El documento presenta información sobre la materia y sus propiedades fundamentales. Explica que la materia ocupa un espacio y tiene inercia, y que la masa es la medida de la cantidad de materia presente en un cuerpo. También introduce los conceptos de densidad, peso y gravedad, y explica cómo se organizan los distintos tamaños del mundo material en órdenes de magnitud utilizando potencias de diez.

1. Materia y energía PROFESOR: QBA MIGUEL ANGEL CASTRO RAMIREZ

4. Piensa por un momento en las cosas materiales que tenemos en casa Los muebles La ventana La maceta

5. Los cuadros El reloj Lámpara El equipo de música La papelera La TV La pared La maceta La planta Todas estas cosas son materia La ventana Piensa por un momento en las cosas materiales que tenemos en casa Los muebles El suelo El techo

6. Todos los objetos perceptibles a simple vista son materiales. Las paredes, las casas, los muebles, los seres vivos, las piedras y las rocas, el aire los mares, el Sol, la Luna, los planetas… son materia. Pero ¿qué se entiende por este concepto?

7. Un cuerpo material es toda forma de materia que tiene límites propios bien definidos, como una roca. Recuerda Un sistema material es toda forma de materia que carece de morfología propia o cuyos límites son imprecisos, ya sea por su naturaleza o por su extensión. Las nubes constituyen un ejemplo de sistema material.

9. La inercia. La inercia de tu cuerpo te desplaza hacia delante cuando hay un choque o un frenazo. Usa el cinturón

10. Usa el cinturón Inercia La inercia de tu cuerpo te desplaza hacia delante cuando hay un choque o un frenazo.

11. Usa el cinturón o el casco Inercia La inercia de tu cuerpo te desplaza hacia delante cuando hay un choque o un frenazo.

12. La inercia. La inercia de la pesada bola empuja a Homer Simpson, al haberse atascado los dedos…

14. 1.1.- La masa como medida de la materia La cantidad de materia presente en un cuerpo se caracteriza mediante la masa. La unidad de masa en el sistema internacional es el kilogramo (Kg), que equivale a 1000 gramos. La masa se relaciona con la cantidad de materia y su valor mide la inercia de un cuerpo así como la acción gravitatoria que este ejerce. Recuerda

15. 1.1.- La masa como medida de la materia La cantidad de materia presente en un cuerpo se caracteriza mediante la masa. La masa se relaciona con la cantidad de materia y su valor mide la inercia de un cuerpo así como la acción gravitatoria que este ejerce. ¿y qué significa esta definición? ¡es fácil! ¡veámoslo!

19. Ya sabéis que, a veces, dos objetos de parecido tamaño pueden tener pesos muy diferentes

20. Este trozo de madera y la esponja tienen exactamente el mismo volumen: 250 cm 3 Pero no pesan lo mismo: el trozo de madera pesa más ¿Es posible que un trozo de madera pese lo mismo que uno de esponja?. Sí, pero no tendrían el mismo tamaño (volumen)

21. La densidad de una sustancia es la relación que existe entre su masa y el volumen que ocupa masa volumen densidad = Densidad del mercurio = 13,6 Kg/L Densidad del alcohol = 0,8 Kg/L Densidad del aceite = 0,9 Kg/L ¿Recuerdas qué es la densidad?

22. Una botella de 1 L, llena de mercurio, pesa en la balanza 13,6 kg Una botella de 1 L, llena de alcohol, pesa en la balanza 0,8 kg Una botella de 1 L, llena de aceite, pesa en la balanza 0,9 kg ¿Recuerdas qué es la densidad?

23. Plata 10,5 g/cm 3 Plomo 11,3 g/cm 3 Oro 19,3 g/cm 3 Aluminio 2,7 g/cm 3 Cuarzo 2,6 g/cm 3 Cobre 8,9 g/cm 3 Hierro 7,8 g/cm 3 Densidades de algunas sustancias Aceite 0,9 g /cm 3 Agua 1 g/cm 3 Diamante 3,5 g/cm 3

24. 1.2.- Errores frecuentes en relación ……. con el concepto de masa ? NO ES LO MISMO La masa de un objeto mide su inercia, mientras que el peso de ese objeto, en la Tierra, es la fuerza con que esta lo atrae hacia sí. Por consiguiente, un objeto en el espacio, en estado de ingravidez, no pesaría, pero su masa y su inercia seguirían siendo idénticas. ¿Es lo mismo masa que peso ?

25. No te confundas: MASA y PESO no significan lo mismo. Estos astronautas no pesan nada en “ gravedad cero ”, pero siguen teniendo una masa (kg) David 78 Kg Michael 82 Kg Eric 74 Kg

26. No te confundas: MASA y PESO no significan lo mismo. El peso es la fuerza que hace que caigan las cosas, debido a la Gravedad. No pesamos lo mismo en la Tierra que en otros planetas. Tu peso en otros planetas sería distinto.

27. El Sistema Solar: comparación de diámetros Urano 51.118 Km Mercurio 4.880 Km Venus 12.104 Km Tierra 12.756 Km Marte 6.792 Km Neptuno 49.532 Km Luna 3.476 Km Plutón 2.296 Km Saturno 120.536 Km Con anillos 273.600 Km Júpiter 142.984 Km En cada planeta, tendrías un peso distinto, pero tu masa sería la misma

28. Mercurio: tu peso aquí sería 0,37 veces tu peso en la Tierra La gravedad es muy baja aquí. ¡Y el sol abrasa! Es el planeta más próximo al Sol. Como no tiene atmósfera, el cielo se ve negro desde este planeta, incluso de día. ¡Qué poco pesamos aquí!

29. Venus.- El segundo planeta. Su atmósfera es muy densa, formada por dióxido de carbono y nubes de ácido sulfúrico. La temperatura superficial es la más elevada de todos los planetas del Sistema Solar. Aquí tu peso sería 0,88 veces tu peso en la Tierra. La gravedad es algo menor que en la Tierra. ¡No veo el Sol, pero el calor es insoportable!

30. Júpiter De enorme tamaño en comparación con la Tierra, este “gigante gaseoso” está formado por hidrógeno (90%) y helio (casi 10%). Tierra 12.756 Km 142.984 Km Aquí tu peso sería 2,64 veces tu peso en la Tierra.

31. Escalas de observación del mundo material Muchas cosas podemos verlas a simple vista… 2

32. Espejo Lente objetivo Revólver Pinza Lente ocular Preparación Observando lo invisible Gracias a los microscopios es posible conocer los más pequeños detalles del mundo que nos rodea. El microscopio óptico o de luz tiene dos lentes principales: el objetivo y el ocular. La preparación debe ser muy delgada para que la luz pueda atravesarla . Luz La imagen se ve muy aumentada

33. Alga microscópica

34. Ladilla Pulga Piojo

35. Pulga

36. La Daphnia o pulga de agua dulce, observada con un microscopio

37. Bacterias

38. Todo este diminuto mundo material, invisible a simple vista, constituye lo que se llama escala de observación microscópica .

39. Todo aquello que podemos percibir a simple vista constituye la escala de observación macroscópica .

40. Recuerda: Micro = Pequeño Macro = Grande

41. Pero, si no se pueden ver ni con un microscopio, ¿cómo se sabe que existen? Hay cosas materiales tan pequeñas que ni siquiera pueden verse con el microscopio de más aumentos: los átomos. Átomo de Helio (He) Protones Neutrones Electrones Núcleo

42. Por observación indirecta . Gracias a la investigación científica, a experimentos que llevan a Teorías Recuerda: En 1º de E.S.O. vimos la Teoría Cinética de las Partículas

44. 2.1.- Diversidad de tamaños de la materia: los órdenes de magnitud Lo más pequeño y lo mas grande de la Naturaleza es: - El núcleo de un átomo 0,000 000 000 000 001 m - El Universo 100 000 000 000 000 000 000 000 000 m ¿Quieres saber una manera de no poner tantos ceros?

45. Potencias de diez positivas 10 2 = 10 . 10 = 100 1 . 10 2 = 1 . 10 . 10 = 100 Veámoslo paso a paso. Seguro que comprendes que ¿Sí? Entonces comprenderás que…

46. Potencias de diez positivas 10 3 = 10 . 10 . 10 = 1000 1 . 10 3 = 1 . 10 . 10 . 10 = 1000 ¿Sí? Entonces comprenderás que…

47. Potencias de diez positivas 10 4 = 10 . 10 . 10 . 10 = 10 000 1 . 10 4 = 1 . 10 . 10 . 10 . 10 = 10 000 ¿Sí? Entonces comprenderás más cosas…

48. Potencias de diez positivas 70 0000 = 7 . 10 . 10 . 10 . 10 . 10 = 7 . 10 5 Cinco ceros Fíjate entonces como se puede poner un número grande, por ejemplo, 70 000 10 elevado a la quinta potencia

49. Potencias de diez positivas 800 000 000 000 11 ceros ¿Cómo pondrías en notación científica o potencia de 10 este número? 8 por 10 elevado a 11 = 8 . 10 11

50. Potencias de diez positivas 35 000 tres ceros ¿Y este número? También suele ponerse así = 35 . 10 3 = 3,5 . 10 4

51. Potencias de diez positivas Los científicos piensan que el diámetro del Universo mide 10 26 m = 10 23 Km 100 000 000 000 000 000 000 000 Km Albert Einstein Albert Einstein Vale, ¿Y cómo se ponen los números muy pequeños?

52. Potencias de diez negativas 0,0001 = 10 -4 Diez elevado a menos 4 Así se expresa 10 . 10 . 10 . 10 = 0,0001 1

53. Potencias de diez negativas 10 . 10 . 10 = 0,005 = 5 . 10 -4 5 Cinco por diez elevado a menos 4 Así sería 0,005

54. Potencias de diez negativas 0,000000003 = 3 . 10 -9 Fíjate en esto Nueve ceros Tres por diez elevado a menos nueve

55. Potencias de diez negativas El núcleo de un átomo mide 10 -15 m = 10 -18 Km Diez elevado a menos 15 m 0,000 000 000 000 001 m

56. Organización del mundo material en órdenes de magnitud Veamos este ejemplo: Tamaño del Sol Tamaño de la Tierra El diámetro del Sol es unas 100 veces mayor que el de la Tierra D Sol = 100 . D Tierra = 10 2 . D Tierra “ El tamaño del Sol es dos órdenes de magnitud mayor que la Tierra”

57. Organización del mundo material en órdenes de magnitud cinco 10000 seis siete ocho nueve diez once 10 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 Un cuerpo o sistema material es tantos órdenes de magnitud mayor que otro como indica el exponente de la potencia de diez que resulta de dividir sus respectivos tamaños. A es ……….. veces mayor que B A es …………. órdenes de magnitud mayor que B A es ……….. veces mayor que B A es …………. órdenes de magnitud mayor que B A es ……….. veces mayor que B A es …………. órdenes de magnitud mayor que B A es ……….. veces mayor que B A es …………. órdenes de magnitud mayor que B A es ……….. veces mayor que B A es …………. órdenes de magnitud mayor que B A es ……….. veces mayor que B A es …………. órdenes de magnitud mayor que B A es 1000 veces mayor que B A es tres órdenes de magnitud mayor que B A es 100 000 veces mayor que B A es …………. órdenes de magnitud mayor que B A es ……….. veces mayor que B A es cuatro órdenes de magnitud mayor que B A es 100 veces mayor que B A es dos órdenes de magnitud mayor que B A es 10 veces mayor que B A es un orden de magnitud mayor que B Significa que La frase

58. Transformaciones en el mundo material: la energía 3

59. Piensa y deduce 237 g 237 g 48 g Hielo Agua líquida Hielo Agua líquida 237 g 237 g 237 g Tapadera

60. Ha habido una transformación de la materia: lo que antes era hielo ahora no lo es. Hielo Agua líquida 237 g 237 g Tapadera

61. La transformación de la materia ha sido posible gracias a la participación de un agente físico: el calor transferido desde el ambiente a mayor temperatura. Hielo Agua líquida 237 g 237 g Tapadera C a l o r C a l o r C a l o r

62. (*) Interacción: acción o influencia recíproca entre dos o más sistemas Aire (mayor temperatura) El hielo y el aire interaccionan Para que un cuerpo o sistema material sufra transformaciones tiene que interaccionar (*) con otro. El calor transferido entre dos cuerpos o sistemas materiales a distinta temperatura es un agente físico capaz de producir transformaciones en la materia.

64. El agente físico que ha hecho posible la transformación del hielo en agua líquida se llama TRABAJO Se realiza trabajo sobre un cuerpo cuando este se desplaza bajo la acción de una fuerza que actúa total o parcialmente en la dirección del movimiento. TRABAJO

65. 11 Sí se realiza un trabajo No se realiza un trabajo (no hay movimiento) Se realiza trabajo sobre un cuerpo cuando este se desplaza bajo la acción de una fuerza que actúa total o parcialmente en la dirección del movimiento. TRABAJO

66. El trabajo realizado por el leñador ha contribuido a la transformación del tronco del árbol en tablas y tablones. El calor y el trabajo son los agentes físicos que producen transformaciones en la materia.

69. El café “pierde calor” y el hielo “gana” hasta fundirse y transformarse en agua líquida. Al final acaban igualando sus temperaturas Uno “gana” y otro “pierde”

71. Piensa y deduce Este coche de juguete tiene un resorte que hace posible su desplazamiento. Primero lo empujamos hacia atrás Al soltarlo avanza solo

73. Las ruedas traseras van unidas a un resorte metálico en espiral que se arrolla a medida que el coche se mueve hacia atrás. El coche “gana movimiento” a medida que el resorte “pierde tensión” Uno “gana” y otro “pierde”

74. Hay una palabra que explica esto: Uno “gana” y otro “pierde” Energía El café pierde energía y la transfiere al hielo, que gana energía. En conjunto, la energía total sigue siendo la misma. El resorte pierde energía y la transfiere al coche, que gana energía. En conjunto, la energía total sigue siendo la misma.

75. Mire, jefe: yo sigo siendo el mismo a pesar de mis disfraces ¡Como la energía! La ENERGÍA también puede “disfrazarse” de muchas formas, pero permanece invariable

76. Uno “gana” y otro “pierde” Energía El café tiene la capacidad de transferir calor al hielo. El resorte tensado tiene la capacidad de realizar un trabajo. A medida que el café transfiere calor, su temperatura disminuye y, con ella, su propia capacidad para transferir calor. A medida que se realiza el trabajo, la tensión del resorte disminuye y, con ella, la capacidad de seguir realizando un trabajo.

77. Ya sabes que unas pilas nuevas tienen energía. Esta energía puede realizar un trabajo : por ejemplo hacer que el conejito ande y toque el tambor. A medida que las pilas transfieren su energía, van perdiendo su capacidad para hacer un trabajo. Ya sabes que la electricidad puede calentar muchos de los electrodomésticos que tenemos en casa.

78. La energía es la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir calor o de realizar un trabajo, de modo que, a medida que un cuerpo o sistema transfiere calor o realiza un trabajo, su energía disminuye.

79. ¡Pero si no estamos hablando de meses! La energía se mide en una unidad del Sistema Internacional (SI) llamada julio (J). También el calor y el trabajo se miden en julios (J) ¿Y no puede medirse en otro mes?

80. Las variaciones de energía en los sistemas materiales Las transformaciones que suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas. Veamos qué significa esto con un ejemplo 4

81. ¿Sabrías explicar cómo funciona este “encendedor mecánico de cerillas”? Bola a cierta altura Plano inclinado Cerilla Rueda o molinillo Aspas Lija Piensa y deduce

82. ¿Podría encenderse la cerilla sin el movimiento de la rueda? Piensa y deduce

83. ¿Podría moverse la rueda si la bola permaneciera inmóvil? Piensa y deduce

84. ¿Podría empezar a moverse la bola si no estuviera a cierta altura del suelo? Piensa y deduce

85. ¿Qué es, en definitiva, lo que provoca que la cerilla pueda encenderse? Piensa y deduce

86. La causa última de que la cerilla encienda es que la bola estaba a cierta altura del suelo Las transformaciones que suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas.

87. La cerilla ha encendido porque su cabeza roza con la lija porque las aspas se mueven porque la bola se mueve porque la bola está en alto

88. Energía cinética: la bola se mueve Energía cinética: las aspas se mueven Energía potencial: bola a cierta altura Energía térmica por el rozamiento Energía química E. térmica 1 2 3 4 5 6 Unas formas de energía se van transformando en otras

91. Energía por combustibles fósiles Turbina Central térmica Combustión Vapor Caldera Agua líquida Combustible Contaminación atmosférica Oxígeno Generador CO 2

92. Energía hidráulica Turbina Generador Salida Central hidroeléctrica Presa Embalse o pantano: el agua acumulada a cierta altura tiene Energía Potencial Entrada del agua

93. La energía hidráulica se la obtenida del agua en movimiento. También proviene del sol ya que, gracias a él, se produce el ciclo del agua. La fuerza del agua se transforma en energía mecánica al mover las aspas de una turbina en una central hidroeléctrica, donde se transforma en energía eléctrica. Las presas hidráulicas se destinan a la producción de energía eléctrica.

94. Marea alta Marea baja Energía maremotriz Generador Turbina Central maremotriz

95. Aerogenerador Aspa

96. 18

97. Energías alternativas en Andalucía Central solar en Tabernas (Almería) 6

98. Aerogeneradores de Tarifa (Cádiz)

99. Las fuentes de energía en Andalucía Petróleo 55,9% Urbano 13% Industria 8% Otros 5% Petróleo 55,9% Carbón 20,6% Gas natural 12,7% 5,7% 5,1%

100. Energías renovables en Andalucía Biomasa 90% 90%