueden fluir igual que
los líquidos.
– No tienen volumen fijo. Se expanden, ocupando
todo el espacio posible, aunque pueden ser con-
tenidos en cualquier recipiente, ya que pueden
comprimirse, reduciendo su volumen.
Un libro sobre una mesa.
El mar.
El aire que sale de un
globo al explotar.
PARA SABER MÁS
El plasma es el cuarto estado de la materia.
Es el más abundante en el universo, pero
no en nuestro planeta. Solo se presenta en
condiciones de altas temperaturas, y es un gas
que posee partículas con carga eléctrica; por
lo tanto, es conductor de electricidad, es decir,
transfiere la electricidad de la misma manera
que los metales. Las estrellas (de 3000 a
30 000 ºC), los relámpagos (27 000 ºC) y las
lámparas fluorescentes (que alcanzan los
6000 ºC al momento de la descarga) están
hechos de plasma.
Lámpara fluorescente de
plasma.
COMUNÍCATE
Una de las principales
características de los sólidos es
la preservación de su forma, pues
solo la cambian si los deformamos
o rompemos, pero aún así siguen
conservando sus propiedades
mecánicas, como dureza, textura,
color y elasticidad, entre otras.
• En grupos, elaboren un periódico
mural en el que describan las
propiedades mecánicas de los
sólidos. Luego, preséntenlo ante
la clase.
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Tierra y universo.
Capacidad
Desempeños
precisados
• Identifica las propiedades de los estados de la materia.
• Explica los estados de la materia a partir de la teoría
cinética.
Mostrar a los estudiantes cubos de hielo, un vaso con agua y un globo
inflado. Plantear las siguientes preguntas: ¿Qué características tienen los tres
cuerpos? ¿Qué propiedades presentan?
Indicar a los estudiantes que lean las preguntas del recuadro “¿Qué
recuerdo?” e invitar a diferentes estudiantes a comentar sus respuestas.
Leer el texto sobre los estados de la materia y destacar la forma y el volumen
de cada uno de los estados.
Comentar a los estudiantes que si las partículas que constituyen el sólido
están muy ordenadas, de manera que sus posiciones en el espacio forman
figuras geométricas regulares, se dice que el sólido es cristalino. Por ejemplo,
las piedras preciosas y los metales. Si, por el contrario, las partículas están
desordenadas, es un sólido amorfo. Por ejemplo, los plásticos, la arcilla y el
vidrio.
En la web
• Acceder al siguiente enlace para conocer más acerca de los estados
de la materia:
https://www.youtube.com/watch?v=c4EP-7cbpQY
• Plantear las siguientes preguntas:
a. ¿Cuáles son los estados de la materia?
b. ¿Cómo se forma el estado plasma?
c. ¿Qué características tienen cada uno de los estados de la materia?
Pedir a los estudiantes que lean el recuadro “Para saber más” y pedirles
que respondan la siguiente pregunta: ¿Qué diferencias encuentras entre el
plasma y el estado gaseoso?
Proponer a los estudiantes que completen el siguiente cuadro con la
información respectiva:
Forma Volumen
Sólido
Líquido
Gaseoso
Leer el texto sobre la teoría cinética y destacar las ideas principales. Recalcar
que un modelo es una forma de representar algo que es difícil de percibir
directamente por nuestro sentidos. Por ejemplo, los arquitectos hacen
maquetas que son modelos de los edificios que construirán. Del mismo
modo, los científicos usan un modelo para explicar los estados de la materia.
Pegar en la pizarra los esquemas de la teoría cinética de los sólidos, líquidos
y gases. Pedir a los estudiantes que describan cómo se encuentran las
moléculas en cada estado.
Comentar a los estudiantes que cada sustancia se encuentra en la naturaleza
en un estado determinado: el carbón es sólido, el dióxido de carbono es
gas, el mercurio es líquido. Pero hay sustancias, como el agua, que pueden
presentarse en los tres estados.
Leer el recuadro “Para saber más” sobre la velocidad de difusión y pedir a
los estudiantes ejemplos de situaciones donde se aprecie este fenómeno.
Leer el recuadro “Comunícate” y solicitar a los estudiantes que armen un
periódico mural sobre las propiedades mecánicas de los sólidos; para ello,
realizar las siguientes actividades:
–
– Buscar información en libros y páginas web
–
– Realizar un resumen que incluya imágenes y texto.
–
– Ubicar un espacio dentro del aula donde colocar la información extraída.
–
– Determinar un tiempo para poder leer algunos de los trabajos durante el
mes de trabajo.
–
– Permitir que las personas que puedan leer el periódico mural dejen un
comentario positivo del trabajo.
–
– Hacer seguimiento a la lectura de la información durante el mes.
Formar grupos y desarrollar la sección “Experimentamos”.
Luego, solicitar que comparen sus respuestas con los demás compañeros.
7. Los estados de la materia
En el plasma todas las
partículas se mueven sin
orden aparente, pero se
mantienen unidas por medio
de un campo magnético.
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Unidad
8
COMPRENDE Y USA CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS________________________________________________________________
15 Observa las imágenes y responde.
• ¿A qué estado de la materia corresponden los gráficos a,
b y c?
____________________________________________
• ¿Cuál es la diferencia que observas en cada uno de los
dibujos?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
16 Responde.
• ¿Por qué los líquidos adquieren la forma del recipiente
que los contiene?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
• Según la teoría cinética, ¿por qué los sólidos tienen forma
propia y volumen fijo y es muy difícil deformarlos?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
17 Escribe el estado de cada sustancia a partir de las
propiedades que se mencionan.
• Sus partículas están muy unidas y su forma es fija.
____________________________________________
• Tiene forma variable. Es compresible y expansible.
____________________________________________
• Está formada por pequeñas partículas entre las cuales
existen fuerzas de atracción débiles.
____________________________________________
18 Un recipiente está lleno de aire (a). Dibuja cómo te
imaginas que estarán dispuestas las partículas en su
interior. Representa las partículas como pequeñas
bolitas. Si, a continuación, sacamos la mitad del aire,
vuelve a representar lo que queda en el recipiente (B).
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
19 Todas las sustancias pueden encontrarse en los tres
estados, si se dan las condiciones adecuadas. Investiga
y contesta.
• ¿Es posible encontrar hierro en estado líquido en la
Tierra?
_____________________________________________
_____________________________________________
• ¿Es posible encontrar agua en estado gaseoso?
_____________________________________________
_____________________________________________
b c
Los estados de la materia
7
a
a b
a: líquido, b: sólido, c: gaseoso.
Las partículas del líquido están menos unidas y menos ordenadas que
las del sólido, que se encuentran fuertemente unidas y muy juntas.
Además, las del sólido no cambian de posición, mientras que las
del líquido pueden desplazarse unas sobre otras. Las partículas del
gas no se encuentran unidas y están más separadas que las de los
líquidos. Se pueden mover libremente.
Los líquidos adquieren la forma del recipiente que los contiene
porque sus partículas presentan fuerzas de atracción débiles, lo cual
les otorga cierta libertad de movimiento.
De acuerdo con la teoría cinética, las partículas que forman los
sólidos están muy juntas y unidas entre sí; por ello, al moverse
no pueden cambiar de posición, aunque sí vibrar. Eso explica por
qué los sólidos tienen forma propia y volumen fijo y es muy difícil
deformarlos.
Sólido
Gaseoso
Líquido
En el dibujo a se representa el recipiente lleno de aire. En el dibujo b
aparece el mismo recipiente con la mitad de aire. Aunque tiene menos
masa de aire, el volumen sigue siendo el mismo, ya que el aire restante
ocupa nuevamente todo el volumen del recipiente.
El hierro líquido se encuentra en el núcleo de la Tierra.
El agua la encontramos en estado gaseoso en la atmósfera en forma
de humedad o vapor de agua.
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UNIDAD 8
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Tierra y universo.
Capacidad
Desempeños
precisados
• Identifica los cambios de estado en la naturaleza.
• Explica los procesos que ocurren en los cambios de
estado.
Realizar las siguientes experiencias en forma simultánea:
• Colocar hielo en una bandeja.
• Calentar agua hasta que hierva.
• Poner naftalina en las esquinas del salón.
• Colocar mantequilla a la intemperie.
• Mojar una hoja con alcohol.
Formar cinco grupos, asignar una experiencia a cada uno y plantear las
siguientes preguntas: ¿Qué estados de la materia observaron en este
cambio? ¿El cambio que observaron se produjo por aporte o por disminución
de energía?
Pedir a los estudiantes que lean las preguntas del recuadro “¿Qué
recuerdo?”. Invitar a algunos a dar sus respuestas. También puede entregar
tarjetas de colores para que anoten sus respuestas en ellas. De esa forma
aseguramos la participación de aquellos estudiantes que no suelen hacerlo
oralmente.
Leer la información de los cambios de estado y destacar las ideas
principales. Luego, pedir a los estudiantes que completen el siguiente
cuadro:
Cambio ¿En qué consiste? Ejemplos
Fusión
Indicar a los estudiantes que lean el recuadro “Para saber más” y comentar
que la presión que actúa sobre un líquido influye significativamente sobre
su punto de ebullición. Así el agua hierve a 100ºC si está sometida a una
presión de 1 atmósfera; sin embargo, si la presión disminuye hasta 0,06
atmósferas, la ebullición se produce a 0ºC. Es por eso que en lugares cada
vez más altos, donde la presión es cada vez menor, el agua puede hervir a
temperaturas menores a 100ºC.
En la web
• Proyectar el simulador que relaciona la temperatura y los cambios de
estado del siguiente enlace:
http://www.educaplus.org/game/cambios-de-estado-del-agua
• Plantear las siguientes preguntas:
a. ¿Qué producen los cambios de estado?
b. ¿A qué temperaturas ocurren los cambios de estado?
c. ¿Cómo se encuentran las moléculas en los estados sólido, líquido y
gaseoso? ¿En qué se diferencian?
Leer el texto sobre los cambios de estado y la teoría cinética y destacar las
ideas principales.
Pedir a los estudiantes que a partir de la lectura del texto completen el
siguiente esquema sobre los cambios de estado:
Comentar a los estudiantes que cada sustancia tiene una temperatura de
fusión y ebullición, características por las que podemos utilizar los valores de
estas temperaturas para distinguir unas sustancias de otras; es decir, se trata
de propiedades específicas de la materia que nos permite identificarla.
Motivar a los estudiantes a responder las preguntas del sección
“Metacognición”. Considerar que esta pregunta se relaciona con la
capacidad que tienen las personas de autorregular su propio aprendizaje y,
como consecuencia, transferir todo ello a una nueva situación de aprendizaje.
7. La evaporación se produce a cualquier temperatura, mientras que la
ebullición se produce a una temperatura constante de 100°C.
8. No es correcto. Por ejemplo, en la fusión el cuerpo recibe energía o
calor, lo que significa que aumenta su temperatura.
8. Los cambios de estado
El estado plasma
Los estados de la materia que se conocen son sólido, líquido y gas. Pero
además existe el estado de plasma, constituido por electrones, neutrones y
cationes. Estos últimos son átomos con cargas eléctricas positivas que han
perdido algunos electrones.
En el plasma todas las partículas se mueven sin orden aparente, pero se
mantienen unidas por medio de un campo magnético. Un ejemplo de plasma
son las estrellas, que aunque están formadas por gases, estos se comportan
como plasma debido a las altas temperaturas (aproximadamente, 15 millones de
grados Celsius).
En la Tierra podemos observar los plasmas. Por ejemplo, en la luz de una vela,
la corona anaranjada de la llama es producida por la disociación e ionización
de las moléculas del aire, por lo que constituye un plasma de baja densidad y
temperatura.
Los plasmas son conductores de electricidad, por este motivo, se han utilizado
para producir lámparas o tubos fluorescentes que contienen una pequeña
cantidad de mercurio y un gas inerte, es decir, que no reacciona con nada, que
generalmente es argón.
Al encender la lámpara, el argón se ioniza, es decir, pierde electrones, forma un
plasma que reacciona con el mercurio y, en consecuencia, emite una luz. Este
tipo de lámparas representa un ahorro considerable en relación con los focos
convencionales.
Otra aplicación son las pantallas de plasma. En el interior de estas televisiones
se encuentran gases inertes (xenón y neón) en forma de plasma, que reaccionan
con el fósforo de cada subpixel de la pantalla para producir la luz de colores.
Las pantallas de plasma tienen una mejor resolución que las televisiones
convencionales, aunque su duración oscila entre 12 y 17 años.
Analicemos
1. Las estrellas como el Sol están conformadas por plasmas. ¿Qué
características tienen?
2. ¿Qué importancia tienen los plasmas en el desarrollo tecnológico?
3. ¿Qué otras utilidades podrán tener los plasmas en el desarrollo tecnológico?
4. La duración de las pantallas de plasma es de 12 a 17 años. Si se quisiera
aumentar la duración de estas, ¿qué estudios deberían realizarse?
5. Según los postulados del modelo cinético de partículas, responde.
a. Se sabe que la temperatura de los plasmas es muy elevada. A partir de
esto, ¿cómo se comportan sus partículas?
b.Las partículas de los sólidos están fijas unas con otras, ¿qué diferencia
existe entre las partículas de un plasma con las de un sólido?
Sólido Gaseoso
Líquido
Producto del constante ciclo
del agua y de sus cambios de
estado, podemos encontrar
agua líquida en océanos, ríos
y lagos; sólida, en la nieve, el
hielo o el granizo; y vapor de
agua en la atmósfera.
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Unidad
8
texto escolar LIBRO DE ACTIVIDADES
Los cambios de estado
8
20 Observa la ilustración y responde.
• Escribe el número correspondiente, según el cambio de
estado que se produce.
1. Fusión 4. Condensación
2. Solidificación 5. Sublimación progresiva
3. Vaporización 6. Sublimación regresiva
• Colorea con rojo el círculo si se requiere un aumento de
temperatura para que ocurra el cambio de estado, o de
azul, si se requiere una disminución de temperatura.
• ¿Por qué cuando calentamos un sólido se puede
producir un cambio de estado? Considera que la
materia está formada por partículas.
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
21 Observa las moléculas de agua y responde.
• ¿Por qué las moléculas del líquido salen del recipiente?
________________________________
________________________________
________________________________
• ¿A qué estado está pasando el agua?
________________________________
• ¿Qué cambio de estado está sucediendo?
________________________________
22 Ponemos a calentar agua sobre una hornilla eléctrica
y observamos que su temperatura va aumentando a
medida que pasa el tiempo, hasta que el agua empieza
a hervir.
• ¿Cómo sabemos que el agua ha comenzado a hervir?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
• ¿Qué temperatura habrá alcanzado el agua en ese
momento?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
• Si seguimos calentando, ¿aumentará la temperatura del
agua?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
• ¿Dónde va el agua que desaparece de la olla?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
23 Responde.
• ¿Qué nos indica el olor característico de muchas
sustancias sólidas como la naftalina y los ambientadores
sólidos? ¿Cómo se llama el proceso de transformación?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
• ¿Por qué se seca la ropa tendida?
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
Cuando se calienta un sólido, las partículas que lo forman adquieren
más energía y se mueven más rápidamente, hasta que se separan,
transformándose en un líquido.
Porque las moléculas adquieren más energía y la
fuerza entre ellas se debilita.
R = rojo
A = azul
2
1
3
6
4
5
A
R
R
A
R
A
Al estado gaseoso
Vaporización
Cuando empiezan a aparecer burbujas.
El agua tendrá en ese momento la temperatura de ebullición, es decir,
100 ºC.
La temperatura no aumentará, sino que se mantendrá constante.
Nos indica que se está produciendo un cambio de estado de la
materia, de sólido a gaseoso, llamado sublimación.
Porque ocurre la evaporación y el agua se disipa en forma de gas en
el aire que rodea a la ropa.
Se evapora y se incorpora al aire como vapor de agua.
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Identificamos los cambios de estado
Materiales
• 1 vaso de precipitado
• Hielo molido
• 1 cucharada de sal
• 1 tubo de ensayo
• 2 bolitas de naftalina
• 1 plato
Procedimiento
Cambio de estado del agua
1. Depositar hielo molido en un vaso de precipitado.
2. Agregar una cucharada de sal de cocina y agitar.
3. Introducir en el interior del vaso un tubo de ensayo con agua hasta la mitad.
4. Retirar el tubo después de 5 min y registrar los cambios que hayas observado
en el agua del tubo.
Cambio de estado de la naftalina
5. Pesar dos bolitas de naftalina y anotar el resultado en la tabla.
6. Exponer las dos bolitas de naftalina al medioambiente por 4 días.
7. Anotar en el cuadro el peso de las bolitas después de 4 días.
8. Escribir los resultados en un cuadro como el siguiente:
Observaciones Tubo con agua (estado) Boliotas de naftalina (mg)
Antes
Después
Conclusiones
• ¿Se produjeron cambios de estado en los experimentos desarrollados?
¿Cuáles?
• ¿Son reversibles estos cambios? ¿Por qué?
• ¿Qué utilidad representan para el ser humano los cambios de estado?
Sublimación regresiva
Fusión
Solidificación
Condensación
Sublimación
progresiva
Vaporización
Líquido
Gaseoso
Sólido
To
To
To
To
To
To
+
+
+ +
+
_
_
_
_
_
+ +
_
_
+
METACOGNICIÓN
• ¿Qué aspectos de la materia te han
llamado más la atención?
• ¿Qué tema has comprendido
mejor? ¿Por qué?
El estado físico de las sustancias se mantiene mientras permanezcan
estables las condiciones físicas en que se encuentran. Si se modifica la
temperatura, una sustancia puede pasar de un estado físico a otro.
De sólido a gas y viceversa
• La sublimación progresiva. Es el cambio del estado sólido al ga-
seoso, sin pasar por el estado líquido. La sublimación requiere del in-
cremento de temperatura; así las partículas aumentan su movimiento
y disminuyen las fuerzas de atracción. Por ejemplo, los ambientadores
en barra al ser expuestos al ambiente, que tiene mayor temperatura,
se convierten en gas.
• La sublimación regresiva. Es el proceso inverso a la sublimación
progresiva, es decir, el cambio del estado gaseoso al sólido, sin pasar
por el estado líquido. Este es un cambio poco frecuente a temperatu-
ras y presiones ambientales. Por ejemplo, el yodo gaseoso en contacto
con una superficie fría se solidifica.
Los cambios de estado y la teoría cinética
La teoría cinética también nos permite explicar los cambios de estado.
• Cuando un sólido se calienta, las partículas adquieren más energía y
se mueven más rápidamente hasta que se separan, transformándose
en un líquido.
• Si seguimos calentando, llega un momento en que las partículas del
líquido están tan separadas que se escapan unas de otras y se trans-
forman en gas, mezclándose con las partículas del aire.
• En la superficie de los líquidos, siempre hay alguna partícula que pue-
de tener la energía suficiente para escapar, sea cual sea el valor de la
temperatura, esta es la razón por la que los líquidos se puedan evapo-
rar a cualquier temperatura.
Sublimación regresiva del yodo.
7 ¿Qué diferencia existe entre la
evaporación y la ebullición?
8 Para que una sustancia cambie
de estado, ¿es necesario ceder
siempre energía? Fundamenta
tu respuesta.
¿CÓMO VAMOS?
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UNIDAD 8
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¿QUÉ RECUERDO?
• ¿Qué sucedería si dejaras un
cubito de hielo sobre una mesa?
¿Cómo explicarías lo ocurrido?
Los cambios de estado
El estado físico de una sustancia depende de las condiciones en que
se encuentre, principalmente de la temperatura. Si estas cambian, una
sustancia puede pasar de un estado a otro y, en ese caso, decimos que
se ha producido un cambio de estado.
La presión también influye en los cambios de estado de la materia. En
los balones, el gas está sometido a una gran presión; por eso, se en-
cuentra en estado líquido, es decir, licuado.
De sólido a líquido y viceversa
• La fusión. Es la conversión de un sólido a un líquido cuando se in-
crementa la temperatura. Por ejemplo, un helado, que es sólido, se
convierte en líquido al aumentar la temperatura, pero conserva sus
propiedades. La temperatura a la que se produce este cambio se llama
punto de fusión.
• La solidificación. Es el cambio de estado de un líquido a sólido por
disminución de la temperatura. Por ejemplo, las cubiertas de chocola-
te al calentarse se vuelven líquidas, pero se solidifican al enfriarse.
De líquido a gas y viceversa
• La vaporización. Es la conversión de un líquido a gas, por acción del
incremento de la temperatura. Puede ocurrir de dos formas:
− La evaporación. Es el paso de las partículas de la superficie de un
líquido al estado gaseoso a cualquier temperatura. La evaporación
es lenta y ordenada. Por ejemplo, si dejamos un recipiente de alco-
hol abierto a temperatura ambiente, después de algunas horas la
cantidad de alcohol se habrá reducido.
− La ebullición. Es el paso del estado líquido al gaseoso a una de-
terminada temperatura denominada punto de ebullición. Ocurre en
toda la masa del líquido. La ebullición es rápida y tumultuosa. Por
ejemplo, si calentamos alcohol, al alcanzar una determinada tempe-
ratura pasará rápidamente al estado gaseoso.
• La condensación. Es el cambio del estado gaseoso al estado líquido
debido a la disminución de la temperatura. Por ejemplo, el vapor de
agua se convierte en líquido al reducir la temperatura. Un caso parti-
cular es la licuefacción o licuación, que ocurre cuando una sustancia
se condensa por el aumento de presión.
8
PARA SABER MÁS
Cada sustancia presenta una
temperatura de fusión y una de
ebullición característica. Podemos
utilizar los valores de estas
temperaturas para distinguir unas
sustancias de otras; es decir, se
trata de propiedades específicas
de la materia, pues nos permiten
identificarla. Por ejemplo, el punto
de fusión del agua es 0 °C, y su
punto de ebullición, 100 °C.
Fusión
Solidificación
Vaporización
Condensación
Las variaciones en las condiciones de
presión y temperatura producen cambios
en los estados de la materia.
Fusión
Solidificación
Condensación Vaporización
SÓLIDO
LÍQUIDO
GASEOSO
Sublimación
regresiva
Sublimación
progresiva
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Unidad
8
texto escolar
Unidad
8
En el universo existen dos tipos de materia: las sustancias puras y las
mezclas. Una sustancia pura es la que no está mezclada con otras dife-
rentes. Así, el agua es una sustancia, y el oro, otra, en tanto que el café
con leche, el vino y el cemento son mezclas.
Las sustancias puras
Están formadas por una clase particular de materia, presentan una
composición definida, propiedades específicas que las diferencian entre
sí y no se pueden separar por procedimientos físicos. Todas las partes
de una sustancia pura presentan la misma composición y las mismas
propiedades físicas y químicas. Por ejemplo, el agua tiene una tempera-
tura de solidificación de 0 °C, una temperatura de ebullición de 100 °C
y una densidad de 1 g/cm3
. Estas propiedades no cambian y permiten
identificarla.
Las sustancias puras se clasifican en elementos químicos y compuestos
químicos.
Los elementos químicos
Son las sustancias puras más sencillas que existen en la naturaleza, es
decir, no se pueden descomponer por métodos químicos en otras más
pequeñas que mantengan todas sus propiedades.
Los elementos están formados por partículas elementales llamadas áto-
mos y todos los átomos que componen un elemento químico son si-
milares. Por ejemplo, el calcio, que se representa mediante el símbolo
Ca, está formado por átomos de calcio, y el hierro, que se representa
mediante el símbolo Fe, está constituido por átomos de hierro.
A cada elemento químico se le ha asignado un nombre y un símbolo
según ciertos criterios.
• El nombre es la palabra que designa o identifica un elemento quí-
mico. Se ha establecido teniendo en cuenta, entre otros criterios, el
nombre del científico que lo descubre, el lugar donde es descubierto
o sus propiedades físicas.
• El símbolo es una abreviatura universal que se utiliza para represen-
tar un elemento químico. Está formado por una, dos o tres letras: la
primera se escribe en mayúscula, y las demás, en minúscula.
En ocasiones, los símbolos no coinciden con el nombre del elemento en
español, porque derivan de sus nombres griegos o latinos, por ejemplo:
Nombre en
español
Calcio Hierro Potasio Mercurio Fósforo
Símbolo Ca Fe K Hg P
Nombre
en latín o
griego
Calcium Ferrumn Kalium Hidrargirium Phosforum
Las clases de materia
9
El oxígeno es un elemento químico. Sus
moléculas están formadas por átomos iguales.
¿QUÉ RECUERDO?
• La fórmula química del agua es
H2
O. ¿Qué información contiene
esta fórmula?
Protones
Neutrones
Electrones
PARA SABER MÁS
El átomo es la porción más
pequeña de materia. Está
constituido por otras partículas
más pequeñas: protones,
neutrones y electrones. Los
protones y neutrones se
encuentran en el centro formando
el núcleo, mientras que los
electrones están moviéndose
alrededor conformando una nube.
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Los compuestos químicos
Son el resultado de la unión de dos o más elementos, cuya proporción
es definida. Se representan mediante fórmulas. Por ejemplo, la sal de
cocina (NaCl) está formada por sodio y cloro, y la glucosa (C6
H12
O6
) está
constituida por carbono, hidrógeno y oxígeno.
Las fórmulas están conformadas por símbolos y subíndices. Las letras
corresponden a los símbolos de los elementos, y el subíndice, al núme-
ro de átomos de cada elemento que se han unido para formar el com-
puesto. En el siguiente cuadro, se presentan otros ejemplos:
Nombre
del
compuesto
Hipoclorito de
sodio
Alcohol etílico
Ácido clorhídrico
o cloruro de
hidrógeno
Dióxido de
carbono
Fórmula NaClO C2
H6
O HCl CO2
Número de
átomos
1 de sodio
1 de cloro
1 de oxígeno
2 de carbono
6 de hidrógeno
1 de oxígeno
1 de cloro
1 de hidrógeno
1 de carbono
2 de oxígeno
Los compuestos químicos se obtienen mediante reacciones químicas o
cambios químicos, que son procesos en los que se forman nuevas sus-
tancias a partir de la combinación de otras. Por ejemplo, el carbono se
une con el oxígeno para formar el dióxido de carbono y el hidrógeno se
combina con el oxígeno para producir agua.
Las mezclas
En la naturaleza es poco frecuente encontrar materiales formados por
una sola sustancia. Por lo general, hay mezclas que resultan de la reu-
nión de dos o más sustancias que permanecen en contacto, pero no se
combinan entre sí.
Las mezclas se caracterizan por lo siguiente:
• Están compuestas por sustancias llamadas componentes, cada uno de
los cuales conserva sus propiedades. Por ejemplo, en una mezcla de
azúcar y agua, el azúcar continúa siendo dulce.
• Están constituidas por sustancias que pueden separarse por métodos
mecánicos o físicos. El agua y el azúcar, por ejemplo, se pueden des-
unir por evaporación del agua.
• Presentan composición variable. Una mezcla de agua puede tener
mucha o poca azúcar.
• Están conformadas por una sustancia dispersante, que se encuentra
en mayor proporción, y una o varias sustancias dispersas, que se en-
cuentran en menor proporción.
La mayoría de los materiales a nuestro alrededor son mezclas: leche, ma-
yonesa, gaseosa, vino, gasolina, aire, tierra de jardín, agua de mar, etc.
Existen dos tipos de materia: sustancias puras y mezclas. A su vez, las
sustancias se clasifican en elementos y compuestos químicos. Una
mezcla se forma al unir dos o más sustancias en proporciones variables.
La sal común (NaCl) está formada por
moléculas constituidas por un átomo de sodio
y uno de cloro.
PARA SABER MÁS
Muchos gases se mezclan muy
bien con los líquidos. Por ejemplo,
el dióxido de carbono se disuelve
en el agua de las gaseosas, y el
oxígeno, en el agua de los ríos y
mares.
¿CÓMO VOY?
9 ¿Por qué el agua es una
sustancia pura?
10 ¿Por qué se afirma que una
limonada es una mezcla?
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UNIDAD 8
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universo.
Capacidad
Desempeños
precisados
• Describe las clases de materia.
• Diferencia las sustancias puras de las mezclas.
Repartir a los estudiantes tarjetas con los nombres de diferentes elementos y
compuestos, como las que se muestra a continuación:
Rotular dos cajas: una que diga “Elementos”, y otra, “Compuestos”. Luego,
solicitar a los estudiantes que depositen sus tarjetas en la caja correcta.
Extraer una de las tarjetas y preguntar la razón de su clasificación.
Escribir en la pizarra la fórmula del agua y pedir a los estudiantes que
respondan la pregunta del recuadro “¿Qué recuerdo?”.
Leer la información sobre las sustancias puras y destacar las diferencias
entre elementos y compuestos.
Formular ejemplos de elementos y compuestos utilizando lo mencionado en
la motivación.
Describir brevemente la tabla periódica y pedir a los estudiantes que
averigüen en ella cuáles son los veinte primeros elementos químicos y los
registren en un cuadro como el siguiente:
Elementos Símbolos
Hidrógeno H
Helio He
Litio Li
Formar grupos para que averigüen las fórmulas de sustancias comunes y
completen un cuadro como el siguiente:
Nombre común Nombre científico Fórmula
Sal de mesa Cloruro de sodio NaCl
Leer el recuadro “Para saber más” y observar la imagen del átomo. Luego,
pedir a los estudiantes que reconozcan el núcleo y la corteza del átomo,
así como las partículas subatómicas del mismo (protones, neutrones y
electrones).
Leer la información sobre las mezclas y destacar sus características. Pedir a
los estudiantes que formulen ejemplos de mezclas.
Pedir a los estudiantes que lean el recuadro “Para saber más” y comentar
que el agua, el gas carbónico, el azúcar y una gaseosa son materiales
distintos. Es decir, cada uno de ellos tiene propiedades que lo diferencian de
los demás, como el color, el sabor y el estado físico: el agua es líquida, el CO2
es un gas, el azúcar es una sustancia de cristales sólidos y la gaseosa es un
líquido con un sabor característico. Pero algo más los diferencia: al estudiar
la composición química de cada uno de ellos, observamos que el agua, el
gas carbónico y el azúcar son sustancias puras, mientras que una gaseosa
es una mezcla de estas sustancias.
Pedir a los estudiantes que elaboren un mapa conceptual sobre las clases de
materia.
Motivar a los estudiantes a elaborar cartillas con símbolos de diversos
elementos, como la que se muestra a continuación:
Mencionar los elementos que corresponden a dichos símbolos. El estudiante
que ubique cuatro de ellos en línea horizontal, vertical o diagonal será el
ganador.
9. Porque tiene ciertas propiedades que la diferencian de las demás
sustancias.
10.Porque puede separarse por métodos físicos y mecánicos.
9. Las clases de materia
Agua oxigenada
H2
O2
Sal
NaCl
Cobre
Cu
Oro
Au
S Be
C
Zn
H Sc
Mg
K
Ca O
Al
Ne
F P
He
Li
Los compuestos binarios
están formados por dos
elementos, iguales o
diferentes, y los compuestos
ternarios están integrados por
tres elementos. Se forman a
partir de reacciones químicas.
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Unidad
8
24 Diferencia los siguientes términos:
• Sustancias puras y mezclas
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
• Elementos y compuestos
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
25 Escribe E si es elemento y C si es compuesto.
26 El metano es un gas formado por un átomo de carbono
y cuatro átomos de hidrógeno.
• ¿Es el metano un compuesto químico? ¿Por qué?
_____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________________________
• Escribe la fórmula del metano.
_____________________________________________
_____________________________________________
27 Identifica en qué caso el agua es una mezcla y en cuál
es una sustancia pura.
El agua del caño contiene sales minerales disueltas.
Podemos obtener agua libre de sales calentándola hasta
que hierva y recogiendo y condensando su vapor.
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
28 La sal es una sustancia pura formada por cloro y sodio.
¿Es posible separar los elementos que la forman?
Explica por qué.
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
29 El agua se descompone en hidrógeno y oxígeno al
aplicarle electricidad. ¿Cuáles de estas sustancias son
elementos químicos y por qué?
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
______________________________________________
30 La sustancia que utilizamos para endulzar, y que
normalmente llamamos azúcar, es una clase de
carbohidrato llamado sacarosa cuya fórmula es
C12
H22
O11
.
• ¿Cuántos elementos forman esta sustancia?
____________________________________________
• ¿Cuál es el nombre de cada uno de ellos?
____________________________________________
• ¿Cuántos átomos de cada clase hay en la molécula de
sacarosa?
____________________________________________
____________________________________________
Las clases de materia
9
Las sustancias puras son materia formada por un solo componente
y tienen unas propiedades específicas que las diferencian del resto
de las sustancias. Por el contrario, las mezclas son la unión de dos o
más sustancias que mantienen sus características específicas y que
pueden separarse por mecanismos físicos.
Los elementos son sustancias puras que no se pueden descomponer
en otras más simples por métodos químicos. Los compuestos
químicos, en cambio, son sustancias que pueden descomponerse en
otras más simples. por métodos químicos.
El metano es un compuesto químico porque está formado por dos
átomos diferentes: carbono e hidrógeno en proporciones definidas.
La fórmula del metano es CH4
.
Es una mezcla cuando contiene sales minerales disueltas y es una
sustancia pura cuando hierve y su vapor se condensa.
Sí, porque es un compuesto químico, por lo tanto, sus componentes se
pueden separar mediante procedimientos químicos.
El hidrógeno y el oxígeno son elementos químicos porque cada uno
de ellos está formado por átomos iguales. Los átomos del oxígeno
tienen el símbolo O, y los del hidrógeno, H. Los átomos del oxígeno y del
hidrógeno son distintos entre sí.
El azúcar está formada por tres elementos.
Los elementos son el carbono, el hidrógeno y el oxígeno.
En la molécula de sacarosa, hay 12 átomos de carbono, 22 átomos de
hidrógeno y 11 de oxígeno.
E C
C E
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Realizamos mezclas
Materiales
• 1 vaso de precipitado
• Agua, sal, harina, vinagre, aceite, mayonesa y jabón líquido
• 1 linterna
• 1 luna de reloj
• Limaduras de hierro
• 1 imán
• 1 varilla de vidrio
• 5 tubos de ensayo
Procedimiento
1. Colocar agua en un tubo de ensayo y agregar una cucharadita de sal. Agitar
y observar. Describir lo observado.
2. Colocar agua en otro tubo y añadir una cucharadita de vinagre. Agita y
observa. Describir lo observado.
3. Verter 5 mL de agua en un tubo de ensayo y agregar una cucharadita de
harina. Tapar el tubo y agitar con fuerza. Dejar reposar unos minutos y
registrar qué sucede.
4. Colocar 5 mL de agua en un tubo de ensayo y añadir una cucharadita de
aceite. Agitar con fuerza. Dejar reposar unos minutos y registrar lo que
sucede.
5. Colocar 5 mL de agua en un tubo de ensayo, además de una cucharadita
de jabón líquido. Agitar hasta que el jabón se disuelva y dejar en reposo.
Registrar lo que sucede.
6. Acercar una linterna encendida al tubo de la mezcla de agua con vinagre y al
tubo con agua jabonosa. Observar en ambos tubos qué sucede con los rayos
luminosos. Describir lo observado.
Conclusiones
• ¿Por qué se dice que las mezclas tienen composición variable?
• ¿Qué tipo de mezclas se preparó?
• ¿Pudieron ser observados los componentes cuando se formaron las mezclas?
• ¿Se pueden separar estas mezclas? ¿Cómo lo harían?
Texto escolar (págs. 146 y 147) Libro de actividades (pág. 136 y 137)
universo.
Capacidad
Desempeños
precisados
• Diferencia las mezclas homogéneas de las heterogéneas.
• Describe los tipos de mezcla heterogénea.
• Describe los tipos de separación de mezclas.
Proponer a los estudiantes que realicen las siguientes mezclas:
• Agua y aceite • Agua y café en polvo
Propiciar una lluvia de ideas a partir de las siguientes preguntas: ¿Se
pueden distinguir los componentes en cada caso? ¿Se pueden separar sus
componentes?
Leer las preguntas del recuadro “¿Qué recuerdo?” y presentar el tema.
Indicar a los estudiantes que lean la información sobre las clases de mezclas
y resaltar las diferencias entre mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas.
Pedir a los estudiantes que formulen ejemplos de soluciones diferenciando el
solvente del soluto. Luego, completar el siguiente cuadro:
Solvente Soluto Ejemplos
Líquido Líquido Agua y alcohol
Líquido Sólido Azúcar y agua
Sólido Sólido Bronce
Leer la información sobre los tipos de mezcla heterogénea y pedir a los
estudiantes que formulen ejemplos de cada uno de ellos.
Comentar a los estudiantes que en los coloides el tamaño de las partículas
dispersas es intermedio entre las partículas de las suspensiones, que son
más grandes, y las partículas de las soluciones, que son más pequeñas. Por
ello, no se observan a simple vista, sino que se necesita un microscopio para
verlas.
Pedir a los estudiantes que identifiquen las semejanzas y diferencias entre las
mezclas homogéneas y heterogéneas y que elaboren un cuadro comparativo.
Las posibles respuestas son las siguientes:
10. Las clases de mezclas
Mezclas homogéneas Mezclas heterogéneas
Pueden separarse. Pueden separarse.
Sus componentes (soluto y solvente) no
se distinguen a simple vista.
Sus componentes se distinguen a simple
vista.
Se aprecia una mezcla uniforme. Se diferencian dos o más fases.
Mencionar a los estudiantes que los antibióticos, los néctares de frutas, las
pinturas de agua y otros productos que indican en su etiqueta “agítese antes
de usar” son ejemplos de suspensiones.
Presentar a los estudiantes las siguientes mezclas: agua y aceite; agua
azucarada. Preguntarles lo siguiente: ¿A qué tipo de mezcla corresponde
cada una? ¿Cómo se podrían separar sus componentes? Anotar sus ideas.
Leer la información sobre algunos métodos de separación de mezclas y
observar las imágenes propuestas.
Solicitar a los estudiantes que traigan a la clase arena, aserrín y limadura de
hierro y los mezclen. Pedirles que respondan lo siguiente:
• ¿Cómo se pueden separar las limaduras de hierro?
• El aserrín y la arena poseen diferentes densidades en relación con el
agua. Echar la mezcla de aserrín y arena en un recipiente con agua. ¿Qué
sucede? ¿Qué material se puede separar con facilidad?
• Al retirar el aserrín hacia otro recipiente se ha trasladado también un poco
de agua. ¿Cómo se puede separar el aserrín del agua?
• Aún se debe separar la mezcla de arena y agua. ¿Cómo?
• ¿Cómo se obtiene el aserrín y la arena secos nuevamente?
Motivar a los estudiantes a responder la preguntas de la sección
“Metacognición”. Considerar que esta pregunta se relaciona con la
capacidad que tienen las personas de autorregular su propio aprendizaje y,
como consecuencia, transferir todo ello a una nueva situación de aprendizaje.
Indicar a los estudiantes que realicen las actividades de las páginas 136 y
137. Solicitar que comparen sus respuestas con los demás compañeros.
Desarrollar con los estudiantes la secuencia digital del portafolio.
11. Diferentes, pues uno de ellos debe evaporarse antes para después ser
condensado, lo que permitirá recogerlos en recolectores distintos.
La química desarrolla
procedimientos sencillos y
complejos para estudiar las
mezclas. Preparar mezclas e
identificar sus componentes y
características es importante
para conocer qué elementos
o compuestos las constituyen.
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Prohibida
su
reproducción.
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