Clasificación de la materia

Transcripción

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2 Cómo se clasifica la materia? Qué instrumentos o pruebas puedes usar para observar o medir la materia? Las propiedades físicas pueden medirse y observarse. Algunas propiedades físicas de la materia como el tamaño, el color y la forma pueden observarse usando tus sentidos. Medidas hechas por medio de instrumentos científicos pueden usarse para describir otras características físicas de la materia. Echemos un vistazo cercano a las propiedades más comúnmente observadas de la materia. Estado físico: Recuerdas la malteada de la que hablamos al inicio de esta selección? Es un ejemplo de los tres estados físicos de la materia: sólido, líquido y gaseoso. El helado es sólido y la malta es líquida. La sustancia que hace que la malta sea efervescente es un gas llamado dióxido de carbono. Un sólido tiene su propia forma, por lo tanto ocupa una cantidad de espacio determinado. Un libro, una mesa y un lápiz son ejemplos de sólidos. Un líquido también ocupa un lugar determinado en el espacio, pero no tiene una forma propia. Tomará la forma del recipiente que lo contenga. La leche, el jugo de naranja y el agua a temperatura ambiente, son todos líquidos. Un gas no ocupa un espacio definido. Llenará cualquier espacio disponible. El aire y el helio son ejemplos de gases. Masa: La masa es una medida que indica de cuánta materia está hecho un objeto o una sustancia. En un laboratorio de ciencias, la masa se mide en miligramos (mg.), gramos (g.) o kilogramos (kg.). La masa de un objeto puede medirse usando una balanza de platillos o una balanza de tres brazos. Una balanza de platillos (izquierda) compara las masas de objetos diferentes. El platillo que sostiene el objeto con mayor masa desciende, mientras que el platillo que sostiene el objeto con menor masa se eleva. Una balanza de tres brazos (derecha) se usa para medir la masa de un objeto. Por lo general, proporciona medidas más precisas que una balanza de platillos. 2

3 Atención! No confundas la masa con el peso. La masa es la cantidad de materia en un objeto. Usualmente se mide en gramos y kilogramos. El peso es la medida de la fuerza de gravedad actuando sobre un objeto. Los científicos miden el peso en unidades llamadas newtons. En nuestra vida cotidiana, algunas veces la gente mide el peso en libras y onzas. Gravedad: la fuerza que jala los objetos hacia el centro de la Tierra. Cómo actúa la materia cuando está en el agua? Qué pasa si se revuelve en el agua? Cómo reacciona ante un imán? Otras propiedades de la materia describen cómo actúan las sustancias en presencia de otras sustancias. Por ejemplo, qué pasa cuando un objeto se expone al agua o a imanes? Qué pasa cuando los objetos se exponen a la energía? Magnetismo: El magnetismo es una propiedad física de algunos metales, como el hierro. Un imán puede atraer o jalar objetos hechos de esos metales hacia él, e incluso puede levantar a algunos de ellos. No todos los metales son magnéticos. El aluminio, el cobre, el estaño y el oro no son atraídos por imanes. Materiales no metálicos, como el plástico la madera y el papel, tampoco son atraídos por los imanes. Densidad relativa: Cuando un objeto se hunde o flota en comparación con otro objeto, se conoce como densidad relativa. En la imagen de la izquierda, el pato de plástico tiene una densidad menor que el clavo de hierro. Es por eso que el pato está flotando y el clavo se ha hundido al fondo. Qué otro objeto es más denso que el pato? La habilidad de conducir o aislar energía térmica o eléctrica: Los materiales que permiten que la energía pase a través de ellos fácilmente son llamados conductores. Muchos metales como el cobre, el hierro y el aluminio, son buenos conductores tanto de energía térmica como eléctrica. Las ollas y sartenes por lo general se hacen de metal porque conducen muy bien la energía térmica. Los cables usados en los circuitos por lo general se hacen de cobre porque es un buen conductor de la energía eléctrica. Los aislantes son materiales que detienen o retrasan el flujo de energía. La madera, el plástico y la tela son aislantes tanto de energía eléctrica como térmica. 3

4 Atención! Solubilidad en agua: La solubilidad es la habilidad de un sólido de disolverse en un líquido. Disolverse significa esparcirse de manera uniforme en el líquido. Ya que el azúcar como la sal se disuelven en el agua, ambos se consideran como solubles en agua. Muchos sólidos, como la arena y las limaduras de hierro, no son solubles en agua. Ahora inténtalo Toma unos cuantos minutos para examinar las propiedades físicas de los objetos de la vida cotidiana. 1. Para completar esta actividad, necesitarás los siguientes materiales: una balanza de brazos una barra de imán un vaso de precipitados lleno de agua hasta la mitad varios objetos pequeños, como clavos de hierro, una canica, un bloque de madera y una pieza de papel aluminio (cada objeto debe caber completamente en el vaso de precipitados) 2. Registra el estado físico de cada objeto. 3. Predice cuál objeto tiene la mayor masa y cuál objeto tiene la menor masa. Luego usa la balanza de tres brazos para medir la masa de cada objeto. (Si uno de tus objetos es redondo, tal vez tengas que ponerlo en un vaso de precipitados vacío, para que se mantenga en equilibrio. Para determinar la masa de un objeto redondo, resta la masa del vaso de precipitados vacío de la masa combinada del vaso de precipitados y el objeto redondo). 4. Predice si cada uno de los objetos es magnético. Luego, coloca el imán al lado de cada objeto y registra qué pasa. 5. Predice si cada uno de los objetos es más denso que el agua en el vaso de precipitados. Luego, coloca cada objeto en el agua y registra qué pasa. Rincón profesional: Qué es la ingeniería de materiales? Un ingeniero de materiales trabaja con metales, cerámica, plásticos y otras sustancias para crear nuevos materiales y nuevas maneras de usarlos basándose en sus propiedades físicas. Estos son algunos productos nuevos y fascinantes 4

5 desarrollados por ingenieros en materiales: ropa que repele mosquitos, plásticos que ayudan a reparar huesos destrozados y ropa elástica que vuelve a su forma original. Los ingenieros de materiales deben tener un título en ciencias de materiales, ingeniería o un campo relacionado. Científicos que se destacan: Piel electrónica John Rogers, un científico en materiales de la Universidad de Illinois en Urbana, Champaign, combinó su conocimiento de electrónica y del cuerpo humano para crear una pequeña calcomanía que puede registrar los signos vitales de una persona: frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria y la temperatura. Rogers y sus colegas han construido un dispositivo electrónico que se adhiere a la piel de una persona, como un tatuaje temporal. Cuando se coloca en la frente o en la muñeca de una persona, la calcomanía (que es más pequeña que una estampilla postal) puede registrar signos vitales. También puede registrar ondas cerebrales, flujo sanguíneo y movimiento muscular. 5

6 Qué tanto sabes? La materia tiene muchas propiedades físicas que pueden observarse y usarse para su clasificación. Mira la tabla de abajo. Empareja cada propiedad con su definición. Luego, escribe un ejemplo de cada propiedad en la tercera columna. Escribe tus respuestas en oraciones completas. Propiedades físicas de la materia Conductor de energía Magnetismo Masa Estado físico Densidad relativa Solubilidad Propiedad Lo que significa Ejemplo la cantidad de materia en una sustancia o en un objeto una fuerza que atrae objetos magnéticos una forma que la materia puede tomar: sólido, líquido o gaseoso ya sea que algo se hunda o flote en un líquido la habilidad de un sólido de disolverse en un líquido permite que la electricidad o el calor fluya a través de él 6

7 Conexión con su hijo(a) Repasar las propiedades físicas en el hogar Por quinto grado, los estudiantes habrán aprendido acerca de muchas propiedades físicas de la materia: tamaño, masa, forma, color, textura, flexibilidad, estado físico, magnetismo, densidad relativa, volumen, temperatura, solubilidad y conductividad. Los estudiantes deben ser capaces de definir y dar ejemplos de cada uno de estos términos. Los estudiantes deben ser capaces de explicar cómo observar y medir cada propiedad. Con las herramientas correctas, por ejemplo, una balanza para medir masa, un a regla para medir longitud, un cilindro graduado para medir volumen y un termómetro para medir temperatura, los estudiantes deben poder medir cada propiedad. Lleve a los estudiantes de excursión a un lugar específico como a un parque o un patio de recreo. También pueden explorar una habitación de su hogar. Mientras los estudiantes exploren, deben identificar cada objeto que vean y describirlo usando tantas propiedades físicas como puedan. Si es posible, traigan un imán, una balanza y otros instrumentos para que los estudiantes puedan incluir medidas específicas como parte de sus descripciones. Supervise de cerca a los estudiantes para asegurarse de que exploren de forma segura y no toquen algo que podría hacerles daño. Si los estudiantes no pueden medir una propiedad directamente, deben predecir el valor de esa medida. Más tarde, trate de confirmar cada predicción. Anime a los estudiantes a crear tarjetas didácticas para cada objeto y la propiedad que midieron. Pueden usar estas tarjetas como ayuda de estudio. Aquí hay algunas preguntas para discutir con los estudiantes: Cuál de estos objetos tiene más masa? Cuál de estos objetos tiene menos masa? Qué propiedades de la materia puedes observar usando solamente tus sentidos? Qué propiedades necesitas medir con instrumentos? Crees que este objeto es un conductor o un aislante? Cómo pueden probarlo? Cuál es la densidad relativa de este objeto comparado con el agua? Por qué crees esto? 7