Solo una fase

Lección 7 Sólo una fase
LECCIÓN
Solo una fase
Actividad Indagatoria 1
Horas pedagógicas 2 a 4
INTRODUCCIÓN
CONCEPTOS
La materia existe en tres estados:
sólido, líquido y gaseoso.
Los cambios de estado requieren la
ganancia o pérdida de energía.
Las sustancias tienen puntos de
ebullición y puntos de fusión
diferentes.
OBJETIVOS DEL ESTUDIANTE
Conversar sobre el concepto de
cambio de estado.
Observar los cambios que se
producen en el hielo cuando se
calienta.
Medir la temperatura del agua hielo mientras se está calentando.
Graficar
los
datos
mediante la medición.
obtenidos
Interpretar el gráfico y otras
observaciones con respecto al
cambio de estado.
En la lección previa los alumnos/as observaron el
efecto del calor sobre diferentes sustancias. En
algunas de estas sustancias se produjo un cambio
de fase mientras fueron calentadas. En esta
lección los alumnos/as estudiarán el cambio de
fase con más detalle, observarán el agua con
hielo y medirán su temperatura mientras se
calienta. Los alumnos/as construyen un gráfico
con los datos del experimento. La curva obtenida
la usarán para identificar el punto de ebullición y
de fusión del agua y, en base a ésta, realizarán
una discusión sobre calor, temperatura y cambios
de estado.
CONTEXTO
En esta clase los términos "fase" y "estado" de la
materia se utilizarán con el mismo sentido. Los
tres principales estados de la materia son los
siguientes:

Un sólido tiene un volumen definido, y a
menos que se le aplique una fuerza, una
forma definida. Las partículas que forman un
sólido están empaquetadas apretadamente, y
vibran una en relación a la otra.

Un líquido tiene un volumen definido, pero no
una forma definida. Si se coloca en un
recipiente, mantiene la forma del recipiente (a
menos que esté bajo una condición de
microgravedad) las partículas de un líquido
tienen mayor energía cinética que las de un
sólido, y pueden cambiar de posición entre
ellas.

Un gas no tiene forma ni volumen definido.
Sus partículas tienen suficiente energía
cinética para moverse dentro del contenedor.

Una cuarta fase de la materia se da a altas
temperaturas (como las que hay en las
estrellas) y consiste en átomos ionizados
(núcleos separados de sus electrones).
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77
Lección 7 Sólo una fase
Como ocurre en la mayoría de los
sistemas
clasificatorios,
algunas
sustancias no caen claramente bajo
ninguna de estas categorías; por ejemplo,
algunos científicos consideran a los
coloides como otra fase de la materia.
Este taller tratará solamente los sólidos,
líquidos y gases.
Los cambios de estado ocurren cuando
las moléculas pierden la energía cinética y
se aproximan (por ejemplo, de gases a
líquidos y a sólidos) o cuando ganan
energía cinética y se separan (por
ejemplo, de sólidos a líquidos y a gases).
Los cambios de estado de la materia
dependen de la temperatura y de la
presión. Para que ocurra un cambio de
estado se puede necesitar un cambio en
ambos. Por ejemplo, el oxígeno debe
estar a una temperatura menor a –118o C
para que pase a ser un líquido. Sobre esta
temperatura, ningún cambio de presión
logra que el oxígeno experimente un
cambio de estado. El efecto de la presión
y la temperatura en el cambio de estado
de una sustancia se pueden demostrar
gráficamente en un diagrama de estado.
Para mayor información sobre los cambios
de estado, consulte libros de física
avanzada. Probablemente, a la mayoría
de sus alumnos/as se les ha dicho que el
agua se congela a 0° C y que hierve a
100° C. Puede ser que no estén enterados
de que estas temperaturas están sujetas a
la condición de presión de 1 atmósfera
(101.3 kilopascales). Cualquier medición
de un punto de ebullición depende de la
presión del aire en el día del experimento.
Si su escuela está ubicada en altura, se
espera que los puntos de ebullición estén
consistentemente bajo los 100o C. El
efecto de la presión atmosférica sobre el
punto de fusión y de ebullición es muy
pequeño, por lo tanto no se considerará
para los efectos de esta lección.
Algunos estudiantes pueden relacionar la
temperatura con los cambios de estado,
pero puede que no entiendan que es la
temperatura de la sustancia, y no la del
78
ambiente la que determinará si ocurre el
cambio de fase. Por ejemplo, puede ser
que los alumnos no sean capaces de
entender por qué la nieve o el hielo no se
transforma instantáneamente en agua
cuando la temperatura ambiente es sobre
0o C, o por qué un cubo de hielo no se
funde instantáneamente cuando lo
colocamos en una bebida tibia o caliente.
Para los alumnos estas situaciones
pueden ser confusas, porque no
entienden la diferencia entre calor y
temperatura.
Puede ser que no sepan que para que un
objeto aumente su temperatura, debe
absorber energía. La cantidad de energía
que debe absorber para aumentar su
temperatura en un número específico de
grados, depende de la cantidad de
materia del objeto y el tipo de material del
cual el objeto está hecho (calor
específico). Para que un objeto cambie de
estado se le debe proporcionar energía
adicional, lo que se conoce como calor
latente: el calor latente de fusión es la
energía absorbida cuando un sólido se
torna a líquido, y el calor latente de
vaporización es la energía absorbida
cuando el líquido se transforma en gas.
Los cambios de fase en la dirección
inversa implican la pérdida de energía
hacia el ambiente. Se sugiere que el
término de calor latente no se use en esta
clase. Es adecuado hablar de que el agua
absorbió energía, lo que resultó en un
aumento de temperatura, y lo que puede
resultar, además, en un cambio de estado.
Probablemente, sus alumnos/as conocen
el vocabulario relacionado con los
cambios de estado. En el segundo
ejercicio de la tarea los alumnos deben
definir los términos que han utilizado
durante la sesión. La discusión de
aquellas definiciones puede ser utilizada
para que el curso acepte una definición
para cada término. Se entregan las
siguientes definiciones para que las
discuta y comente con los alumnos/as.

Fusionando: pasando de sólido a
líquido.
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Lección 7 Sólo una fase




Congelando: pasando de líquido a
sólido.
Hirviendo: pasando de líquido a
gaseoso en el punto de ebullición
(también conocido como vaporización).
Evaporando: cambiando de líquido a
gas en la superficie del líquido (a
diferentes temperaturas).
Condensando: Pasando de gas a
líquido.


Errores conceptuales
Existen varios errores de interpretación
relacionados con los cambios de estado,
incluidos los siguientes:

Los estudiantes pueden pensar
erróneamente que ocurre una pérdida
de masa durante un cambio de estado
(la evaporación y la ebullición pueden
ser
particularmente
difíciles
de
explicar, ya que pareciera que el vapor
se escapa por ser algo más "liviano".

Los alumnos/as pueden pensar
incorrectamente que la disolución o la
fusión de una sustancia son lo mismo
(son procesos muy distintos, revise en
el contexto de la Lección 6.1 para más
información).

Los estudiantes pueden pensar
incorrectamente que los cambios de
estado no tienen relación con la
temperatura (en el diario vivir, un
cambio de estado puede estar
relacionado con un cambio de
temperatura).

Los estudiantes pueden asumir
incorrectamente que al aumentar la
temperatura a la que está expuesta
una sustancia, aumentará su punto de
ebullición o de fusión (aumentar el
calor que se está aplicando no tendrá
efecto sobre el punto de ebullición de
la sustancia; sí hará que una materia
en estado sólido cambie de estado
más rápidamente).

Los
alumnos/as
pueden
creer
incorrectamente que el agua siempre
hierve a 100o C (este punto de
ebullición es específico para una

presión atmosférica de 1 atmósfera, y
se aplica solamente al agua).
Los
alumnos/as
pueden
creer
erróneamente que las sustancias que
hiervan o que se derriten siempre
están calientes (la fusión o ebullición
de una sustancia depende de sus
puntos de fusión o ebullición, (muchas
sustancias se funden o hierven a
menos de 0o C).
Los estudiantes pueden pensar
incorrectamente que el cambio de
estado es el resultado de una reacción
química (muchos creen que cuando el
agua hierve se convierte en hidrógeno
y oxígeno durante la condensación).
Los estudiantes pueden pensar
incorrectamente que los puntos de
congelación son menores que los de
fusión (el punto de fusión y el de
congelación son el mismo).
MATERIALES para Lección 7
Para el profesor
1 encendedor o fósforos
Para cada estudiante
1 copia de la Hoja del Estudiante 7.1:
Calentando agua helada
Para cada grupo de 4 estudiantes
1 mechero
1 parrilla con rejilla para el mechero
1 termómetro
1 vaso de precipitado de 250 mL
3 ó 4 cubos de hielo (o hielo molido)
Acceso a un reloj con segundero
PREPARACIÓN
1. Haga
una copia de la Hoja del
Estudiante 7.1: Calentando agua
helada
2. Haga
hielo. Asegúrese de tener
suficiente hielo adicional por si es
necesario repetir el experimento, por
no medir bien el tiempo.
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Lección 7 Sólo una fase
NOTA
Debe haber un reloj con segundero
visible en la sala; si no lo hay, por lo
menos un alumno/a de cada grupo
debe tener uno de pulsera con
segundero.
3. Arme las estaciones de trabajo con los
mecheros. Revise
que
tengan
suficiente combustible para funcionar
adecuadamente. Coloque la bandeja
con los demás materiales junto a cada
mechero.
4. Escriba
las preguntas de la segunda
tarea en un papelógrafo o en el
pizarrón (usted usará la transparencia
cuando la clase realice la tarea).
expresiones. Es probable que den sus
propias respuestas en el contexto del
agua. Trate de averiguar si conocen el
punto de fusión del hielo o el punto de
ebullición del agua (¿alguna vez los
han medido?). Generalmente, dicen
que el agua hierve a 100° C y que se
congela a 0o C.
Actividad Indagatoria 7.1
Calentando agua helada
PROCEDIMIENTO
1. Ya que esta puede ser
la primera vez
que sus alumnos/as utilizan una
parrilla para calentar un líquido en el
mechero, usted debe demostrarles
cómo armar el conjunto para calentar
el líquido (ver figura 7.1)
PARA COMENZAR
1. Ordene a los alumnos/as en grupos de
4 y entrégueles la Hoja del Estudiante
7.1. Deben comenzar a pensar sobre
calor, temperatura y cambios de
estado, pidiéndoles que discutan en
sus grupos las preguntas de la sección
"Para Comenzar" de la Guía del
Estudiante. Deles 5 minutos para
discutir.
2. Use
las siguientes preguntas para
comenzar una lluvia de ideas, de la
cual reunirá las ideas de los alumnos
sobre qué pasa cuando el hielo se
funde y el agua se sigue calentando.
Los estudiantes usarán los términos
temperatura y calor; asegúrese de que
sepan la diferencia entre ambos
términos. Anote cualquier pregunta
que tengan en la transparencia o
pizarrón. Luego las contestará durante
las reflexiones, al final del taller.
3. Si
los términos puntos de fusión o
puntos de ebullición no aparecen en la
lluvia de ideas, pregúnteles qué
piensan
que
significan
estas
80
NOTA
Si está enseñando a varios cursos, deje
los elementos junto a cada mechero para
el próximo curso.
2. Recalque lo siguiente:
A. Los alumnos/as deben
colocar el
termómetro
en
el
agua
inmediatamente, para que tengan
tiempo de ajustar su medición.
Recuérdeles que deben mantener el
bulbo del termómetro en el agua
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Lección 7 Sólo una fase
durante la lectura y el proceso de
calentamiento.
B. Los
alumnos/as deben tomar la
temperatura de la mezcla de agua con
hielo antes de comenzar a calentarla
en el mechero. Esta será la
temperatura del tiempo 0 de la Tabla 1
de la Hoja del Estudiante.
H. Una vez completado el calentamiento,
los alumnos deben apagar los
mecheros y dejar que se enfríen.
Luego de 10 minutos pueden vaciar
los vasos de precipitado.
C. En
cuanto hayan medido esta
temperatura, deben comenzar a
calentar el agua con hielo en el
mechero como se muestra en la figura
7.2.
D. Si
se está usando un mechero de
Bunsen, se debe ajustar la llama para
que mida unos 5 cm de alto, dejando
la toma de aire a medio cerrar. No se
debe ajustar la llama mientras el agua
se está calentando (esto podría alterar
el gráfico). Tampoco se debe usar una
llama más caliente, porque el hielo se
derretirá más rápidamente y cambiará
los datos al graficar.
E. Los
alumnos/as deben tomar la
temperatura en intervalos de 30
segundos. Deben tener relojes y saber
cómo usarlos (si usan un cronómetro,
sugiérales que lo dejen correr en forma
continua, para evitar volver a iniciarlo
cada 30 segundos).
F. Explíqueles cómo completar la Tabla 1
de la Hoja del Estudiante. Deben hacer
una nota en la columna 1 con cada
observación que les parece relevante
(por ejemplo, que el hielo se derritió
completamente, que el agua comenzó
a burbujear o hervir, o la aparición de
vapor o su condensación).
G. Deben
calentar el agua por tres
minutos más después de que haya
hervido.
Figura 7.2 Montaje de los elementos para la
actividad 7.1.
3. Asigne una estación de trabajo a cada
grupo y pídales que se dirijan a ella.
4. Designe
un alumno/a de cada grupo
como lector del termómetro, otro como
el tomador de tiempo y dos
observadores y anotadores.
5. Los
estudiantes deben leer el
procedimiento (pasos 3A a 3L) y las
medidas de seguridad de la Guía del
Estudiante antes de comenzar el
calentamiento.
6. Asegúrese
de que el grupo siga el
procedimiento. Deles 15 minutos para
esta parte de la actividad.
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Lección 7 Sólo una fase
Medidas de Seguridad
Los alumnos/as deben usar lentes de
seguridad. El pelo largo debe estar
amarrado hacia atrás.
Recuérdeles las medidas para utilizar
mecheros de la Lección 6.
Temperatura °C
Punto de
Ebullición
Agua comienza a
hervir
7. Luego de calentar
Aparecen pequeñas
burbujas
el agua con hielo y
anotar sus resultados, recuérdeles que
todos los miembros de su grupo deben
tener el registro completo de sus
resultados.
Hielo completamente
fusionado
Punto de
Fusión
NOTA
Si realiza esta clase durante 2 horas
pedagógicas, los alumnos/as deben
limpiar y ordenar antes de comenzar la
segunda hora. Para ahorrar tiempo de la
segunda clase, puede dar al paso 7 de la
Guía del Estudiante como tarea.
8. Los
alumnos/as deben Graficar sus
resultados en la Hoja del Estudiante
7.1.
NOTA
Si sus alumnos no tienen experiencia en
hacer gráficos, debe repasar los
componentes de un gráfico con ellos. Si
tienen acceso a programas y a
calculadoras, úselos para hacer los
gráficos.
Tiempo (min)
Figura 7.3 Ejemplo de un gráfico con sus
anotaciones de la actividad 7.1.
NOTA
Recalque que se otorgará puntaje por
cada gráfico bien señalizado y titulado, y
por una acertada ubicación y unión de los
puntos. Los estudiantes deben ubicar el
tiempo en la horizontal, o eje X, y la
temperatura en la vertical o eje Y.
Aproveche este rato para ayudarlos a
hacer sus gráficos.
9. Los
alumnos deben hacer las
anotaciones respectivas en sus
gráficos (por ejemplo, "todo el hielo se
derritió" o el agua comenzó a hervir),
con las flechas indicando el momento
en el gráfico. (vea la figura 7.3).
REFLEXIONES
1. Los
grupos deben comentar las
respuestas de las preguntas del paso
1 y completar el paso 2 de
"Reflexionando sobre lo que hemos
hecho". Mientras discuten, pídale a un
alumno/a que tenga un gráfico
representativo de los hechos por sus
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Lección 7 Sólo una fase
pares, que lo calque a una
transparencia o lo copie en el pizarrón.
2. Use
la transparencia y las respuestas
de los alumnos a las preguntas de
"reflexiones" como base para una
discusión a nivel de curso. Seleccione
a diferentes niños o niñas para que le
expliquen al curso lo que indica el
gráfico y qué ocurre en diferentes
partes de la curva. Discuta con ellos
las diferencias de las curvas entre
grupos (algunas causas comunes de
estas diferencias son las distintas
cantidades de hielo, el tamaño de la
llama de los mecheros, la precisión del
termómetro y el error al tomar el
tiempo).
3. A
través de discusiones y preguntas,
anímelos a adoptar el concepto de que
el hielo debe absorber energía para
calentarse y que debe absorber aún
más energía para tener un cambio de
estado.
Paso 1
Sólido
Líquido
Gas
cualquier otra pregunta que quedó
pendiente durante esa sesión.
5. Pregúnteles
el significado de los
términos "punto de fusión" y "punto de
ebullición". Permita que el curso llegue
a una definición para cada término.
Luego, los alumnos deben anotar
estas definiciones en sus cuadernos
de ciencia. Los siguientes son
ejemplos de buenas definiciones:

Punto de fusión: Es la temperatura
en la cual el sólido se transforma a
líquido.

Punto de ebullición: Es la
temperatura en la cual el líquido se
transforma a gas.
6. Haga
un diagrama para mostrar los
cambios de estado (vea la figura 7.4).
Obtenga información de los alumnos
para completarlo por etapas (dibuje el
paso 1), pregúnteles cuáles son los
estados del agua, y a medida de sus
respuestas, complételo como se
muestra en el paso 2. Siga haciendo
más preguntas y complete el diagrama
como se muestra en el paso 4. Si un
estudiante usa una palabra nueva,
pídale que la explique o defina.
7. Los alumnos/as deben hacer el paso 3
Paso 2
Paso 3
hielo
agua
vapor
Sólido
Líquido
Gas
hielo
agua
Sólido
Líquido
Fusión
Paso 4
vapor
hielo
Congelamiento
vapor
Condensación
Figura 7.4 Los cambios de estado del
agua.
4. Compare
8. Dé
término a la clase repasando las
preguntas que quedaron pendientes
de la lluvia de ideas.
Gas
Evaporación
agua
de la Hoja del Estudiante. Ponga
énfasis en la explicación más que en la
descripción.
las ideas de los alumnos/as
con las ideas de la sesión de lluvia de
ideas del inicio de la clase. Este
momento es apropiado para discutir
TAREA
1. Si
usted
ocupará
dos
horas
pedagógicas para este taller, pídales
que hagan el gráfico de la Guía del
Estudiante como ocupación para
primera hora.
2. Este
ejercicio sólo se debe asignar
una vez que se haya terminado esta
sesión. Coloque la transparencia que
se construyó durante los preparativos.
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Lección 7 Sólo una fase
Los alumnos/as deben escribir 2A y 2B
en sus cuadernos y realizar la tarea.
A.Escriba
las definiciones de las
siguientes palabras: Derritiéndose o
fundiéndose,
congelándose,
hirviendo,
condensando,
y
evaporando.
B.¿Son sólidas las siguientes sustancias
a
temperatura
ambiente
(aproximadamente 20° C)? (No dé los
nombres de las sustancias hasta que
hayan contestado la pregunta).




Punto de fusión 0o C, punto
ebullición 100o C (agua).
Punto de fusión -38,9o C, punto
ebullición 356,6 o C (mercurio).
Punto de fusión -182,5o C punto
ebullición 161.5 o C (metano).
Punto de fusión -93,6o C, punto
ebullición 3,6o C (bromometano).
de
de
de
de
Ciencia
3. Si
el programa de su colegio requiere
que se explique en este nivel la teoría
corpuscular de la materia, debe dar un
modelo cinético simple para explicarlo.
Entréguele a cada grupo un frasco
cerrado con 30 mostacillas. Para dar
un ejemplo del estado sólido, agite
suavemente el frasco; para dar un
ejemplo de estado líquido, mueva
ligeramente el frasco de manera de
que las mostacillas cambien de
posición, pero permanezcan en el
fondo del frasco. Para dar un ejemplo
del
estado
gaseoso,
agite
vigorosamente el frasco. Discuta con
los alumnos/as la relación entre el
aumento de energía y los cambios de
estado. Vea que los alumnos
practiquen los cambios de estado con
los frascos.
EXTENSIONES
Ciencia
1. Los
alumnos/as deben diseñar y
realizar un experimento para comparar
los diferentes tipos de cera (por
ejemplo, cera de abejas y cera de
parafina).
Ciencia
2. Los
estudiantes deben usar una
jeringa grande (sin aguja) para
estudiar el efecto de los cambios de
presión en los puntos de ebullición.
Deben llenar 1/4 de la jeringa con
agua caliente (70o C) y luego deben
tirar del émbolo, pero no sacarlo.
Deben observar que el agua hierve.
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Lección 7 Sólo una fase
EVALUACIÓN
1. La tabla 7.1 es una escala de puntaje
para evaluar la Hoja del Estudiante
7.1.
2. Se puede evaluar la comprensión de
los términos utilizados en clase
escuchando sus explicaciones sobre la
forma de la curva y las definiciones
anotadas en la tarea del ejercicio A.
Tabla 7.1 Sistema de Puntaje
Componente
Subcomponente
Criterio
Título del gráfico
Título presente
El título describe correctamente al gráfico
Puntos
1
1
Gráfico
Ambas coordenadas están dibujadas
Ejes o Coordenadas Se ha numerado cada coordenada en una
escala apropiada
Ambas coordenadas están nombradas
Puntos
Tiene un formato correcto de gráfico
(gráfico lineal)
Todos los puntos están correctamente
ubicados
Los puntos están unidos por una línea
La línea forma parte de una curva
1
1
1
1
1
1
1
1
Anotaciones
Punto de fusión
y punto de
ebullición
Está correctamente indicado el punto de
fusión
Está correctamente indicado el punto de
ebullición
Observaciones adicionales
Entrega una correcta temperatura (desde
el gráfico de los alumnos)
1
Hasta 2
2 (1 cada
uno)
Total 15
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Lección 7 Sólo una fase
Actividades Complementarias
Aprendizajes Esperados
 Interpretan situaciones cotidianas y
experimentales
en
términos
de
transformaciones y transferencias de
energía.
 Identifican las transferencias de
energía que tienen lugar cuando se
ponen en contacto cuerpos a
diferentes temperaturas.
Actividad Complementaria 7.1:
Transferencias de Energía
Introducción:
En lecciones anteriores los alumnos/as han
estado indagando y discutiendo acerca de
cómo afecta el calor a diferentes
sustancias.
Deles 10 minutos para reflexionar sobre las
siguientes preguntas y anotar sus
respuestas en sus cuadernos:


Seguramente has tomado sopa o té
caliente con una cuchara. Si sacas la
cuchara del alimento y la tocas
inmediatamente,
¿cómo
está
la
cuchara? Y si esperas un rato, ¿cómo
estará la cuchara?
Normalmente, las cucharas que
usamos son de metal ¿qué ocurre si la
cuchara con la que tomamos el té o la
sopa caliente es plástica? Compara tu
respuesta con la anterior acerca de la
cuchara metálica.
Es importante que en el transcurso de esta
actividad los estudiantes puedan darse
cuenta de los procesos de transferencia de
energía que ocurren entre el agua
hirviendo y el objeto y luego, entre el objeto
y el agua a temperatura ambiente que se
encuentra en el vaso de poliestireno
expandido. Hágalos observar que la
transferencia se produce siempre desde la
sustancia que está a mayor temperatura,
86
hacia la que se encuentra a menor
temperatura.
Medidas de Seguridad
El pelo largo debe estar amarrado hacia
atrás.
Evite que usen ropas sueltas.
Los alumnos/as no deben caminar ni
correr por la sala cuando se estén
calentando sustancias.
Dígales que deben tener cuidado
cuando trabajen con recipientes de
vidrio, metales o agua calientes.
Los estudiantes no deben jugar ni
pasearse por las mesas en las que se
encuentran trabajando.
Materiales para la actividad:
Para cada alumno
1 copia de la Hoja del Estudiante: Actividad
Complementaria 7.1: Transferencias de
energía
Materiales para cada grupo de 4
estudiantes
1 mechero
1 rejilla
1 vaso de precipitado de 250 mL
1 pedazo de cordel de unos 30 cm
1 vaso de poliestireno expandido (de café
grande de unos 150 mL)
1 cilindro de cobre
1 cilindro de plástico ahuecado
1 bloque de aluminio
1 bloque de plástico transparente
1 termómetro
1 varilla de agitación
Acceso a agua
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Procedimiento
Actividad Complementaria 7.1:
Transferencias de energía
Procedimiento
1. Los alumnos/as deben agregar 100 mL
de agua en el vaso de pp y colocarla
sobre el mechero hasta que hierva.
Miden la temperatura del agua
hirviendo.
2. Deben colocar cada uno de los objetos
amarrándolo previamente con el cordel,
de manera que puedan sostenerlo
dentro del vaso con agua hirviendo y
sacarlo
fácilmente
después
de
calentarlo un par de minutos. Deben
cuidar que el cordel no quede colgando
para que no se vaya a inflamar.
3. Mientras se calienta el objeto en el
agua, deberán colocar 100 mL de
agua en el vaso de poliestireno y medir
su temperatura.
4. Deben colocar rápidamente el objeto
caliente en el vaso de poliestireno.
Revolver un poco el agua y medir la
temperatura que alcanza el conjunto
agua - objeto. Esta temperatura se
obtiene midiendo la temperatura del
agua del vaso de poliestireno
expandido después de uno o dos
minutos de haber colocado el objeto
caliente dentro del vaso.
5. Los estudiantes deberán repetir los
pasos del 1 al 4 para todos los objetos.
Actividad Complementaria 7.2
¿De qué depende la cantidad de energía
transferida?
Introducción:
En la actividad anterior los alumnos
observaron procesos de transferencia de
energía al poner en contacto diferentes
objetos con agua a temperatura ambiente y
en ebullición. En estos procesos notaron
que el incremento de temperatura del agua
que se hallaba en el vaso de poliestireno
era diferente en cada caso (para cada uno
de los objetos que se introducían en él).
En esta actividad podrán indagar la
relación cualitativa entre la naturaleza del
material y la absorción de energía.
Materiales para la actividad:
Para cada alumno
1 copia de la Hoja del Estudiante: Actividad
Complementaria 7.2: ¿De qué depende la
cantidad de energía transferida?
Materiales para cada grupo de 4
estudiantes
1 mechero
1 rejilla
2 vasos de precipitado de 250 mL
Aceite
1 termómetro
1 reloj con cronómetro
Acceso a agua
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Lección 7 Sólo una fase
Nombre: _______________________________
Curso: __________________
Fecha: ______
Hoja del Estudiante 7.1
Calentando agua helada
1. Completa la tabla 1.
Tabla 1. Resultados de los experimentos
Tiempo
(min y s)
Temperatura
del agua (°C)
Observaciones
Tiempo
(min y s)
Temperatura
del agua (°C)
Observaciones
0
30 s
1 min
1min,30 s
2 min
2min,30 s
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Lección 7 Sólo una fase
2. Grafica los datos de la tabla 1 en papel milimetrado.
3. Observa y analiza el gráfico. ¿Qué ocurre con la temperatura del agua-hielo a medida que
le aplicas calor? Escribe un párrafo con tus propias palabras que explique la forma de la
curva de su gráfico.
4. ¿Cuál es la temperatura máxima que alcanza el agua cuando está hirviendo? ¿Qué
sucede con el valor de esta temperatura aunque le sigas aplicando calor? ¿Cómo
explicarías lo que ocurre?
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Actividad Complementaria 7.1: Transferencias de Energía
1. ¿Qué ocurrirá con el agua de un vaso si le introduces un objeto caliente? Describe todos
los posibles cambios que crees que se producirán en el agua.
2. Completa la siguiente tabla.
Objeto
Temperatura inicial del agua
(ºC)
Temperatura final del agua
(ºC)
cilindro de cobre
cilindro de plástico ahuecado
bloque de aluminio
bloque
de
transparente
plástico
3. ¿Cómo podrías explicar lo sucedido considerando tanto lo que ocurre con el agua como
con el objeto?
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4. ¿Cuál es la temperatura de cada uno de los objetos cuando están en el agua hirviendo,
justo antes de colocarlos en el vaso de poliestireno?
5. Piensa ahora en el caso de que en vez de colocar un objeto caliente en una cantidad
determinada de agua, colocas un objeto frío en la misma, como un cubo de hielo. ¿Qué
ocurrirá con la temperatura del agua? ¿Qué ocurrirá con la temperatura del hielo?
6. ¿El cubo de hielo tendrá el mismo efecto si lo colocas en un vaso con bebida, con leche o
con aceite? Diseña un experimento para confirmar tus predicciones.
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Actividad Complementaria 7.2: ¿De qué depende la cantidad de energía
transferida?
1. ¿Qué ocurrirá con la temperatura de dos sustancias diferentes (como agua y aceite) al
calentarlas por 5 minutos? ¿Se calentarán igual o diferente? Escribe y explica tus
predicciones.
2. Diseña un procedimiento que te permita verificar tus predicciones.
3. Elabora una tabla para registrar tus datos.
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Lección 7 Sólo una fase
4. ¿Cuál fue el incremento de temperatura en el agua? ¿Cuál fue el aumento de temperatura
en el aceite?
5. ¿Las variaciones de temperatura en ambas sustancia fueron iguales o diferentes? ¿Cómo
explicas lo sucedido?
6. ¿De qué depende el aumento de temperatura en ambas sustancias? ¿Se aplicaría tu
conclusión a otras sustancias?
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