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Recuerda que materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar ar en el espacio. esp Todos los cuerpos materiales poseen esas dos cualidades. Por ello decimos que la masa y el volumen volu son dos propiedades generales de la materia.
Masa Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo y para medirla utilizamos una balanza. La unidad fundamental es el kilogramo (kg). Si queremos medir masas más pequeñas utilizamos el hectogramo (hg), decagramo (dag), el gramo (g), decigramo (dg), centigramo (cg) o miligramo (mg). Para cantidades mayores utilizamos la tonelada (tm).
Volumen Es el espacio que ocupa un cuerpo. La unidad fundamental para medirlo es el m3. Para medir volúmenes más pequeños que el m3 utilizamos sus submúltiplos: dm3, cm3 y mm3. Para medir volúmenes mayores que el m3 la unidad más utilizada es el hectómetro cúbico (hm3). El volumen de los cuerpos líquidos lo podemos calcular mediante recipientes medidores como la probeta, pipeta, jeringa, bureta y matraz aforado. En el caso de los sólidos procederíamos introduciendo el objeto en el interior del líquido y observando el aumento de volumen experimentado en éste. También podemos usar diferentes fórmulas matemáticas cuando el cuerpo es un poliedro regular.
1. Relaciona, en tu cuaderno, las siguientes medidas con sus unidades y símbolos correspondientes. El peso de un niño El peso de un camión cargado de tierra El agua que cabe en una piscina La composición de un medicamento El agua que sale de un grifo por minutos El peso de un teléfono móvil Cantidad de jarabe que debo tomarme
Toneladas Gramos Litros Metros cúbicos Centímetros cúbicos Kilogramos Gramos
kg g m3 cm3 tm L g
A Aunque en el lenguaje normal el peso y la masa puedan parecer conceptos iguales, desde el punto de vista científi í co son dos magnitudes diferentes y que no debemos confundir.
MASA Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo cuerpo.
PESO Peso es la fuerza con la que la Tierra (gravedad) atrae u un cue erpo.
MEDIDA DEL PESO Como el peso es una fuerza, se mide en unidades de fuerza. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de fuerza es el Newton que se representa con el símbolo N. También empleamos para su medida el Kilopondio (kp), que representa el peso de una masa de 1 kg en la superficie terrestre. Para medirlo utilizamos un aparato llamado dinamómetro.
Un cuerpo de un kilogramo tiene la misma masa en la Tierra y en la Luna, sin embargo su peso es distinto pues la fuerza de gravedad en la Luna es menor que en la Tierra.
5. Si dejo caer una piedra desde una altura de 6. diez metros en la Tierra y repito la experiencia a la misma altura en la Luna, ¿Cuál llegará más rápido? ¿Por qué? ¿Cuál llegaría al 7. suelo con mayor velocidad?
¿Dónde crees que saltarías más alto, aquí en la Tierra o en la Luna? Y ¿Dónde crees que correrías más? Explícalo. Investiga cuál es la gravedad de los diferentes planetas del sistema Solar.
La materia tiene unas propiedades específi í cas que la caracterizan: dureza, solubilidad, conductividad, color, magnetismo, densidad… Vamos a centrar nuestra atención en la densidad y en algunas de las consecuencias y principios asociados a ella: flotabilidad y Principio de Arquímedes.
La densidad es la relación que existe entre la cantidad de materia de un cuerpo y el espacio que ocupa, es decir, su volumen. Relacionada directamente con la densidad, los cuerpos poseen una característica llamada flotabilidad. La flotabilidad es la capacidad que tienen los cuerpos de mantenerse en la superficie de un líquido sin hundirse.
Arquímedes
El agu gua es más denso que el aceite, por eso al echar estos dos líqui uidos en un recipiente, el aceite se queda arriba. A mayor densidad menos flotabilidad. La poca densidad del agua conde gelada hace que el iceberg flote. g
El principio de flotabilidad fue descubierto por un sabio griego llamado Arquímedes en el siglo III a.C, que lo enunció de la siguiente manera:«Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja».
8. Piensa y experimenta. Si introducimos dos objetos idénticamente iguales, uno de madera y otro metálico en un recipiente lleno de agua hasta el borde, situado sobre un plato, al meter los objetos en el agua se derramará parte del líquido. ¿Cuál de los dos objetos derramará más agua? ¿Por qué?
9. Supón que has encontrado un tesoro en el fondo del mar y quieres poner una señal sobre el agua, para encontrarlo cuando vuelvas. ¿Cómo lo harías y qué tipo de material utilizarías?
10. Si pones una superficie lisa inclinada y haces una carrera con varias gotas, una de agua, otra de gel, otra de miel y otra de aceite, ¿Cuál sería la ganadora? ¿Cuál llegaría en última posición?
La materia, según las sustancias que la forman, puede clasificarse en dos categorías principales: sustancias puras y mezclas.
Sustancia pura es aquella que tiene una composición fija. Una sustancia pura puede ser:
Elemento
Compuesto
No puede descomponerse en otras más sencillas, está constituida por una única sustancia.
Está constituida por más de un elemento, pero con una composición fija.
ORO
ALUMINIO
AGUA
SAL
CLORO
GRAFITO
CUARZO
AMONIACO
HIERRO
11. Investigad de forma grupal los siguientes aspectos sobre la materia. Para ello podéis recurrir al enlace: http://www.ptable.com. – ¿Cuántos elementos distintos hay en la naturaleza? Escribe el nombre de los diez que más te suenen. Escribe tres que no hayas escuchado nunca. – Averigua de dónde vienen los nombres de los siguientes elementos y por qué se le han
puesto: Einstenio, Polonio, Californio, Selenio, Nobelio, Mendelevio, Fermio, Curio, Plutonio. – De los siguientes compuestos, busca de qué elementos están hechos: Gas propano, el agua, la sosa cáustica, ácido sulfúrico, el nitrato de plata y el dióxido de carbono. – Si suponemos que unas bolas son piezas de un puzzle y que las bolas rojas son hidrógeno, las azules oxígeno, las verdes son carbono, y sabemos que el agua es H2O, dibuja cómo formaríamos el agua.
Una mezcla es un compuesto de varias sustancias que puede variar su composición. Las mezclas pueden ser de dos tipos: mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas. A continuación las desarrollamos.
Heterogénea Se diferencian distintos componentes a simple vista. En la mezcla de la leche con las fresas podemos diferenciar perr fectamente ambos elementos.
Homogénea No pueden diferenciarse sus componentes a simple vista. Se llaman disoluciones y en ellas el componente que se presenta en mayor cantidad se llama disolvente, mientras que los demás son el soluto.
Una vuelta por el mundo En mi cocina Cuando cocinamos lo que hacemos es mezclar diferentes ingredientes para realizar los platos. A veces, son mezclas heterogéneas, como las ensaladas; y otras homogéneas, como las salsas. – Recuerda alguno de los platos que comes en tu casa y di si una vez realizados son mezclas heterogéneas. – Busca en casa o recuerda alguna receta que consista en la realización de una mezcla homogénea.
12. Une con flechas, en tu cuaderno, las siguientes definiciones: Su composición es variable y no distinguimos sus componentes. Tiene una composición fija. No pueden descomponerse en otras sustancias más simples. Está formada por otras sustancias, pero su composición es fija. Su composición no es fija. Distinguimos los componentes a simple vista.
Mezcla Mezcla heterogénea Elemento Compuesto Sustancia pura Mezcla homogénea
Heterogéneas
Decantación: se separan los componentes
Imantación: se separan los componentes porr
porque tienen diferente densidad. Consiste en dejar en reposo la mezcla para que los componentes más densos se vayan al fondo.
que uno de ellos puede ser atraído por un imán.
Tamización: se separan componentes de dife-
Filtración: se usa para separar los sólidos de los líquidos. Consiste en hacer pasar la mezcla a través de un filtro que deja pasar la sustancia líquida y retiene la sólida.
rentes tamaños. Consiste en pasar la mezcla por un tamiz o criba donde las partículas más pequeñas pasan y se quedan las más grandes.
13. Realiza en tu cuaderno un diseño de un ta- 15. Supón que se te ha roto el cuello de una bomiz, detalla los materiales que necesitarías y explica el proceso que seguirías para construirlo. ¿Qué usos se le podrían dar?
14. Explica qué técnica de las que hemos estudiado usarías para separar las siguientes mezclas: Arena y cantos rodados,vinagre y aceite, agua y barro, latas de conserva y envases de plástico.
tella y han caído algunos cristales dentro. ¿Qué utensilio podrías utilizar para filtrar el líquido y estar totalmente seguro que no cae ningún resto de cristal?
16. Los buscadores de oro en el antiguo oeste americano, ¿qué método utilizaban para separar las partículas de oro del resto de la arena y del agua?
Homogéneas
Vaporización: La vaporización es el nombre que recibe
el proceso en el cual un fluido pasa del estado líquido al gaseoso como consecuencia de la acción del calor sobre el mismo. Existen dos tipos de vaporización: la ebullición y la evaporación. Un ejemplo de ello es la producción de las pastillas de caldo concentrado.
Cristalización: La cristalización es un proceso por el cual ciertas sustancias adoptan la forma cristalina; y se utiliza en las mezclas homogéneas conformadas por un sólido (soluto) disuelto en agua (disolvente) para separar la sustancia sólida, eliminando la líquida que no interesa recuperar, por evaporación. Un ejemplo de ello es el proceso de la obtención de la sal en las salinas. Destilación: es la operación de separar, mediante evaporación y condensación, los diferentes componentes líquidos, sólidos disultos en líquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada una de las sustancias. El agua del mar, por ejemplo, puede purificarse fácilmente evaporando el agua, y condensando después el vapor para recoger agua destilada.
17. El trabajo de una depuradora consiste en 19. Investiga sobre cuál es la mezcla que utiliza retirar del agua todos los componentes que hemos vertido para poder reutilizar ese agua. ¿Qué métodos utilizarías para separar los siguientes vertidos: jabones, papeles, aceites, plásticos que se han podido escapar?
como mortero cualquier persona que trabaje o haya trabajado en el sector de la construcción. Para ello puedes consultar el enlace:
18. Investiga sobre otros fenómenos de crista-
Realiza en tu cuaderno a continuación las siguientes anotaciones: – Qué elementos se mezclan. – Qué cantidad aproximada de cada elemento se utiliza para la mezcla.
lización que se producen en la naturaleza y qué formas producen en algunas materias.
http://links.edebe.com/pgvfu4
Es aquel en el que se modifica la naturaleza de una sustancia convirtiéndose en otra u otras nuevas. Generalmente esos cambios no son reversibles. Algunos de los cambios químicos más habituales en la naturaleza son:
Descomposición
Fermentación
La descomposición de la materia es un proceso que llevan a cabo unos microorganismos que transforman la materia orgánica en inorgánica.
La fermentación es un proceso que realizan los microorganismos, en su nutrición, y transforman unos componentes naturales en otros.
Oxidación
Combustión
La oxidación: es un proceso en el que algunos metales en contacto con el aire o el agua, reaccionan con el oxígeno y se oxidan.
La combustión: es una reacción entre un material (combustible) y el oxígeno en el que una sustancia arde o se quema y generalmente desprende luz y calor.
La reacción química es aquel proceso químico en el cual dos sustancias o más, denominados reactivos, por la acción de un factor energético, se convierten en otras sustancias designadas como productos. Por ejemplo, el hierro combinado con el oxígeno reacciona produciendo óxido de hierro. O Fe
Hierro (Reactivo)
+
O
Oxígeno (Reactivo)
O =
Fe
O
Óxido de hierro Producto
Alguna de las aplicaciones más habituales de los cambios químicos ímicos son la producción prod de alimentos, al la obtención de compost y la fabricación de materiales aislantes. El ser humano ha aprendido a utilizar la fermentación que realizan algunas bacterias para la producción industrial de alimentos como el queso y el yogur. Así mismo, la fermentación producida por un tipo de hongos microscópicos, las levaduras, es utilizada para la elaboración del pan. La aplicación de los cambios químicos en la industria permite la fabricación de materiales con nuevas propiedades. Es el caso de los materiales aislantes que conducen el calor con dificultad. Estos materiales se usan, por ejemplo, en la confección de trajes para bomberos (aíslan del calor) y para submarinistas (aíslan del frio). El compostt es un abono agrícola obtenido a partir de la descomposición de residuos orgánicos. La actividad de organismos descomponedores como bacterias y hongos transforma los residuos en sustancias útiles para las plantas.
20. Existen algunas características que nos in- 22. De los siguientes cambios, copia en tu cuadican que se ha producido un cambio químico. Escribe en tu cuaderno las que sean ciertas: – La aparición de un olor, es señal de que algún material nuevo acaba de aparecer debido a la transformación química de los materiales que había al principio.
derno sólo los que sean químicos: – Corrosión del hierro. – Combustión de la gasolina en el motor de un coche. – La formación del arco iris. – Cuando un cubito de hielo se funde. – La rotura de una copa de cristal
– El hecho de que una sustancia cambie de 23. Investiga qué material se utiliza para hacer los trajes de los submarinistas y busca inforr estado quiere decir que una transformación mación sobre dónde se obtiene dicho matequímica ha ocurrido. rial. – El cambio de color en una manzana indica 24. En el proceso de la digestión, la comida la que se han formado nuevas sustancias. convertimos en alimentos para las células. 21. En una depuradora de agua de una localiExplica si es, por lo tanto, un cambio físico o dad, ¿qué podríamos hacer con los restos químico. Justifica tu respuesta. de materia orgánica que se obtienen?
25. Copia en tu cuaderno este mapa conceptual, complétalo añadiendo los conceptos y las palabras enlace que faltan.
LA MATERIA
tiene
se clasifica en
Volumen
si tiene composición fija
..................................
Mezcla se mide con la se mide en
se mide con
su unidad es puede ser si no p puede descompo- ....................... nerse en otros
KG
Probeta
Compuesto p
si se diferencian componentes
..................
Homogénea
26. Con ayuda de una balanza y de una probeta, y sabiendo que para calcular la densidad de una sustancia hay que dividir la masa entre el volumen, explica cómo calcularías la densidad de los siguientes cuerpos:
27. Si mezclamos agua y aceite, ¿Qué tipo de mezcla obtenemos? ¿Qué técnica de separación podemos utilizar para separarlos?
28. Si mezclamos agua con azúcar, ¿Qué tipo de mezcla obtenemos? ¿Cuál es el soluto? ¿Y el disolvente?
29. Busca una canción muy conocida e intenta cambiarle la letra por algunas de las definiciones que hemos dado en esta unidad. Es posible que salga algún estribillo que te ayude a estudiar algunos de los contenidos de la unidad.
30. Busca información del trabajo que hace una persona en unas salinas. – ¿Qué tipo de fenómeno se produce en las salinas? – Describe el proceso completo de obtención de la sal. – ¿Cuál es la salina más cercana a tu localidad?
31. Fíjate en las imágenes que tienes debajo. – Colócalas en el orden correcto en función del proceso que se describe. – ¿Qué tipo de fenómeno se produce? Justifica tu respuesta.
A
B
C
32. Cuál es la diferencia entre ebullición y evaporación? Justifica tu respuesta. 33. Mediante la técnica de trabajo cooperativo «1-2-4» confecciona una prueba de evaluación que sirva para repasar los contenidos de la unidad.
34. Qué método utilizarías para separar las siguientes mezclas: agua y aceite, agua y sal, agua y arena, agua y alcohol,limaduras de hierro, serrín y agua, arena y grava.
35. De los siguientes compuestos, ¿Cuáles son mezclas homogéneas y cuáles heterogéneas? sopa de verduras, granito, agua salada, batido de chocolate, agua azucarada, mortero.
36. ¿Con qué elementos de los que puedas encontrar en casa podrías realizar compost? Investiga sobre el proceso de realización del mismo y el beneficio que proporciona a las plantas.
ARQ QUÍ UÍME MEEDE D S Y LA COR O ON ONA A DE D HIE IERÓ RÓN RÓ N
1.
Después de leer atentamente el texto responde a las siguientes preguntas: – ¿Por qué crees que Arquímedes realizó el experimento? ¿ Por qué no los pesó? El oro que utilizó Arquímedes, ¿Era sólido o líquido?
2. Mira atentamente la imagen. En ella se describe una de las ideas de Arquímedes. Describe en tu cuaderno lo que ocurre en cada uno de los pasos del experimento.
A
B
C
3. Investiga y profundiza sobre las siguientes profesiones: orfebre, panadero, enólogo y un fabricante de quesos. Expón tu trabajo a los compañeros explicando la implicación de estas profesiones con el tema que hemos visto.
4. En la época de Arquímedes se atribuía la fermentación del vino, según la mitología clásica, a Dionisio, dios griego. En la actualidad ¿Pensamos lo mismo? ¿A quién se lo atribuimos ahora? Justifica tu respuesta teniendo en cuenta los contenidos abordados en la unidad.
5. Accede a la wikipedia y toma nota en tu cuaderno de todos los descubrimientos e inventos realizados por Arquímedes. ¿Cuáles de ellos son de uso actual?
C Competencias t i
En el siigl g o IIIIII a. a.C. C el re r y d de e Sirracus ac cus u a, Hieró ie eró rón n II, le le plla ant n eó a Arrq A qu uím ímed des e , el el sig igui uien en ntte ep pro ro obl be em ma. a Un or orfe ffe ebr b e le e hab bía fabri ab bririca c cad ado do al re r y una un na co coro ro ona de or oro y éste éste no es e ta aba ba sseg eg egur gur uro o de que que e hubiera era em er mp pllea eado do o todo el el oro ro, pe enssab ba que qu ue podí podí po día a ha habe aberr ssu ussttituid do pa part rte e de el or o o po por ottro oc com ompo om po one nent ntte má máss ec con nóm ómic ico o y ha h bers be rse qued edad ad a do co c n él é . Ar Arqu qu uím med e es e despu esspués é de much és mu ucho ch ho pens pe ensar nssar enc ncontró nttró lla a so solu luci ción ci ón par ara a avver erig igua ig u r si ua s el or o fe ebr b e ha abí b a ut utilliz izad ad do tod to do o el or o o o si p por or el co cont n raririo h nt ha abí b a su ust s ititui uido d p do par arte te del orro o por ot otro tro r mat ater eria iall má máss ec e on onóm óm mic co. Hiz i o lo sig igui uien ui ente en t : in te i trod trrod o ujjo una c ca ant an ntid i ad de or oro o ig igua uall qu que e la a que ue e el re reyy le e hab bía dad do en en un na pr pro rob obeta eta co et on ag agua y m mid idió id iió ó lla a su subi subi bida da dell agu gua aa all iint ntro nt ro odu duci cirr el oro o, po ostterio erriorm io orm rmen en nte te hiz izo o lo om mis issmo o con n la la c co oron na a y mid dió óe ell agua ag agu ua de esspl plaz plaz azad ad da dá d nd dos o e cu uen enta ta que ta ee ell vo volu lu ume men de men desp sp plaza la azado d do era mayo mayo or, lo qu ue de d mo mosst stra stra aba q que ue el or oro o de d la co coro rona ro na hab a íía a sido do o mez mez ezcl clad cl a o co ad con n ot otro ro met etal a más al á llig iger ig erro y po e porr lo o tan tan a to d dab aba ab a un u volu umen má máss gr grande gran an nde. El E reyy man man a dó eje jecu cu uta tarr al a orffeb ebre re..