La energía, las fuerzas y los cambios

8
La energía, las fuerzas
y los cambios
Presentación de la unidad
En esta unidad estudiaremos la energía y los cambios que esta y
las fuerzas producen en la materia y, en definitiva, en el mundo que
nos rodea. Profundizaremos en el concepto de energía, dando
nombre a las distintas formas en las que se manifiesta y caracterizando los cambios físicos y químicos que produce en la materia. La
tarea se desarrolla en cuatro grandes epígrafes:
–– La energía y sus principales características; panorámica de las
distintas formas en que se presenta la energía.
–– Distintos cambios físicos y químicos que se producen en la materia; el calor y la temperatura.
–– Los cambios de estado: fusión, solidificación, vaporización y condensación.
–– Las fuerzas y sus efectos; movimientos y deformaciones.
La tarea final propone algunas actividades de laboratorio que permiten observar dilataciones y contracciones en sólidos, líquidos y
gases.
asienten la idea de que la cantidad de energía total se mantiene
constante, y de que lo que observamos son continuos intercambios y transformaciones de energía, a las que damos un nombre
concreto cuando podemos apreciarlas (nuclear, cinética, eléctrica,
térmica…). El alumnado identificará qué cambios se producen y la
energía asociada a esos cambios, a la hora de explicar las causas.
Algunos aspectos tratados en el texto podrían ser objeto de experimentación, como los relativos a las dilataciones y a las contracciones,
a los cambios de estado y a la medida de la temperatura y de la energía química contenida en ciertos materiales. No obstante, se ha limitado deliberadamente lo empírico, que debería ser sustituido por la
observación y la reflexión, para realizar «el experimento mental».
Observará que en muchas actividades se parte de una observación
de imágenes. Podría pedirse a las niñas y a los niños que aporten
otras muchas (de periódicos o revistas) en las que observen las manifestaciones de energía que aparecen «ocultas», y vale casi cualquiera: desde el acecho de un león a su presa, a un paisaje soleado,
pasando por una tormenta, un grupo de personas en movimiento…
Aprendizaje cooperativo
Recursos y materiales
Para el tratamiento de la unidad, además del libro del alumno y de
la propuesta didáctica, le serán de gran utilidad:
•Los materiales digitales asociados a la unidad.
•Algunos materiales sencillos, un calentador y ciertas cantidades
de hielo. Si dispone de imanes y limaduras de hierro, puede realizar algunas actividades sobre magnetismo.
Sugerencias generales
Ideas previas y dificultades de aprendizaje
Para este último tramo del curso, recomendamos formar equipos o
grupos base de cuatro o cinco miembros (grupos heterogéneos),
constituidos por un miembro capaz de ayudar, dos o tres miembros con habilidades medias y un miembro que necesite ayuda.
El concepto de energía está muy presente en la sociedad actual,
en la que se habla del coste de la energía, de la crisis energética,
de la búsqueda de nuevas fuentes de energía… Sin embargo, en
ocasiones hay confusiones entre «las formas» de la energía y «las
fuentes» de las que obtenemos energía.
Tareas relacionadas
Los contenidos de la unidad son complejos para estas edades. Los
chicos y las chicas deben diferenciar entre diversas formas de energía, entre cambios físicos y químicos, entre distintos tipos de cambios de estado, entre diferentes efectos de fuerzas… Convendrá
que, además de los ejemplos citados en el texto, se pongan otros
y que, en definitiva, el alumnado se acostumbre a identificar cambios y buscar las causas de esos cambios.
Tareas en el apartado «Taller de ciencias»:
Procedimiento de trabajo
Aunque el principio de conservación de la energía resulte difícil de
explicar a estudiantes de estas edades, debemos procurar que
98
En esta unidad proponemos estructuras como lectura compartida,
lápices al centro, mapa conceptual a cuatro bandas y rompecabezas; todas ellas descritas al comienzo de esta propuesta didáctica.
En las próximas páginas sugeriremos actividades y tareas que se
prestan a ser trabajadas mediante técnicas de aprendizaje cooperativo; no obstante, es probable que usted encuentre otras más
idóneas. En este sentido, aconsejamos que revise previamente las
propuestas.
Le proponemos las siguientes tareas relacionadas con la unidad:
Tareas incluidas en el libro del alumno:
•«Observamos dilataciones».
•«¿Cómo puedo medir las fuerzas?».
Otras tareas propuestas.
•Estudiar los cambios de energía que se producen en el uso de
una serie de aparatos eléctricos; o las diferentes fuentes de luz
que los humanos hemos utilizado a lo largo de la historia; o los
distintos usos de los molinos de viento...
•Estudiar la relación que hay entre la cantidad de agua que se
pone en un cazo y el tiempo que tarda en llegar al punto de ebullición; o las variaciones de temperatura que se producen al cabo
Educación en valores
del día en un lugar del aula; o los tiempos que tarda en fundirse
un cubito de hielo sumergido en agua a 20 °C, 30 °C, 40 °C…
En esta unidad se desarrollan, principalmente, los valores siguientes:
Efemérides
•22 de mayo: Día Internacional de la Diversidad Biológica (ONU).
•5 de junio: Día Mundial del Medio Ambiente (ONU). Aprovechar
la ocasión para relacionar la protección de la naturaleza con un
uso de la energía sostenible.
Anticipación de tareas
Evalúe la conveniencia de recopilar materiales para realizar las experiencias asociadas a la unidad (un hornillo, materiales que se
puedan fundir fácilmente, un termómetro de laboratorio para medir temperaturas y tiempos...).
Además, puede ir buscando carteles o folletos publicados con relación al ahorro energético.
•Perseverancia en las tareas de experimentación, para incorporar
conocimientos cada vez más complejos y aplicar los aprendizajes.
•Responsabilidad al aprovechar el tiempo, manipular materiales y
participar activamente en tareas individuales y de grupo.
•Respeto por los materiales e instrumentos de laboratorio y por
las aportaciones de los demás en la realización de trabajos en
grupo.
•Paciencia cuando deba observar y participar por turnos.
•Compañerismo al realizar trabajos en grupo.
•Creatividad al idear experimentos y llevarlos a cabo.
ESQUEMA DE LA UNIDAD
LA MATERIA
experimenta cambios
que pueden ser
Químicos
Físicos
en los que
siempre hay un
intercambio de
como
Las dilataciones
Cambios de
estado
Energía
debidos al
efecto del
Calor
Variaciones de
temperatura
que se
presenta de
varias formas
como
Cinética
Los cambios en
el movimiento
Térmica
debidos al
efecto de las
Deformaciones
Eléctrica
Fuerzas
Química
Luminosa
Nuclear
99
8
La energía,
las fuerzas
y los cambios
Después de leer
Trabajo con la imagen
1 En la imagen se observan personajes que funden hierro y, a
continuación, lo modelan. Explica cómo lo fuden y hacen para
modelarlo.
2 Los personajes del dibujo están construyendo un barco; para
ello, han tenido que planificar los trabajos que van a efectuar.
¿Planificas con antelación las tareas que tienes que realizar?
¿Crees que es útil planificar? Explica por qué.
Pienso y opino
3 En la lectura, las decisiones las toma el Consejo de Ancianos.
¿Quiénes crees que lo forman? ¿Por qué crees que son los
mayores los que toman las decisiones? ¿Por qué es importante respetar a los ancianos?
El barco vikingo
Hace mil años, en una pequeña aldea vikinga envuelta en brumas, situada en una isla del mar del Norte…
Hark, el carpintero del poblado, ha recibido el encargo del Consejo de Ancianos de fabricar dos resistentes barcos. En ellos navegarán treinta jóvenes del pueblo hasta encontrar nuevas tierras
y fundar allí una nueva aldea. Dos días más tarde, el carpintero
presenta al Consejo una lista de materiales:
Trabajo con el texto
• Busca en un diccionario las
palabras destacadas en el
texto y lee su significado.
• Explica de qué material están hechos los clavos. ¿Por
qué crees que tienen esa
forma? ¿Qué instrumentos y
qué tipos de fuerzas se usan
para clavarlos?
• Muchas campanas, instrumentos musicales, medallas
y esculturas están hechos de
bronce. Investiga y explica
qué es el bronce.
—Necesito trescientos troncos de madera de abedul para el casco
y la cubierta, doscientos cincuenta lingotes de hierro para fundirlos y fabricar clavos, ciento veinte remaches de bronce para unir los
cabos, diecinueve rollos de lona de la mejor calidad para las velas,
dos mil pies de cuerda gruesa para el cordaje, sesenta pieles de
buey para el techo, ocho barriles de brea para impermeabilizar el
casco, treinta y dos cuernos de vaca para decorar las naves, y seiscientos pollos.
El jefe del Consejo se rasca la cabeza y pregunta:
—¿Y para qué son los pollos?
—¡Para qué van a ser! ¡Para comer mis cuatro operarios y yo,
durante los seis meses que dure la construcción de los barcos!
El Consejo de Ancianos se reúne a deliberar. Aquello va a salir
muy caro…
118
Sugerencias metodológicas
La construcción de ese barco vikingo permite hablar de distintas formas
de energía: la térmica y luminosa del sol y del fuego, la cinética del
viento que impulsa las velas, la mecánica de los remeros y el herrero…
Podemos hablar de las transformaciones tecnológicas que producen
avances culturales y sociales: las herramientas que permiten trabajar
la madera; el desarrollo de la metalurgia; el conocimiento de las propiedades aislantes o resistentes de ciertos materiales… y los cambios
sociales originados por estos descubrimientos, tales como el crecimiento demográfico, la necesidad de explorar nuevas tierras...
Puede invitarse a chicos y a chicas a que observen la ilustración y traten de saber a partir de qué materiales han sido fabricados herramientas, ropas, utensilios, armas, casas...; y qué tipos de cambios han
permitido transformar los productos naturales en elaborados. En todos los casos, se pueden caracterizar una energía y unas fuerzas.
Trabajo con el texto
Los cambios sociales y tecnológicos implican la creación de un vocabulario específico. Se podría hacer notar que las sociedades prehistóricas no tenían términos para designarlos porque carecían de ellos.
Impermeabilizar (verbo): Transformar en impermeable, impenetrable
para el agua y otros líquidos.
Los clavos normalmente se han fabricado de hierro (hoy, de acero).
Constan de una punta que se introduce y de una cabeza plana que es
golpeada por distintas herramientas, como martillos y mazas. Suelen
clavarse utilizando la fuerza humana, aunque hoy hay máquinas especialmente fabricadas para ello.
El bronce es una aleación de cobre y estaño, dos metales relativamente blandos que, al alearse, dan lugar a un producto muy duro y tenaz,
difícil de oxidar y que resulta muy sonoro.
Después de leer
1 Los metales se funden a altas temperaturas, en hornos especiales; se
moldean y se acaba de dar forma mediante fuerzas, utilizando martillos y mazos.
2 Respuesta abierta. Puede hablarse de agendas, blocs, cuadernos, etc.
3 Las personas mayores del lugar, que suelen ser los que tienen más
experiencias y pueden aconsejar a los más jóvenes.
Vikingo (sust., masc.): Pueblo de navegantes escandinavos (lo que hoy
sería Dinamarca, Suecia, Noruega…) que viajaron por el Atlántico y
llegaron a Europa.
Actividades de ampliación
Lingote (sust., masc.): Trozo o barra de metal: hierro, plata, oro, cobre...
1 Observa la ilustración. ¿Qué tipos de energía puedes reconocer en ella?
Fundir (verbo): Convertir en líquido un objeto sólido.
Remache (sust., masc.): Clavo o clavija de metal, con una cabeza en
un extremo y que, tras pasar por las piezas que debe asegurar, se remacha o tuerce en el extremo opuesto.
100
Brea (sust., fem.): Sustancia viscosa que se obtiene de quemar a fuego
lento árboles resinosos, y que se mezclaba con grasas de pescados y
sebos de animales para impermeabilizar los barcos.
Solución: La térmica del sol, del horno y de la fogata; la cinética que
impulsa al barco en el mar; la mecánica del martillo en movimiento; la
química almacenada en el carbón y la madera…
2 ¿Qué aparatos y dispositivos se han creado a lo largo de la historia
Cabo (sust., masc.): Extremo de una cuerda.
para aprovechar la energía mecánica? ¿Para qué se han utilizado?
Cordaje (sust., masc.): Conjunto de cuerdas, en especial de una embarcación.
Solución: Pueden mencionarse velas de barco, molinos, centrales hidroeléctricas… pero también martillos, mazos y herramientas similares.
Las formas de la energía
ACTIVIDADES
Qué es la energía
Si miras a tu alrededor, observarás que las plantas crecen, los
animales se trasladan de un lugar a otro, las personas encienden
luces en sus casas... Para que se produzcan estos cambios y movimientos, se necesita energía.
Además, sabes que la materia cambia de estado, que se fabrican materiales artificiales a partir de materiales naturales, que la
temperatura varía... Para ello, también se necesita energía.
1 ¿Qué es capaz de provocar la energía?
2 Escribe en tu cuaderno
las características de la
energía.
Características de la energía
• La energía se presenta de muchas formas o tipos, que se
pueden transformar entre sí. Por ejemplo, en una bombilla, la
energía eléctrica se transforma en energía luminosa.
• La energía se puede producir, conducir y almacenar en dispositivos que construimos las personas, por ejemplo, en las
pilas.
Trabajo con la imagen
A
B
Unidad
8
La energía y sus formas
Energía cinética
Algunas formas en las que se puede presentar
la energía son la energía cinética, la energía
eléctrica, la energía térmica, la energía luminosa, la energía química o la energía nuclear.
• La energía cinética la tienen los objetos que
están en movimiento, como un coche, el
viento o el agua de un torrente.
• La energía eléctrica la apreciamos en los rayos, que son descargas eléctricas que también producen luz, y la producimos artificialmente en centrales eléctricas, desde donde
la conducimos mediante cables hasta nuestras viviendas. Se puede producir y almacenar en pilas y baterías, aunque a muy pequeña escala.
Energía química
• La energía térmica se manifiesta en forma de calor que se transfiere de un objeto
a otro que está a diferente temperatura. La
percibimos en las combustiones, y produce
los cambios de estado, las dilataciones...
• La energía luminosa la desprenden las lámparas, las velas... La que nos llega del sol
hace posible la fotosíntesis.
Energía eléctrica
• La energía química la contienen los alimentos, el carbón, el petróleo, etc., y la aprovechamos cuando transformamos estas sustancias. Esta energía se suele transformar en
forma de luz y de calor.
• La energía nuclear se produce en el interior
de las estrellas y es desprendida por unas
sustancias, como el uranio, llamadas radiactivas.
ACTIVIDADES
3 Escribe en tu cuaderno cuatro formas de
manifestarse la energía.
Ya sabes que la energía se transforma de unas formas en otras. En la
imagen A está ardiendo una vela; ¿qué tipo de energía se está desprendiendo?
4 Elige situaciones de la vida cotidiana en
las que puedas percibir estas formas de
energía: eléctrica, cinética y luminosa.
5 Observa las imágenes que se han elegido
como ejemplo de algunos tipos de energía. ¿Qué imágenes hubieras elegido tú?
6 En las imágenes de la página anterior, ¿qué
formas de energía se aprecian en ellas?
En la foto B, ¿qué tipo de transformación se está produciendo?
120
Sugerencias metodológicas
Es necesario que los estudiantes adquieran vocabulario específico sobre las formas de energía. En otros textos, la cinética es posible que
se denomine mecánica; la térmica aparece también como calorífica.
La nuclear, como atómica… Es posible que en sus lecturas encuentren
también la energía potencial (forma de energía mecánica que posee
un cuerpo a cierta altura), o la gravitatoria. Cuando se habla de energía eólica, maremotriz o hidráulica se mencionan casos particulares
de la energía cinética, asociadas a la fuente que las produce.
Algunas formas de energía son difíciles de apreciar hasta que no «se
aprende» a reconocerlas; es el caso de la energía química de los alimentos y de los combustibles; o de la energía nuclear de las estrellas.
Conviene hacer ver que tanto la materia como las transformaciones
no poseen o transforman energía de una única forma. Una vela de
cera en movimiento posee energía cinética; esa misma vela transforma la energía química en luz y calor, etc.
Soluciones
Trabajo con la imagen
A. Térmica y luminosa. B. De energía eléctrica a luminosa y térmica.
1 La energía produce cambios en la materia: en el movimiento, en el
estado, en la forma y en el tamaño. También puede producir cambios
en la composición de la materia.
2 Se presenta en varias formas, que pueden cambiar entre sí; se puede
121
6 En el caso de la vela, contiene energía química que se transforma en
energía térmica y luminosa. En la farola, la energía eléctrica que llega
a la lámpara se transforma en energía lumínica y térmica.
Actividades de refuerzo
1 Si tienes en tu mano una pila cargada, una vela y un pedazo de carbón, ¿qué tipo de energía poseen esos objetos? ¿En qué puede
transformarse esa energía?
Solución: En los tres casos, poseen energía química. La pila puede
convertirla en electricidad. La vela y el carbón, en luz y calor.
2 ¿En qué situaciones u objetos podemos percibir la energía térmica?
Solución: En el sol, en un volcán en activo, en una vela, en una estufa,
en un radiador, en los quemadores de gas de la cocina, en una bombilla, en una fogata…
Actividades de ampliación
1 Una frase enuncia que «La energía no se crea ni se destruye». ¿Qué
crees que significa esta afirmación?
Solución: Podemos invitar al alumnado a que especule al respecto,
mostrando sucesivas fases de transformación de la energía, partiendo
por ejemplo del sol y de la cadena de transformaciones: energía térmica, movimiento de aire, formación de vientos, captación en molinos, transformación en movimiento, etc.
almacenar y conducir en ciertos dispositivos.
3 Energía cinética, eléctrica, térmica, luminosa, química, nuclear…
4 La energía eléctrica, en rayos, pilas, baterías, bombillas y, en general,
electrodomésticos. La energía cinética, en el aire o el agua en movimiento. La luminosa, en el sol, los animales bioluminiscentes, los fluorescentes y bombillas, el fuego, etc.
5 Pueden proponerse otras muchas, obtenidas de revistas y catálogos
de algunas tiendas, por ejemplo.
Aprendizaje cooperativo. En grupos heterogéneos de base, con
estructura de rompecabezas. Cada miembro del grupo se encar ga de investigar las formas de la energía. Se formarán grupos de
expertos que sintetizarán sus investigaciones y volverán a sus grupos de origen para exponerlas e integrarlas. La duración del grupo y su trabajo se prolongarán durante el tiempo asignado a esta
unidad.
101
Vemos lo que nos rodea
Para ver lo que nos rodea necesitamos la luz.
La luz la emiten las fuentes de energía luminosa, como el Sol, las bombillas, las velas...
Trabajo con la imagen
A
Las características de la luz
La corriente eléctrica
B
Algunos objetos son capaces de acumular cargas eléctricas, como ocurre en las pilas o en
las baterías. Cuando conectas una pila a una
bombilla mediante un cable eléctrico, la carga
acumulada en la pila se mueve a través de los
cables y del filamento de la bombilla en la que
produce luz y calor.
Si frotamos una varilla de plástico con un paño de
lana, atrae pequeños trozos de papel.
A
Este movimiento de cargas a través de un cable se denomina corriente eléctrica.
Los materiales y la luz
La corriente eléctrica se asocia con la energía
eléctrica que utilizan los aparatos eléctricos,
como la lavadora o el televisor, para funcionar.
Ya has estudiado que los materiales tienen
unas propiedades específicas, como la dureza,
la fragilidad, etc., que hacen que las personas
les demos un uso u otro.
B
C
El circuito eléctrico es un conjunto de elementos que permiten generar, distribuir y aprovechar la energía de la corriente eléctrica. El circuito eléctrico más sencillo consta de una pila,
de los cables eléctricos, de un interruptor y de
una bombilla conectados entre sí.
Los materiales y la electricidad
• Algunos materiales, como la madera, el corcho, el plástico, la goma o el cartón no dejan
pasar la corriente eléctrica por ellos. A estos
materiales los denominamos aislantes.
• Los materiales translúcidos son los que dejan pasar un poco de luz y las imágenes que
vemos a través de ellos están borrosas. Son
translúcidos algunos plásticos.
D
Indica en qué imágenes se muestran objetos transparentes, en cuál objetos translúcidos y en cuál
objetos opacos.
• Decimos que un material es conductor de la
electricidad si permite que la corriente circule por él. Son buenos conductores metales
como el oro y el cobre, y el agua salada.
Trabajo con la imagen
En la imagen se observa un circuito eléctrico. Identifica en él: el generador, los cables, el interruptor y
la bombilla.
ACTIVIDADES
1 Indica qué sustancias son buenos conductores de la electricidad y cuáles no.
2 Di qué efecto produce un cuerpo cargado sobre pequeños trozos de papel o sobre motas de polvo.
122
Sugerencias metodológicas
Al hablar de las características de la luz podemos hacer referencia a
que su velocidad es la más alta que puede alcanzar cualquier cosa en
el universo. Aunque se redondea a 300 000 km/s (7 veces la vuelta a la
Tierra por el ecuador/s), el valor exacto es de 299 792,458 km/s.
Sobre la propagación de la luz en línea recta pueden hacerse divertidas experiencias con sombras chinescas, cajas de cartón a las que se
haya practicado un pequeño agujero, linternas de foco estrecho…
Podemos experimentar con materiales diversos para «medir» el grado
de opacidad o transparencia de esos materiales. También, para comprobar si forman o no sombras, y de qué tipos.
La carga eléctrica también puede experimentarse con muchos materiales. ¿Se electrizan mejor los plásticos que los metales? ¿Con qué
objetos conviene frotarlos? ¿Qué tipos de materiales son atraídos?
Conviene advertir que los experimentos con electricidad deben ser
realizados con pilas y sencillos componentes, pues la corriente eléctrica
es muy peligrosa y puede llegar a ser mortal. Mediante un circuito podemos identificar materiales conductores y aislantes.
Soluciones
Trabajo con la imagen
Son transparentes los plásticos de la botella de agua, el vaso del biberón y la jarra de agua. Son translúcidos la tetina del biberón, el vaso
con los cepillos de dientes, la funda de los cepillos, la taza y el asa de
la jarra. Son opacos el anillo de cierre del biberón el mango de los
cepillos de dientes, la etiqueta de la botella de agua, las cajas de madera y cartón, el plástico de la cantimplora y los plásticos del peine y
del cepillo.
1 Son buenos conductores la plata, el oro y el cobre (en general, los
metales). Son aislantes la madera, el plástico, el cartón y el corcho.
2 Los atrae.
102
C
El circuito eléctrico
• Los materiales transparentes son los que
dejan pasar la luz y podemos ver imágenes
a través de ellos. Son transparentes el cristal
o el vidrio con el que están hechas las ventanas.
• Los materiales opacos son los que no dejan
pasar la luz y no podemos ver imágenes a
través de ellos. Son opacos la madera, las
rocas, el hierro...
La carga eléctrica
Puedes comprobar que si frotas objetos de vidrio o de plástico con un paño de lana, estos
adquieren la capacidad de atraer otros objetos
ligeros como el polvo o trocitos de papel.
Estos fenómenos ocurren porque los objetos,
al frotarlos, se han electrizado, es decir, han adquirido carga eléctrica.
Cuando encendemos la lámpara de una habitación, nos parece que toda la habitación se
ilumina a la vez. Esto se debe a que la luz se
mueve con gran rapidez y en todas las direcciones. La luz también se mueve en línea recta,
por eso no puede rodear los obstáculos que
encuentra en su recorrido y forma sombras.
Entre esas propiedades se encuentra la capacidad de dejar pasar la luz o no. Según esto hay
materiales transparentes, translúcidos y opacos.
8
La electricidad
Unidad
La luz
123
Actividades de refuerzo
1 Diferencia un cuerpo transparente de uno translúcido. ¿Todos los
cuerpos translúcidos lo son de la misma manera? Pon ejemplos.
Solución: El transparente deja pasar la luz, mientras el translúcido la
deja pasar parcialmente. Hay cuerpos más o menos translúcidos, como se ve en plásticos, cortinas de baño, diferentes vidrios…
2 ¿Por qué los cables eléctricos suelen tener una funda de plástico?
Solución: El cable es metálico y, por tanto, conductor de la electricidad. El plástico impide que la corriente se transmita fuera del cable y
nos protege al tocarlos, impidiendo que pase a nuestro cuerpo.
Actividades de ampliación
1 La luz viaja a unos 300 000 km por segundo. Si tarda 1,26 segundos
en llegar de la Tierra a la Luna, y unos 8 minutos en viajar del Sol a la
Tierra, ¿a qué distancia estamos de la Luna y del Sol?
Solución: De la Luna, 1,26 x 300 000 = 378 000 km. Del Sol: 8 x 60 x
x 300 000 = 144 000 000 km).
2 Trata de explicar por qué algunos objetos forman sombras.
Solución: La luz se propaga en línea recta y no puede atravesar los cuerpos opacos. Cuando encuentra un cuerpo opaco, se forma una zona de
sombra dependiendo de la forma del objeto que se interpone.
3 ¿De qué aparatos podemos obtener corrientes eléctricas?
Solución: De pilas y de baterías; también, a través de los cables eléctricos, de los generadores de electricidad que hay en las centrales
eléctricas.
Aprendizaje cooperativo. Podemos realizar las actividades de
estas páginas y analizar el comportamiento de la luz y la electrici dad en objetos del entorno formando grupos heterogéneos de
cuatro miembros con estructura de lápices al centro.
Por qué se producen los cambios
8
Los cambios físicos y el calor
Trabajo con la imagen
ACTIVIDADES
El calor y la temperatura
1 Busca el significado de
Las sensaciones de «frío» y de «caliente» que percibimos a través del tacto se producen porque los objetos están a cierta temperatura. Esta se mide con los termómetros y se expresa en grados centígrados (ºC).
Por ejemplo, la materia cambia: cuando hace
calor, el agua se evapora o el hielo se funde;
al calentar una barra metálica, esta se dilata; al
aplicar una fuerza, cambia la forma o la posición de un objeto; al mezclar algunas sustancias, se producen otras nuevas…
Unidad
Los cambios y la energía
la palabra térmico. ¿A
qué nos referimos al
hablar de energía térmica?
Cuando ponemos en contacto dos objetos con diferente temperatura, siempre existe un paso de energía térmica del objeto
que tiene mayor temperatura (el más caliente) al de menor (el
más frío). Esta energía térmica, mientras se transmite de un objeto a otro, se llama calor.
2 Define calor.
3 Cuando un objeto recibe calor, ¿qué puede
ocurrirle?
Los tipos de cambios
Los cambios que puede experimentar la materia los podemos clasificar en cambios físicos y
cambios químicos.
El calor y sus efectos
Cuando un objeto intercambia calor con otro, se producen varios cambios en él: puede variar su temperatura y se pueden
producir las dilataciones y los cambios de estado, que estudiarás en el epígrafe siguiente.
Los cambios físicos
Las variaciones de temperatura
En general, un objeto aumenta su temperatura si recibe calor de
otro, y la disminuye cuando lo cede.
Las dilataciones
Son cambios físicos la evaporación del agua
del mar por el calor del sol, la deformación
de la plastilina cuando la modelamos, el movimiento de los aviones en el aire, la dilatación
de un objeto metálico...
El calor puede dilatar o contraer los objetos, es decir, cambiar su
tamaño.
El calor aumenta la longitud de una barra metálica
Los cambios químicos
Barra fría
Observa las imágenes y responde a las cuestiones
siguientes:
Barra caliente
¿En cuál de las dos se está produciendo un cambio físico? ¿Por qué?
Algunos cambios químicos son las oxidaciones
y las combustiones que se producen siempre
en presencia de oxígeno.
¿Cómo se llama el cambio químico representado?
Explica las diferencias que hay entre un cambio físico y uno químico.
Medimos la longitud de una
barra fría
Calentamos la barra
y medimos su longitud
Observamos el aumento de
longitud de la barra caliente
124
Sugerencias metodológicas
Se profundiza en la idea de que todo cambio se debe a la presencia
de alguna forma de energía, lo que debería llevar al alumnado a preguntarse por la energía que interviene en cada caso. Se distingue
además entre los cambios físicos y los químicos, y se nombran algunos de estos, aunque su estudio se dejará para el curso próximo.
Nuestro cuerpo mantiene un calor constante, de aproximadamente
36,5 grados centígrados. Podemos explicar que es el resultado de la
energía térmica desprendida cuando transformamos la energía química contenida en los alimentos.
Soluciones
Trabajo con la imagen
–– El ave en movimiento cambia de posición sin que haya cambios en
la materia que la compone; es un cambio físico.
–– El cambio químico representado es una combustión.
–– En el cambio químico se produce una transformación de la materia;
en un cambio físico, no.
1 «Térmico» es un término que hace referencia al calor o a la temperatura.
La energía térmica es la que se refiere al calor, o a la transferencia calor.
2 El calor es la forma de energía que se transmite desde un cuerpo ca-
125
Solución: La temperatura de ese objeto será menor que la nuestra; sí
hay transferencia de energía: el calor de nuestro cuerpo pasa al objeto.
2 ¿Qué es una dilatación? Cita algún ejemplo.
Solución: Es un cambio físico que consiste en el aumento de tamaño
de un cuerpo. Una barra metálica al calentarse aumenta su tamaño.
Actividades de ampliación
1 Hoy día, está prohibida la fabricación de termómetros de escala de
mercurio. Explica cómo funcionan y por qué ahora no están permitidos.
Solución: Como se explica en la tarea, se basan en la dilatación del
mercurio, un metal líquido buen conductor del calor. Están prohibidos
porque el mercurio es muy tóxico; especialmente, sus vapores.
Proyectos
Para investigar
Hay cuerpos que son buenos conductores del calor, mientras otros
son malos conductores. Tratar de buscar información sobre ello,
nombrar objetos de ambas clases y determinar para qué se utilizan
unos y otros. Por ejemplo: conducen bien el calor los metales, muchos materiales cerámicos… Lo conducen mal la madera, el plástico, la goma… Por ello ponemos al fuego un cazo o una sartén metálicos, mientras sus asas son de plástico o madera.
liente a otro más frío.
3 El calor puede provocar cambios físicos, como dilataciones o cambios
de estado; también, cambios químicos si llega a arder, como en el caso de la energía inicial de las combustiones.
Actividades de refuerzo
1 Si al tocar un objeto lo notamos frío, ¿qué podemos decir de la temperatura de ese objeto respecto de la de nuestro cuerpo? ¿Hay intercambio de calor?
Aprendizaje cooperativo. Grupos heterogéneos (de base) de
cuatro. Estructura de mapa conceptual a cuatro bandas. Confec cionar un mapa conceptual de los tipos de cambios, en el que
aparezcan ejemplos de cada tipo.
103
La vaporización
ACTIVIDADES
1 Explica en qué consisten la fusión y la solidificación.
Algunos ejemplos de cambios de estado son la fusión, la solidificación, la vaporización y la condensación.
La fusión
La fusión es el proceso por el que, al calentar un sólido a una
determinada temperatura, este pasa a estado líquido. Esa temperatura es la temperatura de fusión y no varía mientras dura el
cambio de estado. La del agua es 0 ºC.
2 La temperatura a la
que un líquido pasa
a estado sólido es la
temperatura de solidificación. Busca información y di cuál es la
temperatura de solidificación del agua.
La vaporización es el proceso por el que un líquido pasa a estado gaseoso al aumentar la temperatura. Si pasa solo parte del
líquido de la superficie, el proceso se llama evaporación. Si pasa
todo el líquido, el proceso se llama ebullición. La evaporación
se produce a temperaturas muy variadas, y la ebullición, a una
fija; en el caso del agua, a 100 ºC.
Unidad
8
Los cambios de estado
¡Qué curioso!
El agua es la única sustancia
que se encuentra en estado
sólido, líquido y gaseoso en la
naturaleza. Además, se mueve
continuamente por el planeta y
cambia de estado en el denominado ciclo del agua.
La condensación
La condensación es el proceso por el que un gas pasa de estado gaseoso a estado líquido cuando disminuye su temperatura.
La solidificación
La solidificación es el proceso por el que al enfriar un líquido a
una determinada temperatura, este pasa a estado sólido.
ua introión: el ag
sa a
Vaporizac
plancha pa
la
en
a
ducid
n la temvapor segú
de
do
ta
es
cha va au
de la plan
peratura
o.
mentand
glaciar se
hielo del
Fusión: el
sa a estado
pa
o
el
hi
derrite: el
la tempeaumentar
líquido al
.
ra
ratu
Condensa
ción: el
vapor de
agua se co
ndensa en
las paredes del
recipiente
en forma
de gotitas
cuando di
sm
la tempera
inuye
tura.
Solidificació
n: el agua
del lago
se hiela: el
agua pasa
a estado
sólido al di
sminuir la
te
mperatura.
ACTIVIDADES
3 Explica con ejemplos la diferencia entre
6 Escribe el nombre de los siguientes cam-
evaporación y ebullición.
4 Escribe tres ejemplos en los que se observen condensaciones.
5 ¿Qué hay que hacer para pasar agua líquida a vapor de agua?
bios de estado:
•
•
•
•
126
Sugerencias metodológicas
Los termómetros pueden ayudarnos a comprobar el ascenso o descenso gradual de la temperatura cuando calentamos agua o cuando
la enfriamos.
Podemos aclarar que las temperaturas de 0 y 100 grados, asociadas a
los puntos de fusión y de ebullición del agua, son convencionales. A
partir de ellos, Celsius formó la escala centígrada que usamos en muchas partes del mundo (el símbolo C se refiere a Celsius). En otros
países se usa la escala Fahrenheit y las temperaturas se dan en °F.
Aunque los ejemplos del texto y de la ilustración se refieren en todos
los casos al agua, debemos aclarar que este proceso tiene lugar en
muchas sustancias, como, por ejemplo, los metales. Estos tienen temperaturas de fusión y de vaporización, que son propiedades específicas: si un metal determinado funde a 1 535 °C, se trata de hierro; si lo
hace a 327 °C, es plomo.
También debemos aclarar que no todos los materiales cambian de
estado. Es obvio que al calentar mucho un papel no se hace líquido,
sino que se produce una combustión.
Soluciones
1 La fusión es el paso de sólido a líquido; la solidificación es el proceso
contrario: de líquido a sólido.
2 Es la misma que la de fusión: 0 °C. (En la mayoría casos, las temperaturas de fusión y de solidificación son iguales; que el proceso se realice en un sentido o en otro depende del sentido de transferencia del
calor).
3 La evaporación consiste en el paso gradual de la superficie de un líquido al estado de gas; la ebullición es el paso de todo el líquido.
(Podemos ampliar: en el mar, la evaporación es continua casi a cualquier temperatura superior a °C, pero aumenta al elevarse esta).
4 Podemos observar condensaciones en la salida de vapor de agua de
una plancha, en el cristal de la cocina o en las mamparas de las du104
127
chas, siempre que el vapor de agua se pone en contacto con una superficie fría.
5 Hay que calentar el agua líquida.
6 De sólido a líquido, fusión; de líquido a sólido, solidificación; de líquido a gas, vaporización; de gas a líquido, condensación.
Actividades de refuerzo
1 ¿En qué tres estados podemos encontrar la materia? ¿Cómo puede
cambiar en ciertos casos de uno a otro? Nombra algún material que
solo se encuentre en estado sólido.
Solución: Puede estar en los estados sólido, líquido o gaseoso, y en
algunos casos es posible el cambio gracias al calor. El cuero, el papel,
una hoja de árbol… solo pueden estar en estado sólido.
2 Leemos en una enciclopedia que el hierro tiene una temperatura de
fusión de 1 535 °C, mientras que su temperatura de vaporización es
de 2 750 °C. ¿Qué significa esto?
Solución: La temperatura de fusión es aquella en que pasa de sólido a
líquido; la de vaporización, la que pasa de líquido a gas.
Actividades de ampliación
1 Al hablar del tiempo atmosférico, en ocasiones se habla de «temperaturas bajo cero». ¿Qué significa esto y en qué lugares suele ocurrir?
Solución: Se trata de una temperatura por debajo del punto de fusión
del agua. En los polos, las temperaturas suelen estar por debajo de 0
grados centígrados, lo que explica que el agua esté en forma de hielo.
2 ¿En qué lugares de tu cocina pueden observarse cambios de estado?
Solución: En la cocina, cazuelas y ollas puestas al fuego liberan vapor
de agua; en el congelador, los líquidos se congelan; en los azulejos y
cristales podemos observar condensaciones. (Puede invitarse al alumnado a que haga fotografías sobre estos procesos).
Las fuerzas y sus efectos
Qué son las fuerzas
ACTIVIDADES
1 Define fuerza y haz una
Ejercemos fuerzas al empujar una carretilla, al pasar una hoja de
un libro, al caminar, al abrir una puerta, al aplastar un trozo de arcilla o plastilina; el viento ejerce su fuerza sobre la superficie del
mar o sobre la vela de un barco.
lista con cuatro situaciones en las que se
observen fuerzas.
2 Haz un esquema que
resuma los tipos de
fuerzas.
Cuando un objeto ejerce una fuerza sobre otro, este también la
ejerce sobre el primero, decimos que estos objetos interaccionan.
Los tipos de fuerzas
Las fuerzas pueden ser por contacto y a distancia, según sea la
interacción que se produce entre los objetos.
• Las fuerzas por contacto son aquellas que se producen cuando los objetos se tocan para moverse o para deformarse; por
ejemplo, cuando el viento choca contra las ramas de los árboles,
cuando movemos la comba, cuando modelamos plastilina...
• Las fuerzas a distancia son aquellas en las que los objetos no
se tocan para moverse o para deformarse. Son la fuerza de
la gravedad y la fuerza con la que se atraen o se repelen dos
imanes (magnetismo).
Trabajo con la imagen
Las fuerzas producen movimientos o cambios en la posición de
los objetos; y deformaciones o cambios en su forma.
Las fuerzas y el movimiento
3 Define comportamiento elástico y comportamiento rígido.
4 Explica las consecuen-
Cuando ejercemos una fuerza, podemos:
• Poner en movimiento un objeto que está parado (en reposo).
Por ejemplo, al golpear con el dedo una canica que está en
reposo, esta inicia un movimiento por efecto del golpe.
• Hacer que un objeto se mueva más deprisa. Por ejemplo,
cuando empujamos a un chico que se está columpiando.
• Detener el movimiento de un objeto o cambiar su dirección.
Por ejemplo, el portero puede detener o cambiar la dirección
del balón para evitar que entre en la portería.
Las fuerzas y las deformaciones
Una deformación es un cambio de forma producido por la acción de una fuerza. Dependiendo de la materia de la que están
formados y de la intensidad de las fuerzas, los objetos pueden
comportarse de tres maneras:
cias de golpear con un
martillo un vaso de vidrio, de presionar un trozo de arcilla con un vaso
de vidrio y de un golpe
de viento en las ramas
de un árbol con hojas
secas.
5 ¿Todos los plásticos
tienen comportamiento plástico? Razona tu
respuesta con algunos
ejemplos.
• Comportamiento elástico. Se deforman cuando ejercemos una
fuerza, pero recuperan su forma inicial cuando la fuerza cesa.
• Comportamiento plástico. Se deforman cuando aplicamos una
fuerza, pero no vuelven a su forma inicial cuando esta cesa.
• Comportamiento rígido. No se deforman cuando se aplica una
fuerza, pero si esta es muy grande, pueden llegar a romperse.
ástico
miento el
Comporta
El viento agita las ramas de los árboles
ACTIVIDADES
Unidad
8
Los cambios físicos y las fuerzas
ástico
miento pl
Comporta
ido
miento ríg
Comporta
La pelota cae al suelo por la gravedad
Indica qué tipo de fuerza actúa sobre los árboles y sobre la pelota.
La goma recupera su forma inicial
cuando cesa la fuerza.
El papel, una vez arrugado, no recupera su forma.
El vidrio se rompe si la fuerza que
se ejerce es grande.
128
Sugerencias metodológicas
129
5 No. Muchos plásticos tienen comportamiento rígido: o quedan deformados o llegan a quebrarse.
Hay muchos ejemplos de la vida corriente en que se ponen de manifiesto los cambios en el estado de reposo o movimiento de los cuerpos. Una pelota de baloncesto o unas canicas permiten jugar con
los efectos de la intensidad de las fuerzas y las direcciones de aplicación.
También es sencillo mostrar con muchas actividades lo relativo a la
deformación de los cuerpos (al estirar una goma elástica, puede observarse cómo nuestros dedos también sufren una deformación).
Soluciones
Trabajo con la imagen
Sin entrar en complicaciones, la respuesta debe ser: sobre los árboles
actúa la fuerza del viento por contacto. Sobre la pelota está actuando
la fuerza de la gravedad (a distancia), que la obliga a caer.
1 Una fuerza es la causa de que los cuerpos cambien su estado de reposo o de movimiento, y de que se produzcan deformaciones. La lista
de ejemplos es amplia: el viento y un árbol, nuestros dedos y una canica, la Tierra y un avión, el agua que cae sobre una piedra, etc.
2 Fuerzas por contacto ➝ que se producen ➝ cuando los objetos se
tocan.
Fuerzas a distancia/ ➝ que se producen ➝ sin que los objetos se toquen / ➝ que pueden ser ➝ la gravedad/el magnetismo.
Actividades de refuerzo
1 En un día de tormenta, ¿qué fuerzas puedes observar?
Solución: Las del viento y el agua que mueven y golpean los objetos; y
la de estos que cambian la dirección del viento y de las gotas de agua...
2 ¿Qué efectos produce una fuerza sobre el movimiento de los objetos?
Solución: Lo pone en movimiento, detiene el movimiento, cambia la
dirección o varía la rapidez de su movimiento.
Actividades de ampliación
1 ¿Qué fuerzas de acción a distancia pueden observarse en la naturaleza?
Solución: La gravedad y el magnetismo.
Proyectos
Para investigar
Los arcos se fabrican con una madera elástica y una cuerda rígida.
¿No sería mejor construirlos con gomas elásticas? Trata de construir un artilugio que demuestre los argumentos de tu respuesta.
3 El comportamiento rígido es el que sufren los cuerpos que no se deforman cuando se aplica sobre ellos una fuerza, aunque pueden llegar
a romperse. El elástico es el que produce una deformación en el cuerpo, que vuelve a su forma inicial cuando cesa la fuerza.
4 Si el golpe del martillo sobre el vaso es fuerte, lo rompe. Al presionar
la arcilla con un vaso, se deforma y la deformación permanece. Si el
golpe de viento es leve, las ramas se comportan de forma elástica; si
es muy fuerte, puede llegar a romperlas.
Aprendizaje cooperativo. Grupos heterogéneos de cuatro
miembros. Estructura de lápices al centro. Cada miembro se en carga de una pregunta (¿Qué son las fuerzas? ¿Qué tipos hay?
¿Qué cambios producen en los movimientos de los objetos? ¿Qué
comportamientos tienen los cuerpos ante ellas?). Se informan, ponen en común y escriben cuando estén de acuerdo.
105
Unidad
TAREAS
8
COMPETENCIAS
Observamos dilataciones
Observamos que los líquidos se dilatan
En general, cuando un objeto se calienta, aumenta su tamaño; es decir,
se dilata. Cuando el mismo objeto se enfría, su tamaño se reduce; es decir, se contrae. En el laboratorio podemos observar cómo los objetos se
dilatan.
Hasta hace poco, los termómetros estaban fabricados con mercurio, un
metal líquido que se encerraba en un estrecho tubo de vidrio. Al calentarse, el mercurio se dilataba y ascendía por el tubo, en el que había dibujada
una escala. Esto permitía medir la temperatura.
Observamos que los sólidos se dilatan
Fíjate en la experiencia siguiente con una esfera metálica:
1
2
3
Mercurio
Observamos que los gases se dilatan
Observa la siguiente experiencia con un globo. Al introducir la botella en
un recipiente con agua caliente, el globo se infla debido a la dilatación de
los gases.
Comprobamos que una esfera
fría pasa a través de un anillo.
Calentamos la esfera durante
cinco o diez minutos.
Observamos que la esfera caliente no atraviesa el mismo anillo.
Tapamos una botella
con un globo
Introducimos
la botella en
un recipiente
con agua
caliente y
observamos
que el globo
se infla
1 Al calentar la esfera, ¿se está produciendo un cambio físico o uno químico? Justifica tu respuesta.
2 Explica por qué la esfera caliente no pasa a través del anillo.
3 Los raíles de las vías del tren se colocan separados a cierta distancia unos
a continuación de otros; ¿por qué crees que se colocan así?
4 Piensa en lo que puede suceder en estos casos:
• Calentamos un poco un trozo de hierro.
• Lo calentamos bastante.
• Lo calentamos mucho.
5 Di si esta frase es verdadera o falsa y explica por qué:
«El calor puede contraer los objetos, es decir, cambiar su tamaño».
6 ¿Qué ocurrirá con el mercurio del termómetro cuando deje de estar colocado al sol?
7 ¿Crees que hay alguna relación entre la experiencia del globo y los llamados «globos aerostáticos»? ¿Cuál?
130
Sugerencias metodológicas
Las dilataciones se explican como un aumento de la distancia intermolecular debido al calor, y, por tanto, se produce en líquidos, sólidos
y gases y en todas las dimensiones.
Podría explicarse que los gases se dilatan más y más rápido que los
líquidos, y estos más que los sólidos, en general.
2 La esfera ha aumentado de volumen, y por tanto, su diámetro, por lo
que no cabe por el anillo.
3 Si estuvieran unos juntos a otros, al dilatarse, las fuerzas resultantes producirían deformaciones que destruirían el tendido. (Téngase en cuenta
que, en la actualidad, en los trazados de alta velocidad, se usan raíles
que apenas sufren dilataciones y contracciones, de tal manera que apenas se dejan juntas de dilatación entre ellos. Con esto se ha reducido
enormemente el traqueteo y los viajes son más silenciosos).
También puede informarse de que los cuerpos no se dilatan por igual;
que cada sustancia tiene un «coeficiente de dilatación» que permite
anticipar, por ejemplo:
4 Cuanto mayor sea el calor aplicado, mayor será la dilatación, y en to-
–– Cuánto hay que separar en las vías de tren un raíl de hierro de otro.
5 La frase es verdadera. Cuando los objetos ceden calor, disminuye su
–– O cuánto va a dilatarse el cable de aluminio o cobre que cuelga de
un poste a otro, cuando aumenta la temperatura.
temperatura y se contraen; por lo tanto, cabe decir que «el calor puede contraer los objetos, es decir, cambiar su tamaño».
–– O el suelo de un edificio teniendo en cuenta que debe soportar el
calor del sol y las heladas...
6 Al ponerlo al sol, el mercurio se dilata y asciende por el tubo; al estar
das las dimensiones. Llega un momento en el que el hierro se funde.
calculada previamente la dilatación y colocada la escala, eso permite
medir la temperatura.
Ingenieros y arquitectos deben tener en cuenta estas dilataciones y
contracciones en sus obras.
7 En los globos aerostáticos, al inyectar aire caliente, el globo se llena.
Los termómetros de columna son hoy difíciles de encontrar, pero conviene explotar la idea de cómo el líquido dilatado asciende por la escala graduada, y cómo desciende cuando baja la temperatura.
Actividades de ampliación
Los termómetros digitales modernos no se basan en este principio físico, aunque es casi seguro que en algún laboratorio del colegio quede algún viejo termómetro en el que observar estas variaciones de
nivel y, por tanto, hacer prácticas de tomas de temperaturas.
No es difícil reproducir la experiencia que permite observar la dilatación de los gases, tomando las precauciones debidas. Se puede, incluso, solicitar a los escolares que la realicen en casa, con ayuda de
adultos.
Soluciones
1 Un cambio físico; no se produce ningún cambio en la composición de
la esfera.
106
131
Proyectos
Para investigar
Las temperaturas tomadas en la llamada «escala centígrada» se indican en «°C». Pero hay otras escalas de temperaturas, como la
«escala Kelvin», que indica la temperatura en «°K». Investigar si es
lo mismo °C que °K. Se trata de familiarizar a los escolares con la
existencia de diferentes escalas, que no son más que referencias
para medir la temperatura. A los escolares les suele sorprender
descubrir que Kelvin toma como punto cero la mínima temperatura
posible en el universo, que es de 273 °C bajo cero; por lo que °C
no es lo mismo que °K.
Unidad
8
REPASO DE LA UNIDAD
7 Observa las fotografías y responde:
RESUMO
• Las gotas que se observan en la fotografía B, ¿qué indican?
Escribe en tu cuaderno qué debería ir en lugar de los recuadros A, B, C y D.
A
• ¿Cómo se llama el cambio que se está
produciendo?
LA MATERIA
8 Explica en qué consisten la dilatación y la
experimenta cambios
contracción de un objeto sólido.
en los que
siempre hay un
intercambio de
que pueden ser
9 En una olla se han vertido dos litros de agua
para cocer pasta. Después de hervir unos
ocho minutos, se ha evaporado la cuarta parte. ¿Qué cantidad de agua queda en la olla?
10 Escribe el significado de translúcido, corriente eléctrica, opaco y aislante.
que se
presenta de
varias formas
como
como
A
D
debidos al
efecto del
B
11 Define que son las fuerzas por contacto y
las fuerzas a distancia. Pon dos ejemplos de
cada una de ellas.
12 ¿Qué cambio físico ocurre en el congelador
del frigorífico de tu casa? Infórmate y di para qué se meten los alimentos en él.
13 Di si esta frase es verdadera o falsa y justifica tu respuesta: «La gravedad es una fuerza
por contacto».
B
debidos al
efecto de las
C
AVANZO
14 El peso y la masa son dos conceptos que se confunden en la vida
diaria.
1 ¿Qué es un cambio físico?
4 Define temperatura de ebullición.
2 ¿Qué cambios físicos son debidos al calor?
5 Nombra tres formas de energía.
¿Cuáles a las fuerzas?
3 En cada uno de estos grupos de palabras
hay una intrusa. Localízala, escríbela en tu
cuaderno y di por qué es intrusa.
6 Completa en tu cuaderno estas frases:
• Si enfriamos un gas pasa a estado ..... y se
produce una ..... .
• Condensación, ebullición, fusión.
• Si calentamos un sólido pasa a estado .....
y se produce una ..... .
• Dilataciones, cambios de estado, deformaciones.
• Si calentamos un líquido pasa a estado
..... y se produce una ..... .
La masa mide la cantidad de materia que tiene un objeto y se mide,
como has visto, en gramos, kilogramos...
El peso es una fuerza y mide la atracción gravitatoria (gravedad) que
se produce entre la Tierra y cualquier objeto y se mide, como todas
las fuerzas, con dinamómetros en newtons.
0
0
10
6
10
Observa el dinamómetro de la imagen, verás que está formado por
un muelle introducido en un cilindro que lleva una escala en unidades de fuerza.
a) ¿Cuánto pesa el objeto de la imagen?
b) ¿Es lo mismo masa que peso?
132
Sugerencias metodológicas
Hay que diferenciar entre masa y peso, lo que requiere experimentos
mentales como imaginar la masa de un trozo de hierro, o la de nuestro cuerpo, en la Tierra y en la Luna, resaltar que esta masa es la misma en un astro que en otro y ver que el peso es diferente. (Recordar
las imágenes de astronautas sobre la superficie de la Luna, donde podrían batir todos los récords de salto de altura).
133
5 A elegir entre térmica, cinética, química, luminosa, nuclear y eléctrica.
6 Las frases completas quedarían así: Si enfriamos un gas pasa a estado
líquido y se produce una condensación. Si calentamos un sólido pasa
a estado líquido y se produce una fusión. Si calentamos un líquido
pasa a estado gaseoso y se produce una vaporización.
7 La botella y el líquido que contiene está cediendo calor al agua, por lo
que se enfría: el hielo se va derritiendo (se va produciendo su fusión).
El peso (que es una fuerza, y la masa, no) coincide con la medida de la
fuerza gravitatoria (siempre de atracción) que existe entre el objeto y
la Tierra.
8 La dilatación es un aumento de su tamaño; es decir, de su volumen. La
Conviene realizar experiencias con dinamómetros y resaltar la figura
de Newton, en cuyo honor se da el nombre a la unidad para medir
fuerzas (un newton es la fuerza que hacemos para levantar un objeto
de unos 100 gramos de masa en la superficie de la Tierra).
9 Las tres cuartas partes del agua inicial, 1,5 litros de agua.
En cuanto al lenguaje, conviene explicitar que cuando pesamos un
objeto lo que hacemos es conocer su masa; lo que implica ciertas
contradicciones entre el lenguaje común y el lenguaje científico.
Resumo
El esquema debe completarse con la siguiente información:
A: Cambios de estado. B: Deformaciones. C: Fuerzas. D: Cinética,
Térmica, Eléctrica, Química, Luminosa, Nuclear.
1 Es un cambio que se produce en los cuerpos sin que se modifiquen
las sustancias que lo componen.
2 Debidos al calor son: variaciones de temperatura, dilataciones o contracciones, y cambios de estado. Debidos a las fuerzas son: deformaciones y variaciones del movimiento.
contracción es la disminución de su volumen. Sí, son debidas al calor;
la primera sucede al calentar y la segunda cuando se enfría el objeto.
10 Translúcido: material que deja pasar un poco la luz, por lo que las imágenes que vemos a través de ellos están borrosas. Corriente eléctrica:
movimiento de cargas a través de un cable. Opaco: que no deja pasar
la luz y no podemos ver las imágenes a través de ellos. Aislante que
no deja pasar el calor o la corriente eléctrica.
11 Por contacto: las que se producen cuando los objetos se tocan. A distancia: en las que los objetos no se tocan para moverse o deformarse.
12 Solidificación; cambio de estado líquido a sólido. Los alimentos se
conservan pues, debido a la baja temperatura, no pueden desarrollarse microorganismos como las bacterias y los hongos.
13 Es falsa. La gravedad es una fuerza a distancia.
Avanzo
14 a) pesa unos 6 N. b) no es lo mismo, el peso es una fuerza y la masa
no. De hecho, el objeto deberá tener unos 600 g de masa.
3 Condensación, porque las otras dos palabras nombran cambios de
estado que se producen al calentar, mientras la condensación se produce al enfriar. Deformaciones, porque las otras dos nombran cambios debidos al calor, y las deformaciones son debidas a las fuerzas.
4 Es la temperatura a la que un líquido cambia su estado a gas.
Aprendizaje cooperativo. Grupos base de cuatro miembros. Estructura de mapa conceptual a cuatro bandas para completar el
esquema.
107