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Los estados de la materia. La teoría cinética Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
Ficha de refuerzo de competencias 1 En esta ficha trabajarás... El concepto de materia. Las propiedades de la materia.
Recuerda que... La Química es la ciencia que se ocupa del estudio de la materia. Según su definición, materia es todo aquello que posee masa y volumen; por tanto, diremos que cualquier sustancia es materia siempre que: Se pueda pesar en una balanza, es decir, tenga masa. Ocupe un lugar en el espacio, es decir, tenga volumen. A partir de esta definición, son muchas las sustancias que se pueden citar como ejemplos de sistemas materiales: desde una mesa, hasta una piedra, el agua o el aire; pero se puede decir del mismo modo que no es materia la luz, el sonido o las ondas de radio o televisión, porque no tienen masa ni volumen. Cuando observamos un sistema material podemos describirlo con muchas propiedades: el color, la dureza, la textura, su peso, su volumen, etc. Estas propiedades las clasificamos en propiedades generales (no nos permiten identificar de qué sustancia se trata) y en propiedades características (sí permiten identificar a la sustancia).
Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 30 y 31. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de continuar con las actividades.
Resolvemos ejercicios... Mira con atención el procedimiento que se sigue y cómo se detallan las explicaciones para que luego puedas resolver tú las actividades que se te proponen.
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Actividad 2 de la página 29 de tu libro de texto.
¿Qué afirmaciones te parecen verdaderas? Justifica tu respuesta. a) La materia es todo lo que nos rodea. b) La materia es todo lo que se puede tocar. c) Es materia aquello que puede verse. d) Materia es lo que puede cambiar. Para resolver esta actividad, en la que se nos hace referencia continuamente a la materia, debes tener claro qué se entiende por materia. Consulta la ficha o el libro y verás que: Materia es todo aquello que posee masa y volumen. De acuerdo con la definición: a) La materia es todo lo que nos rodea. Falso, porque estamos rodeados de ondas sonoras, ondas electromagnéticas (luz, ondas de radio y televisión, ondas de telefonía móvil, etc.), entre otros ejemplos, que no son sustancias materiales. © Grupo Editorial Bruño, S. L. Material fotocopiable autorizado
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b) La materia es todo lo que se puede tocar. Falso, porque según nuestra percepción el aire y otros gases no se pueden tocar, y todos los gases son ejemplos de sustancias. c) Es materia aquello que puede verse. Falso, porque como en el caso anterior, el aire es materia y no puede verse. d) Materia es lo que puede cambiar. Falso, la materia está sometida a cambios, pero no bastan estos para definirla.
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Actividad final 3 de la página 46 de tu libro de texto.
De las siguientes propiedades, indica las que son generales y las que son características de las sustancias puras. Justifica tu respuesta. a) Masa. b) Color. c) Volumen. d) Densidad. e) Textura. Las propiedades generales son aquellas que no permiten identificar de qué sustancia se trata a partir de un valor. Por ejemplo, la masa es una propiedad general porque puede haber dos objetos diferentes de igual masa. Sin embargo, las propiedades características sí permiten identificar sustancias. El agua tiene un valor de densidad igual a 1 g/cm3 y no hay otra sustancia pura que tenga este mismo valor de densidad. De acuerdo con esto: a) Masa. Es una propiedad general común a todos los tipos de materia. b) Color. Es una propiedad característica que puede identificar a una sustancia. c) Volumen. Es una propiedad general de toda la materia. d) Densidad. Es una propiedad característica utilizada para identificar sustancias puras. e) Textura. Es una propiedad característica que distingue unas sustancias de otras.
Ahora te toca a ti... 1 Completa este texto: Toda sustancia que posee __________________ y __________________ se dice que es __________________. Hay muchos tipos de materia, y en todos los casos las sustancias tienen propiedades __________________ y propiedades __________________. Las propiedades generales no permiten __________________ de qué sustancia se trata, al contrario que ocurre con las propiedades __________________. 2 Indica si de trata de materia o no, explicando tu respuesta: • Luz. • Agua. • Madera. • Aire. • Vidrio. • Sonido. • Rayos X. • Petróleo. • Gas butano.
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3 Explica cómo mides el volumen de un objeto irregular, como por ejemplo una piedra.
4 La siguiente afirmación es incorrecta: «El aire no es materia porque no se puede ver ni tocar; sin embargo, sí es materia una roca, un sofá o una piedra». a) ¿Qué parte del enunciado es incorrecto? b) Corrige los errores y escribe un nuevo enunciado completamente correcto.
5 Elige un objeto de los que te rodean en este momento. Descríbelo por medio de propiedades generales y características, de modo que sea fácil imaginarlo sin necesidad de verlo.
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Los estados de la materia. La teoría cinética Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
Ficha de refuerzo de competencias 2 En esta ficha trabajarás... La densidad como una propiedad característica de la materia.
Recuerda que... La densidad muestra la relación que existe entre la masa y el volumen de una sustancia, por lo que si conocemos la masa de una sustancia (que solemos expresar en gramos) y el volumen de esa sustancia (que podemos medir en centímetros cúbicos) calculamos su densidad dividiendo ambas magnitudes:
d
Masa m Volumen V
g
cm 3
Si como hemos dicho expresamos la masa en gramos y el volumen en centímetros cúbicos, la densidad, que también tiene sus unidades, deberá expresarse en g/cm3. La densidad es una propiedad característica muy importante. Ten en cuenta lo siguiente: Si sabemos que una sustancia es pura y conocemos su valor de densidad, podemos identificar fácilmente de qué sustancia se trata pues no hay dos sustancias que tengan exactamente el mismo valor de densidad. La densidad del agua es 1 g/cm3. Si una sustancia es más densa que el agua se hundirá, y si es menos densa, flotará. Así, según sus valores de densidad, podemos predecir qué ocurrirá al mezclar sustancias diferentes.
Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en la página 31. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de continuar con las actividades.
Resolvemos ejercicios... Mira con atención el procedimiento que se sigue y cómo se detallan las explicaciones para que luego puedas resolver tú las actividades que se te proponen.
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Actividad 7 de la página 31 de tu libro de texto.
¿Depende la densidad del tamaño del objeto? Justifica tu respuesta. La densidad se define como la masa por unidad de volumen y solo depende de la naturaleza del objeto, no de su tamaño. Si tenemos dos objetos del mismo material, por ejemplo hierro, pero de distinto tamaño y, en consecuencia de distinta masa, al dividir la masa de cada uno por su volumen correspondiente obtendremos el mismo valor en ambos casos, 7,86 g/cm3, que es la densidad del hierro.
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Actividad final 6 de la página 46 de tu libro de texto.
Hemos medido la masa de un cuerpo en una balanza, obteniendo un valor de 350 gramos. También hemos hallado su volumen, resultando 200 cm3. Calcula la densidad del cuerpo e interpreta el resultado obtenido. © Grupo Editorial Bruño, S. L. Material fotocopiable autorizado
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Para calcular la densidad necesitamos datos de masa y de volumen. Como la masa viene dada en gramos y el volumen en centímetros cúbicos, podemos calcular directamente la densidad, obteniendo el resultado en estas unidades: Densidad
Masa m 350 g 1,75 g/cm3 Volumen V 200 cm3
Esta sustancia tiene una masa de 1,75 gramos por cada centímetro cúbico de su volumen.
Ahora te toca a ti... 1 ¿Qué es más denso, un palillo de madera de pino o el tronco del árbol del que se ha fabricado?
2 Calcula la densidad de un objeto cuya masa es de 500 gramos y su volumen de 100 centímetros cúbicos. No olvides interpretar el resultado que obtengas.
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3 Un objeto tiene una masa de 0,75 kilogramos y un volumen de 250 centímetros cúbicos. Expresa la masa del objeto en gramos, calcula su densidad e interpreta el resultado obtenido.
4 Consulta la tabla de densidades que hay en la página 31 de tu libro de texto e indica de qué tipo de materia está constituida una sustancia cuya densidad es de 2,7 g/cm3, sabiendo que se trata de una sustancia pura.
5 Consulta la tabla de densidades de la página 31 de tu libro de texto y explica qué ocurrirá cuando mezclamos en una probeta las siguientes sustancias: a) Agua con aceite. b) Un trozo de corcho sobre agua. c) Un trozo de aluminio sobre agua. d) Agua, aceite y corcho.
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Los estados de la materia. La teoría cinética Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
Ficha de refuerzo de competencias 3 En esta ficha trabajarás... Los estados de la materia. Los cambios de estado.
Recuerda que... La materia, es decir, cualquier sustancia que posee masa y volumen, puede presentarse en tres estados de agregación diferentes: sólido, líquido y gas, cada uno con unas propiedades determinadas. Sólidos. Tienen siempre la misma forma fija y definida, y no se pueden comprimir. Líquidos. Su forma es la del recipiente que los contiene, pero no se pueden comprimir. Gases. Su forma es la del recipiente, pero se pueden comprimir con facilidad. Las sustancias cambian su estado de agregación al calentarlas o enfriarlas. Es lo que llamamos cambios de estado y hay seis posibilidades. A cada cambio de estado se le da un nombre particular, que debes conocer: Sublimación inversa
Solidificación
Sólido
Condensación
Líquido
Fusión
Gas
Vaporización Sublimación
Para que una sustancia cambie de estado es necesario suministrarle o retirarle calor, es decir, es necesario variar su temperatura. Pero dependiendo de la sustancia, la fusion y la vaporizacion ocurren a unos valores determinados de temperatura, que denominamos puntos de fusión y de ebullición. En el caso del agua el punto de fusión es 0 ºC, y a esa temperatura se produce el cambio de estado entre sólido y líquido. El punto de ebullición del agua es 100 ºC, temperatura a la cual sucede el cambio de estado entre líquido y gas.
Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 32, 33 y 34. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de continuar con las actividades.
Resolvemos ejercicios... Mira con atención el procedimiento que se sigue y cómo se detallan las explicaciones para que luego puedas resolver tú las actividades que se te proponen. © Grupo Editorial Bruño, S. L. Material fotocopiable autorizado
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Actividad 10 de la página 33 de tu libro de texto.
¿Qué cambios de estado se producen en estas situaciones? a) Cubrimos una pizza con queso y la introducimos en el horno. b) Al amanecer, las plantas están cubiertas de rocío. c) Hierve un caldo de sopa. d) La naftalina que usamos para conservar nuestras prendas de ropa despide un fuerte olor. e) Metemos una tarrina de helado recién preparado en el congelador. Piensa en primer lugar qué está ocurriendo. Cuando tengas claro el estado inicial y el estado final de la sustancia, consulta el esquema de cambios de estado anterior y busca el nombre que le corresponde a cada uno: a) Fusión. El queso de la pizza pasa de sólido a líquido. b) Condensación. El vapor de agua de la atmósfera pasa a estado líquido. c) Vaporización. El agua del caldo pasa a estado gaseoso al calentarlo. d) Sublimación. La naftalina pasa directamente del estado sólido al gaseoso. e) Solidificación. El helado líquido se solidifica adquiriendo una forma definida.
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Actividad final 22 de la página 47 de tu libro de texto.
Justifica estas afirmaciones, basándote en las propiedades de cada estado de agregación: a) Un montón de arena está en estado sólido. b) Si se rompe el vaso, se derrama el agua. c) Un ambientador perfuma toda la habitación. d) Podemos apretar un globo con las manos. a) Un montón de arena tiene una forma invariable, siempre que no actúe sobre él una fuerza que cambie su forma, y no tiene tendencia a fluir como los líquidos y los gases. b) El agua fluye con facilidad y toma la forma del recipiente. Si se rompe el recipiente, el agua fluye libremente hasta encontrar un obstáculo que la retenga. c) El perfume, al ser un gas, tiende a ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene. En este caso, se expande con facilidad por toda la habitación. d) El globo está lleno de aire, el cual, al ser un gas, se puede comprimir con facilidad.
Ahora te toca a ti... 1 Indica cómo se llaman los siguientes cambios de estado: a) De sólido a líquido ___________________________________________________________________________________________ b) De sólido a gas ________________________________________________________________________________________________ c) De gas a sólido ________________________________________________________________________________________________ d) De líquido a sólido ___________________________________________________________________________________________ ¿Hay más cambios de estado posibles aparte de los anteriores? Indícalos.
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2 Empareja: Sólido. Líquido. Gas.
Ocupa todo el espacio del recipiente. Tiene forma fija y definida. Toma la forma del recipiente pero no se comprime.
3 ¿En qué estado se encuentran estas sustancias a temperatura ambiente? Justifica tu respuesta. a) El agua. b) El hierro. c) El aire. d) El azúcar.
4 Explica qué se entiende por punto de fusión y por punto de ebullición. Incluye como ejemplo los valores que le corresponden al agua.
5 El punto de fusión del hierro es 1 536 ºC y su punto de ebullición de 3 000 ºC. Explica por qué a temperatura ambiente el hierro está en estado sólido y para que pase a estado líquido hay que calentarlo por encima de los 1 536 ºC.
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Los estados de la materia. La teoría cinética Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
Ficha de refuerzo de competencias 4 En esta ficha trabajarás... La teoría cinética. Las aplicaciones de la teoría cinética.
Recuerda que... Para explicar los estados de la materia, sus propiedades y los cambios de estado se utiliza la teoría cinética, según la cual cualquier sustancia ya sea sólida, líquida o gas, está formada por partículas que tienden a moverse más o menos dependiendo del estado de agregación en el que se encuentre la sustancia. Así, según la teoría cinética: Un gas está formado por partículas que se mueven libremente y que chocan continuamente entre sí y con las paredes del recipiente. Además, cuando se calienta el gas, las partículas se mueven más rápidamente y aumenta la temperatura. En un líquido las partículas también se mueven libremente, pero no pierden el contacto. Además, sucede como en el gas, que si se calienta, las partículas del líquido se mueven con mayor velocidad y aumenta la temperatura. En el caso de un sólido las partículas apenas pueden moverse, pero sí pueden vibrar. Cuando calentamos el sólido, sus partículas vibran con mayor intensidad, llegando incluso a dilatarse, además de aumentar su temperatura. Al calentar o enfriar las sustancias hasta unas determinadas temperaturas ocurren los cambios de estado. La teoría cinética explica cómo sucede un cambio de estado basándose en que las partículas adquieren mayor o menor capacidad de movimiento. Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 36, 37, 38, 39 y 40. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de continuar con las actividades.
Resolvemos ejercicios... Mira con atención el procedimiento que se sigue y cómo se detallan las explicaciones para que luego puedas resolver tú las actividades que se te proponen.
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Actividad final 34 de la página 48 de tu libro de texto.
Explica, utilizando la teoría cinética, la diferencia entre: a) Un sólido y un líquido. b) Un líquido y un gas. ¿Qué tienen en común los tres estados de agregación según esta teoría? La teoría cinética explica perfectamente cómo son desde el punto de vista microscópico las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. a) En un sólido las partículas apenas pueden moverse, vibrando alrededor de una posición fija. Las fuerzas de atracción son grandes. En el caso de un líquido, las partículas se mueven con libertad, aunque sin perder el contacto, pues, aunque débiles, existen fuerzas de atracción entre ellas. b) El gas se diferencia del líquido en que entre sus partículas no hay fuerzas de atracción, ni tampoco están en contacto, pues hay grandes distancias entre unas y otras. La materia en los tres estados de agregación está formada por partículas que tienden a moverse en mayor o menor medida.
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Actividad 15 de la página 36 de tu libro de texto.
Según la teoría cinética, ¿qué ocurrirá cuando se enfría un gas? ¿Y cuándo se calienta? Según esta teoría, cuando se enfría un gas las partículas se mueven a menor velocidad y disminuye la temperatura. Al calentarlo ocurre lo contrario: las partículas aumentan su velocidad y la temperatura se incrementa. Recuerda que la teoría cinética dice que un gas está formado por partículas que se mueven continuamente y al azar.
Ahora te toca a ti... 1 Completa este texto: La teoría __________________ dice que los __________________ están formados por partículas que se __________________ continuamente y al azar, y que __________________ entre sí y con las paredes del recipiente. Además, cuando calentamos el gas, las __________________ se mueven más __________________, aumentando la presión y la __________________ en el interior del recipiente. 2 Haz, de acuerdo con la teoría cinética, un dibujo de un gas contenido en un recipiente y explícalo.
3 ¿Qué ocurrirá cuando calentamos un recipiente que contiene un gas en su interior, aumentará o disminuirá la presión? Trata de explicarlo utilizando la teoría cinética.
4 Haz un dibujo de una sustancia sólida y de una sustancia líquida según la teoría cinética y explica la diferencia entre ambas.
5 ¿Por qué cuando calentamos un líquido llega un momento en que pasa al estado gaseoso? Consulta el esquema de la página 39 de tu libro y explícalo, incluyendo un dibujo.
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Los estados de la materia. La teoría cinética Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
Ficha de evaluación de competencias 1 Explica qué se entiende por materia e indica al menos tres ejemplos de sustancias que puedan considerarse materiales.
2 Indica si los siguientes enunciados son correctos o falsos, explicando tu respuesta: a) El aire no es materia porque no se puede tocar. b) El volumen es una propiedad específica de los cuerpos materiales. c) La luz y el sonido no son materia. d) El peso es una propiedad característica, porque hay objetos que pesan mucho.
3 Contesta brevemente a las siguientes cuestiones: a) ¿Cuál es la fórmula que se usa para calcular la densidad? b) ¿En qué unidades se puede expresar la densidad, además de en g/cm3? c) ¿Qué significa para un objeto que su densidad es 1,6 g/cm3?
4 Un cuerpo tiene una masa de 275 g y su volumen es de 500 cm3. Calcula su densidad e indica qué ocurrirá si se mete este objeto en un recipiente con agua, sabiendo que la densidad del agua es 1 g/cm3. Explica tu respuesta.
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5 Escribe en un párrafo las propiedades que caracterizan una sustancia sólida, una sustancia líquida y una sustancia gaseosa, indicando un ejemplo de cada tipo.
6 ¿Qué nombres reciben los cambios de estado de sólido a gas y de gas a líquido? Explica la diferencia entre fusión y solidificación.
7 Describe, utilizando la teoría cinética, cómo se comportan las partículas de un gas y de un líquido.
8 ¿Qué ocurre según la teoría cinética cuando se calienta o se enfría una sustancia en estado gaseoso? ¿Puede llegar a cambiar de estado si el enfriamiento continúa?
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Los estados de la materia. La teoría cinética Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
Ficha de ampliación de contenidos 1 Tenemos tres líquidos A, B y C de densidades dA 3 g/cm3, dB 2,7 g/cm3 y dC = 3,5 g/cm3. Si suponemos que al mezclarlos el volumen final es la suma de los volúmenes añadidos, calcula: a) La densidad de una mezcla de 1 L de A y 2 L de B. b) El volumen de C que debemos añadir a la mezcla anterior para que la densidad sea de 3,1 g/cm3.
2 Para estudiar el punto de fusión de un sólido desconocido hemos calentado una muestra del mismo y hemos registrado los cambios de temperatura a intervalos de 2 minutos, obteniendo esta tabla de valores: T (ºC) t (min)
10 0
24 2
38 4
45 6
45 8
52 10
a) ¿Cuál es el punto de fusión del sólido estudiado? b) ¿Cuánto ha tardado en fundirse el sólido a la vista de los datos anteriores?
3 Para estudiar el comportamiento de un gas hemos introducido una cierta cantidad en una botella provista de un termómetro y conectada con un manómetro. A continuación hemos calentado la botella y registrado los valores de temperatura y presión, con el siguiente resultado: T (ºC) p (Pa)
20 5 000
35 5 255
57 5 650
89 6 175
124 6 785
190 7 900
a) Representa la presión frente a la temperatura, expresada en kelvin. ¿Qué tipo de dependencia se observa? b) ¿Se corresponde este resultado con alguna ley conocida? ¿Cuánto valdrá la constante «k» en este caso concreto?
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4 Durante los cambios de estado coexisten dos estados diferentes de la materia (por ejemplo, sólido y líquido o líquido y gas). Utiliza libros o la red Internet para averiguar qué es el «punto triple del agua» y explica en qué consiste y a qué valores de temperatura y presión se da.
5 ¿Será siempre el punto de ebullición mayor que el punto de fusión para todas las sustancias? Razónalo utilizando la teoría cinética y la explicación que esta proporciona para los cambios de estado.
E investiga sobre... ENFRIAR EL AIRE Conseguir temperaturas muy bajas ha sido un reto para los científicos que estudiaban la materia, superado ya en el siglo XIX. A su vez, esta tecnología ha encontrado aplicación en nuestra vida cotidiana, en frigoríficos y aparatos de aire acondicionado. Como vas a ver, los gases desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de estas máquinas. Realiza un trabajo de investigación con los siguientes apartados: a) ¿Qué le ocurre a la temperatura de un gas que se expande, es decir, que aumenta su volumen? b) ¿De qué partes consta esencialmente una máquina de aire acondicionado? c) ¿Cuál es la función del compresor que poseen? d) ¿Qué gas contienen estas máquinas en su interior? ¿Cuál es su misión? e) Resume esquemáticamente el funcionamiento de una máquina de este tipo.
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Solucionario Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
Ficha de refuerzo de competencias 1 1 Toda sustancia que posee masa y volumen se dice que es materia. Hay muchos tipos de materia, y en todos los casos las sustancias tienen propiedades generales y propiedades características. Las propiedades generales no permiten identificar de qué sustancia se trata, al contrario que ocurre con las propiedades características. 2 Es materia porque poseen masa y volumen: agua, madera, aire, vidrio, petróleo, gas butano. No es materia, porque no tienen masa ni volumen: luz, sonido, rayos X. 3 El volumen de un objeto irregular se puede medir sumergiéndolo en una probeta que contenga agua hasta un cierto nivel. El incremento de nivel experimentado en el agua corresponde al volumen del objeto. 4 a) No es correcto que el aire no sea materia porque no se vea ni se toque; un objeto material es el que tiene masa y volumen, como es el aire, entre otros. b) Son materia el aire, una roca, un sofá o una piedra, porque tienen masa y volumen. 5 Se trata de describir detalladamente un objeto. Por ejemplo, si se selecciona una goma de borrar se puede decir que es un objeto de pequeño tamaño, con forma geométrica similar a un prisma de base rectangular, de cierto color y con algo de elasticidad, que se deshace al frotarlo sobre una superficie como el papel, y de masa pequeña.
Ficha de refuerzo de competencias 2 1 Ambos tienen la misma densidad, porque se trata del mismo material. La densidad no depende del tamaño del objeto, sino de su naturaleza. 2 d 5 g/cm3. Significa que cada centímetro cúbico del objeto tiene una masa de 5 gramos. 3 Masa del objeto 0,75 kg 750 g. 750 g d 3 g/cm3. Significa que cada centímetro cúbico del objeto tiene una masa de 3 gramos. 250 cm3 4 Se trata del aluminio. 5 a) b) c) d)
El aceite flota sobre el agua porque es menos denso. El corcho flota sobre el agua porque es menos denso. El aluminio se hunde en el agua porque es más denso. El corcho es el menos denso y flota sobre el aceite, que a su vez flota sobre el agua por ser menos denso que esta.
Ficha de refuerzo de competencias 3 1 a) Fusión. b) Sublimación. c) Sublimación inversa. d) Solidificación. Otros: De líquido a gas. Vaporización o evaporación. De gas a líquido. Condensación. 2 Sólido. Tiene forma fija y definida. Líquido. Toma la forma del recipiente y no se comprime. Gas. Ocupa todo el espacio del recipiente. 3 a) b) c) d)
El agua. Líquido porque toma la forma del recipiente pero no se comprime. El hierro. Sólido porque tiene forma fija y definida. El aire. Gas porque toma la forma del recipiente y se comprime con facilidad. El azúcar. Sólido porque sus pequeñas partículas tienen forma fija (se ven a simple vista). © Grupo Editorial Bruño, S. L. Material fotocopiable autorizado
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4 El punto de fusión es la temperatura a la que ocurre el cambio de estado entre sólido y líquido, y el punto de ebullición la temperatura a la que se da el cambio entre líquido y gas. En el agua, el punto de fusión es 0 ºC y el punto de ebullición es 100 ºC a la presión atmosférica normal. 5 A temperatura ambiente el hierro está en estado sólido porque se encuentra por debajo de su punto de fusión. Para que pase a estado líquido habrá que calentarlo como mínimo hasta 1 536 ºC, su punto de fusión.
Ficha de refuerzo de competencias 4 1 La teoría cinética dice que los gases están formados por partículas que se mueven continuamente y al azar, y que chocan entre sí y con las paredes del recipiente. Además, cuando calentamos el gas, las partículas se mueven más rápidamente, aumentando la presión y la temperatura en el interior del recipiente. 2 El gas está formado por pequeñas partículas que se mueven continuamente y al azar, chocando entre sí y con las paredes del recipiente. (Ver dibujo de página 36 del Libro del Alumno). 3 La presión viene dada por el choque de las partículas contra el recipiente. Al calentar, las partículas se moverán más rápidamente y aumentará el número de choques, por lo que se incrementará la presión. 4 En un sólido las partículas apenas pueden moverse, pero pueden vibrar; en un líquido se mueven con libertad pero sin perder el contacto; en un gas ya no hay contacto entre las partículas y se mueven libremente. (Ver dibujo de página 39 del Libro del Alumno). 5 Al calentar el líquido las partículas se mueven cada vez más rápidamente, sin perder el contacto en principio, hasta que finalmente vencen las fuerzas de atracción y comienzan a moverse libremente, pasando de este modo al estado gaseoso.
Ficha de evaluación de competencias 1 Materia es todo aquello que posea masa y volumen, como el agua, una piedra o un trozo de metal. 2 a) b) c) d)
Falso. El aire tiene masa y volumen por lo que es materia. Falso. Es una propiedad general porque no sirve para identificar a un cuerpo. Verdadero. La luz y el sonido no tienen masa ni volumen. Falso. El peso es una propiedad general porque no caracteriza a un cuerpo.
m V b) Se puede expresar en unidades del SI: kg/m3. c) Significa que cada cm3 de este objeto tiene una masa de 1,6 g. Es decir, su masa es 1,6 g por cada cm3.
3 a) d
4 d 0,55 g/cm3. En el agua flotará por ser menos denso que esta. 5 Sólidos. Tienen forma fija y definida, y no se pueden comprimir. Líquidos. Su forma es la del recipiente que los contiene, pero no se pueden comprimir. Gases. Su forma es la del recipiente, pero se pueden comprimir con facilidad. Ejemplos: sólido (un lápiz); líquido (un zumo); gas (dióxido de carbono). 6 Cambio de estado de sólido a gas se llama sublimación y de gas a líquido se llama condensación. Fusión es el cambio de estado de sólido a líquido, frente a solidificación que es el contrario, de líquido a sólido. 7 En ambos casos las partículas se mueven libremente; la diferencia es que en el líquido no llegan a perder el contacto, mientras que en el gas no hay contacto entre las partículas, salvo cuando chocan. 8 Al calentar o enfriar el gas, las partículas se mueven más o menos rápidamente. Si se enfría lo suficiente, las partículas pueden llegar a restringir tanto su movimiento que el gas pasa de estado gaseoso a líquido. © Grupo Editorial Bruño, S. L. Material fotocopiable autorizado
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Ficha de ampliación de contenidos 1 a) Calculamos la masa de los 3 L de mezcla y dividimos por su volumen para hallar la densidad: 3g 2,7 g Masa mezcla 1 000 cm3 3 2 000 cm3 8 400 g cm3 cm 8 400 g d 2,8 g/cm3 3 000 cm3 b) El volumen buscado (V, en cm3) se obtiene despejando de la siguiente igualdad: 8 400 3,5 V 3,1 3 000 V El resultado es V 2 250 cm3 (2,25 L). 2 a) El punto de fusión es de 45 ºC, pues es la temperatura que se mantiene constante durante un cierto intervalo de tiempo. b) Los datos son insuficientes para saber el tiempo exacto que el sólido ha tardado en fundirse; sí podemos afirmar que ha sido de al menos 2 minutos, pues durante ese tiempo se mantuvo constante la temperatura.
Presión (Pa)
3 a) Se trata de una dependencia lineal, pues la gráfica es una recta. 8 500 8 000 7 500 7 000 6 500 6 000 5 500 5 000 4 500
300
350
400 450 Temperatura (K)
b) Los resultados obtenidos se ajustan a la ley de Gay-Lussac, porque relacionamos la presión con la temperatura a volumen constante, y la dependencia es lineal. La pendiente de la recta nos da el valor de la constante, que en este caso es k 17,1 Pa/K. 4 Se trata del valor de temperatura a la cual coexisten simultáneamente el hielo, el agua líquida y el vapor de agua, en ausencia de aire. Se consigue en un recipiente cerrado a la temperatura de 0,01 ºC y la presión de 4,588 Torr (1 atm 760 Torr). 5 Según la teoría cinética, los cambios de estado son el resultado de comunicar energía a las partículas que forman el sistema material. La temperatura es una medida de esa energía, que es mayor en las partículas de un gas que en las de un líquido; por lo tanto, el sistema debe alcanzar una temperatura superior para convertirse en gas y el punto de ebullición será siempre mayor que el de fusión.
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