3º ESOADAPTACIÓN: sistemas materiales y cambios de estado Antonio Batista

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2 A continuación te vas a encontrar información sobre LOS ESTADOS DE LA MATERIA basada en el tema que aparece en tu libro de texto. Lee las siguientes instrucciones para que puedas trabajar el tema: Separa en tu cuaderno los diferentes apartados. Deberás copiar en tu cuaderno los textos cortos. Cada vez que veas cuestiones (que vienen numeradas 1, 2...) las deberás copiar en tu cuaderno y contestar. Cuando veas los vocabularios los deberás copiar en el cuaderno y estudiarlos de memoria. A veces te vas a encontrar entre paréntesis alguna palabra escrita con otro tipo de letra; es una aclaración de la palabra anterior. No deberás copiarla, sólo es para que lo entiendas mejor. 2

3 LOS ESTADOS DE LA MATERIA 1. Lee y copia el texto siguiente: Todas las cosas y objetos que te rodean y que puedes encontrar en tu casa, en la calle y en el campo pueden encontrarse de tres formas distintas a las que llamamos estado sólido, estado líquido y estado gaseoso. Una goma de borrar, una piedra o un cristal son objetos que se presentan en estado sólido. El agua que bebes todos los días y la que forma los ríos, o el aceite que usas para cocinar se encuentran en estado líquido. El humo que sale de las chimeneas de las fábricas, o el aire que respiras están en estado gaseoso. La Densidad Es la magnitud física que relaciona la masa y el volumen, y se calcula mediante la siguiente ecuación: densidad masa kg volumen m = 3 La densidad es una magnitud característica de gran importancia, puesto que no existen dos sustancias puras diferentes que tengan la misma densidad. Así pues, esta magnitud física puede servir para identificar sustancias. A continuación tienes una serie de valores de la densidad de distintas sustancias: 3

4 2. Copia y contesta en tu cuaderno estas preguntas: A) Une con flechas cada uno de los objetos (en la columna izquierda) con el estado en que se presenta (en la columna derecha). Papel Vinagre Vaso * Estado sólido Leche Aire * Estado líquido Piedra Humo * Estado gaseo Sudor B) Indica el estado en que se presentan los siguientes objetos: Lápiz Pintura Alcohol Campana El humo de un cigarrillo C) Cómo se llaman los estados distintos en que pueden presentarse los objetos de la naturaleza? D) A continuación se señalan algunas cosas que puedes encontrar en tu cuerpo. Indica el estado en que se encuentran: Uña Sangre Saliva Pelo Aliento Hueso Pedo Orina Lágrima E) Existen otras unidades para expresar la densidad de las sustancias. Una de las formas más comunes es en g/cm 3 (gramos por centímetro cúbico). Practica realizando el cambio a estas unidades de las densidades de la tabla anterior. Pide ayuda a un compañero porque este ejercicio es difícil. F) Calcula la densidad de los siguientes cuerpos: a) Goma de borrar que tiene 15 g y 5 ml b) Bola que tiene 56 g y 7 ml 4

5 1. Lee y copia el texto siguiente: EL ESTADO SÓLIDO Los cuerpos que se presentan en estado sólido tienen la misma forma se encuentren donde se encuentren. (Si cojo un tornillo que hay en el interior de un jarrón y lo pongo en una botella vacía, el tornillo seguirá teniendo la misma forma) Existen ciertas características que nos permiten diferenciar a unos cuerpos sólidos de otros. Éstas son: Dureza: Si un cuerpo sólido se raya fácilmente será blando. Si, por el contrario, es difícil rayarlo, será duro. El yeso es blando mientras que el diamante es duro. Fragilidad: Un cuerpo sólido será frágil si se rompe fácilmente. El vidrio es frágil. Elasticidad: Un cuerpo sólido es elástico cuando recupera su forma después de deformarlo. Una goma del pelo, por ejemplo, es elástica. Plasticidad: Un cuerpo sólido es plástico cuando no recupera su forma después de deformarlo. La plastilina o la arcilla son cuerpos plásticos. 2. Copia y contesta en tu cuaderno estas preguntas: A) Completa el texto con las palabras que le faltan (utiliza otro color), utilizando la información del texto anterior: Los cuerpos que se presentan en estado... tienen la misma... se encuentren donde se encuentren. Los cuerpos sólidos se diferencian según ciertas...: Un cuerpo que se raya fácilmente será... Un cuerpo que no se raya fácilmente será... Un cuerpo que se rompe fácilmente será... Un cuerpo que recupera su forma tras ser deformado será... Un cuerpo que no recupera su forma tras ser deformado será... B) Al tratar de rayar un cristal y una moneda, observamos que el cristal se raya más fácilmente y se rompe con más facilidad. a. Cuál de los dos objetos será más duro? Por qué?... b. Cuál de los dos objetos será más frágil? Por qué?... 5

6 C) Cuándo decimos que un cuerpo sólido es elástico?... D) Cuándo decimos que un cuerpo sólido es plástico?... E) Organiza tus conocimientos completando el siguiente esquema: SÓLIDO Un cuerpo Los cuerpos sólidos cuando no cambia según las que son esté donde esté 6

7 EL ESTADO LÍQUIDO 1. Lee y copia el texto siguiente: En la naturaleza también encontramos materia en estado líquido. El agua de los mares y de los océanos está en estado líquido. La materia líquida se diferencia de la sólida en que no tiene forma propia, sino que adopta la forma del recipiente que la contiene. (Si el agua que hay en una jarra la echo en un vaso el agua adoptará la forma del vaso) Un líquido es capaz de fluir, es decir, se desliza o escurre si no está dentro de un recipiente. Si fluye con facilidad diremos que el líquido es poco viscoso. Por ejemplo, el agua o el vinagre son líquidos poco viscosos. Si fluye con dificultad diremos que el líquido es muy viscoso. Por ejemplo, la miel es un líquido muy viscoso. 2. Copia y contesta en tu cuaderno estas preguntas: A) Completa las siguientes frases escribiendo las palabras que faltan: La materia líquida se diferencia de la... en que no tiene... propia, sino que adopta la forma del... que la contiene. Un líquido es capaz de..., es decir, se... o... si no está dentro de un recipiente. Si fluye fácilmente diremos que es un líquido... viscoso. Si fluye con dificultad diremos que es un líquido... viscoso. B) En qué se diferencia la materia líquida de la sólida? Cuándo un líquido es poco viscoso? C) Cuándo un líquido es muy viscoso? D) Ordena de menor a mayor viscosidad los siguientes líquidos: Gel de baño Agua Miel aceite 7

8 EL ESTADO GASEOSO 1. Lee y copia el texto siguiente: En la naturaleza también existe materia en estado gaseoso. El oxígeno, el nitrógeno, el dióxido de carbono,... son gases que constituyen la atmósfera que rodea a la Tierra. Al igual que los líquidos, la materia en estado gaseoso no tiene forma propia, sino que adopta la forma del recipiente que la contiene. La diferencia que existe entre materia líquida y materia gaseosa es que la gaseosa tiende a ocupar todo el espacio del recipiente que la contiene. (si, por ejemplo abrimos una botella de gas dentro de una habitación, el gas ocupará todo el espacio de la habitación) 2. Copia y contesta en tu cuaderno estas preguntas: A) Cuál es la diferencia entre la materia sólida y la gaseosa? B) En qué se parece la materia gaseosa a la líquida? C) En qué se diferencia la materia gaseosa de la líquida? D) Relaciona cada uno de los estados de la materia que has estudiado y que están escritos en la columna de la izquierda con las características que hay señaladas en la columna de la derecha. 1 Estado sólido a. Tienen forma fija b. No tienen forma fija 2 Estado líquido c. Ocupa todo el espacio del recipiente que lo contiene 3 Estado gaseoso d. Adopta la forma del recipiente que lo contiene 8

9 E) Organiza tus conocimientos completando el siguiente esquema: MATERIA puede encontrarse en tres que que tienen que no tienen que no tienen FORMA FIJA y sus características y es capaz y ocupa todo el del recipiente que 9

10 TEORÍA CINÉTICO-MOLECULAR 1. Lee y copia el texto siguiente: Uno de los objetivos fundamentales de la Química es explicar las propiedades de la materia por medio de un modelo o teoría. El modelo nos da una descripción microscópica en contraste con la descripción macroscópica que se obtiene por medio de los sentidos. De acuerdo con la teoría cinético-molecular: Toda la materia está formada por partículas en continuo movimiento. Estas partículas se llaman moléculas. Entre ellas existen fuerzas atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. Entre ellas no hay nada, sólo espacio vacío. Pero, cómo una misma sustancia puede presentar aspectos tan distintos como cuando se encuentra en estado sólido, líquido o gaseoso? Si las partículas son iguales la única explicación en que en cada estado las partículas se disponen de manera diferente: Las partículas de los sólidos se encuentran muy próximas, y las fuerzas de cohesión entre ellas son muy intensas. Su único movimiento es el de vibración. Las partículas de los líquidos vibran y forman conglomerados que se desplazan unos respecto a otros. Están más separadas que en los sólidos y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son menos intensas que en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse. Las partículas de los gases se encuentran muy separadas entre sí, y se mueven a grandes velocidades, prácticamente libres de fuerzas de cohesión. La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas de un cuerpo. 10

11 2. Copia y contesta en tu cuaderno estas preguntas: A) Completa los huecos: Toda la.., gases, líquidos y sólidos, está constituida por entidades denominadas... Las partículas tienen. pero son demasiado pequeñas para poder ser observadas. Entre las partículas no hay, sólo espacio. La distancia media entre las partículas es mucho mayor en el caso de los. que en el de los y los... Las.. están en continuo movimiento. En los gases se mueven en todas direcciones, en los. se mueven libremente desplazándose unas respecto a otras, pero no pueden separarse, mientras que en los también se mueven, pero sólo en torno a posiciones fijas. Cuando aumenta la. del sistema, aumenta la energía cinética que por término medio tienen las partículas, por lo que éstas se mueven con más y pueden separarse más. B) Qué es una molécula? C) Por qué una sustancia como el agua puede encontrarse en los tres estados? Qué le ocurre a sus moléculas? D) Realiza un dibujo de cómo estarían las moléculas de agua en un sólido, otro dibujo de cómo estarían en un líquido y otro para un gas. (Representa cada molécula de agua como si fuese una bola). E) Explica mediante la teoría cinético-molecular de la materia: a. Por qué los gases tienden a ocupar todo el espacio disponible?... b. Por qué un gas contenido en un recipiente ejerce presión?... 11

12 LOS CAMBIOS DE ESTADO 1. Lee y copia el texto siguiente: La materia, cuando se calienta o se enfría puede cambiar el estado que posee. Si el cambio se produce por calentamiento se denomina progresivo; si es por enfriamiento se denomina regresivo. Mientras se está produciendo el cambio, la temperatura no varía, ya que la energía se está utilizando en cambiar de estado. Un cuerpo gaseoso, al enfriarse, pasa a estado líquido y si sigue enfriándose pasará a estado sólido. Un cuerpo sólido, al calentarse, pasa a estado líquido y si se calienta más pasará a estado gaseoso. El agua, por ejemplo, puedo encontrarla en la naturaleza en sus tres estados: agua sólida (hielo), agua líquida y agua gaseosa (vapor de agua). Cuando el vapor de agua se enfría pasa a agua líquida y posteriormente a hielo. Cuando el hielo se calienta pasa a agua líquida y después a vapor de agua. Como hemos mencionado anteriormente, el cambio de estado se produce cuando cambia la temperatura de la sustancia. Teniendo en cuenta esto, hemos definido dos temperaturas especiales: a) Punto de fusión: es aquella temperatura a la cual se produce el cambio de estado sólido a estado líquido o viceversa. b) Punto de ebullición: es aquella temperatura a la cual se produce el cambio de estado líquido a estado gaseoso o viceversa. Ambas temperaturas son características de cada sustancia. Así pues, igual que nos ocurría con la densidad, cada sustancia tiene sus propios valores del punto de fusión y del punto de ebullición. 2. Copia y contesta en tu cuaderno estas preguntas: A) Cuándo cambia la materia su estado? B) Qué le ocurre a un cuerpo gaseoso cuando se enfría? C) Qué le ocurre a un cuerpo líquido cuando se enfría? 12

13 D) Qué le ocurre a un cuerpo sólido cuando se calienta? E) Qué le ocurre a un cuerpo líquido cuando se calienta? F) Dí en qué estado se encuentran las sustancias que encuentras en la tabla de abajo a una temperatura ambiente de 25 ºC. Qué significa el signo menos que aparece en algunas temperaturas de la tabla anterior? 13

14 LOS TIPOS DE CAMBIO DE ESTADO 1. Lee y copia el texto siguiente: El cambio del estado líquido al gaseoso se denomina vaporización. El cambio del estado gaseoso al líquido se denomina condensación. El cambio del estado sólido al líquido se denomina fusión. El cambio del estado líquido al sólido se denomina solidificación. El cambio del estado sólido al gaseoso, sin pasar por el líquido, se denomina sublimación. El cambio del estado gaseoso al sólido, sin pasar por el líquido, se denomina sublimación regresiva. SÓLIDO LÍQUIDO GAS 2. Copia y contesta en tu cuaderno estas preguntas: A) Qué es la vaporización? B) Qué es la condensación? C) Qué es la fusión? D) Qué es la solidificación? E) Qué es la sublimación? F) Qué es la sublimación regresiva? 14

15 G) Completa el siguiente esquema: 15

16 LA TEORÍA CINÉTICO-MOLECULAR Y LOS CAMBIOS DE ESTADO 1. Lee y copia el texto siguiente: La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas de un cuerpo. Sí aumentamos la temperatura de un sistema material sólido, sus moléculas se moverán más rápidamente y aumentarán la distancia medía entre ellas, las fuerzas de cohesión disminuyen y llegará un momento en que éstas fuerzas son incapaces de mantener las moléculas en posiciones fijas, las moléculas pueden entonces desplazarse, el sistema material se ha convertido en líquido. Si la temperatura del líquido continúa aumentando, las moléculas aumentarán aún más su rapidez, la distancia media entre ellas irá aumentando y las fuerzas de cohesión van disminuyendo hasta que finalmente las moléculas pueden liberarse unas de otras, ahora el SISTEMA MATERIAL o conjunto de moléculas está en estado gaseoso. Si disminuimos la temperatura de un SISTEMA MATERIAL en estado gaseoso, disminuye la rapidez media de las moléculas y esto hace posible que al acercarse las moléculas casualmente, las fuerzas de cohesión, que siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, el SISTEMA MATERIAL pasará al estado líquido. Si disminuye aún más la temperatura, al moverse más lentamente las moléculas, la distancia media entre ellas sigue disminuyendo, las fuerzas de cohesión aumentarán más y llegará un momento que son lo suficientemente intensas como para impedir que las moléculas puedan desplazaras, obligándolas a ocupar posiciones fijas, el SISTEMA MATERIAL se ha convertido en un sólido. Durante los cambios, la temperatura del sistema no aumenta o disminuye, debido a que la energía se está utilizando en el cambio de estado. Aquí tienes un gráfico de la Temperatura cuando vamos calentando una sustancia. Cuando se llega a la temperatura del cambio, siempre se observa el escalón, que indica que en ese momento se está produciendo el cambio de estado. En el gráfico también puedes apreciar el dibujo de la distribución de las partículas de la sustancia según el estado en que se encuentre. a) Estado sólido: todas las partículas están fuertemente unidas. Esto produce que los sólidos conserven en todo momento la forma que tienen. 16

17 b) Estado líquido. Las partículas tienen más movimiento y ahora se pueden mover un poco unas respecto a las otras, pero siguen unidas. c) Estado gaseoso. Las partículas que componen la sustancias se pueden mover con total libertad por todo el recipiente. Tienen un movimiento mucho mayor. 3. Copia y contesta en tu cuaderno estas preguntas: A) Explica mediante la teoría cinético-molecular de la materia: a. Por qué una sustancia en estado sólido puede llegar a pasar al estado líquido y de este al gaseoso?... b. La relación que existe entre la temperatura de un cuerpo y el movimiento de sus partículas.... c. Qué puede ocurrir cuando aumentamos la temperatura?... d. Qué puede ocurrir cuando disminuimos la temperatura?... 17

18 B) Dibuja la gráfica de calentamiento del plomo que se encuentra inicialmente a 70ºC y pasa a una temperatura final de 2000ºC, sabiendo que su temperatura de fusión es: 327.4ºC y la de ebullición es de 1725ºC. a. Qué cambios de estado tienen lugar? Qué nombre reciben estos cambios de estado? b. Por qué se mantiene constante la temperatura durante cada uno de los cambios de estado? c. Indica el estado de agregación a -10ºC, 390ºC y 1820ºC. C) Dibuja la gráfica de enfriamiento de una sustancia cuyo punto de fusión es de -5ºC y cuyo punto de ebullición es de 80ºC. La temperatura inicial es de 100ºC y la final de -10ºC. a. Qué cambios de estado tienen lugar? Qué nombre reciben estos cambios de estado? b. Por qué se mantiene constante la temperatura durante cada uno de los cambios de estado? c. Indica el estado de agregación a -10ºC, 30ºC y 120ºC. 18

19 VOCABULARIO Ahora que ya conoces muchos términos nuevos debes memorizarlos. Copia en tu cuaderno el cuadro y aprende las siguientes definiciones: ESTADO SÓLIDO ESTADO LÍQUIDO ESTADO GASEOSO DUREZA FRAGILIDAD ELASTICIDAD PLASTICIDAD VISCOSIDAD MOLÉCULA TEMPERATURA FUSIÓN VAPORIZACIÓN CONDENSACIÓN SOLIDIFICACIÓN SUBLIMACIÓN SUBLIMACIÓN REGRESIVA Un cuerpo se encuentra en estado sólido cuando tiene una forma fija Un cuerpo se encuentra en estado líquido cuando no tiene forma fija sino que adopta la forma del recipiente que lo contiene Un cuerpo se encuentra en estado gaseoso cuando no tiene forma fijación que adopta la forma del recipiente que lo contiene ocupando todo su espacio. Un cuerpo sólido es duro cuando opone mucha resistencia a ser rayado. Un cuerpo sólido es frágil cuando se rompe con facilidad. Un cuerpo sólido es elástico cuando recupera su forma después de deformarlo. Un cuerpo sólido es plástico cuando no recupera su forma después de deformarlo. Un cuerpo líquido es viscoso cuando fluye con dificultad Partícula formadora de la materia. Medida de la energía cinética media de las moléculas de un sistema material. Cambio de estado progresivo de sólido a líquido. Cambio de estado progresivo de líquido a gas. Cambio de estado regresivo de gas a líquido. Cambio de estado regresivo de líquido a sólido. Cambio de estado progresivo de sólido a gas. Cambio de estado regresivo de gas a sólido. 19

20 PRUEBA DE AUTOEVALUACIÓN Repasa bien porque vas a hacer una prueba para evaluarte tú mismo: 1. Escribe verdadero o falso (V/F): a. El estado líquido se caracteriza por tener forma fija... b. La materia gaseosa ocupa todo el espacio del recipiente que la contiene... c. La materia líquida ocupa todo el espacio del recipiente que la contiene... d. La materia líquida adopta la forma del recipiente que la contiene... e. Un cuerpo sólido es duro cuando se raya con facilidad... f. Un cuerpo sólido es frágil cuando se rompe con facilidad... g. Un cuerpo sólido es plástico cuando recupera su forma después de la deformarción... h. Un cuerpo líquido es viscoso cuando fluye con facilidad... i. La fusión es el paso de estado sólido a líquido... j. La condensación es el paso de estado líquido a gaseoso Rodea la respuesta correcta con un círculo: a. Un cuerpo sólido... a) Tiene forma fija b) Adopta la forma del recipiente que lo contiene c) Ocupa todo el espacio del recipiente que lo contiene b. Un cuerpo líquido... a) Tiene forma fija b) Adopta la forma del recipiente que lo contiene c) Ocupa todo el espacio del recipiente que lo contiene c. Un cuerpo gaseoso a) Adopta la forma del recipiente que lo contiene b) Ocupa todo el espacio del recipiente que lo contienes c) Las dos respuestas anteriores son ciertas 20

21 d. Un cuerpo sólido es duro cuando... a) Se rompe con dificultad b) Se raya con dificultad c) Se rompe con facilidad e. Un cuerpo sólido es frágil cuando... a) Se rompe con dificultad b) Se rompe con facilidad c) Recupera su forma después de deformarlo f. Un cuerpo es elástico cuando... a) Se rompe con dificultad b) Se rompe con facilidad c) Recupera su forma después de deformarlo g. Un cuerpo líquido es viscoso cuando... a) Fluye con dificultad b) Fluye con facilidad c) Las dos respuestas anteriores son correctas h. La vaporización es el paso de estado... a) líquido a sólido b) líquido a gaseoso c) sólido a líquido i. La solidificación es el paso de estado... a) líquido a sólido b) líquido a gaseoso c) sólido a líquido j. La fusión es el paso de estado... a) líquido a sólido b) líquido a gaseoso c) sólido a líquido 21

22 3. Realiza un dibujo de cómo estarían las moléculas de agua en un sólido, otro dibujo de cómo estarían en un líquido y otro para un gas. (Representa cada molécula de agua como si fuese una bola). 4. Explica mediante la teoría cinético-molecular de la materia: a. Por qué los gases tienden a ocupar todo el espacio disponible?... b. Por qué un gas contenido en un recipiente ejerce presión? Completa el siguiente esquema: 6. Explica mediante la teoría cinético-molecular de la materia: a. Por qué una sustancia en estado sólido puede llegar a pasar al estado líquido y de este al gaseoso?... b. La relación que existe entre la temperatura de un cuerpo y el movimiento de sus partículas.... c. Qué puede ocurrir cuando aumentamos la temperatura?... d. Qué puede ocurrir cuando disminuimos la temperatura?... 22

23 7. Dibuja la gráfica de calentamiento del plomo que se encuentra inicialmente a 70ºC y pasa a una temperatura final de 2000ºC, sabiendo que su temperatura de fusión es: 327.4ºC y la de ebullición es de 1725ºC. a. Qué cambios de estado tienen lugar? Qué nombre reciben estos cambios de estado? b. Por qué se mantiene constante la temperatura durante cada uno de los cambios de estado? c. Indica el estado de agregación a -10ºC, 390ºC y 1820ºC 23

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