CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1º ESO BLOQUE FÍSICA / QUÍMICA

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1 CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1º ESO BLOQUE FÍSICA / QUÍMICA El último bloque de la asignatura de ciencias de la naturaleza corresponde al estudio de los conceptos más básicos de física y química. La FÍSICA es la ciencia que estudia la naturaleza y nos proporciona las leyes que explican cómo se comporta. La QUÍMICA es la ciencia que estudia las propiedades y cambios de la materia. Da igual que hablemos de química o física. Lo primero que debemos hacer es hablar un mismo lenguaje dentro de la ciencia. 1.- MAGNITUDES Y UNIDADES. Lectura. Lee este artículo: Todo lo que nos rodea está formado de materia. Y esa materia tiene propiedades. La comida tiene gusto, las flores olores, las personas peso, altura Seguro que tú puedes nombrar muchas propiedades. Y ahora divídelas en dos: Las que puedes medir. Las que no puedes medir. Las propiedades que puedes medir, como el peso, la altura, velocidad se llaman MAGNITUDES. Y cuando las medimos expresamos el resultado con un número y una unidad: La distancia entre mi casa y el colegio es 1 km 1

2 La longitud de la clase es 10 m. Mi peso es 45 kg. Cuántas unidades de diferentes magnitudes se te ocurren? Desde el comienzo de la ciencia los científicos intentaron ponerse de acuerdo a la hora de expresar los resultados de sus mediciones y como consecuencia de ello nació el SISTEMA INTERNACIONAL (SI) de medidas. Este sistema se basa en una serie de magnitudes fundamentales con sus respectivas unidades y el resto de magnitudes se obtienen operando con las magnitudes fundamentales. MANITUDES FUNDAMENTALES Y SUS UNIDADES. (SI) Magnitud Longitud Masa Tiempo Temperatura Unidad Metro Kilogramo Segundo Kelvin Símbolo M kg S K Y así, como la velocidad es el espacio que recorro entre el tiempo que tardo en recorrerlo la unidades de la velocidad en el SI es m/s y no km/h como estamos acostumbrados a verla cuando viajamos en el coche. Curiosidades: Recuerda el primer tema y la velocidad de la luz. El valor es de y la unidad km/s Fíjate que la unidad de la masa: kilogramo. El lenguaje común y el lenguaje científico se confunden en este punto. Porque el peso es en verdad una magnitud llamada fuerza, diferente de la masa. En ciencia el peso NO se mide en kilogramos. Pero este punto lo verás en cursos más avanzados Repasa tus conocimientos de primaria con respecto a las magnitudes de superficie y volumen. La superficie se puede calcular como distancia del ancho x distancia del largo Y el volumen igual que el anterior pero añadiendo la distancia del alto. 2

3 Pero y si tenemos un líquido que se nos desparrama. Cómo calculamos el alto, largo y ancho? Cuando bebas un refresco, o cuando cojas una botella de leche mira en la etiqueta. Verás el volumen del recipiente. Pondrá medidas como 250 cl o 1 litro Aquí vemos también otras unidades para el volumen: el litro con todos sus múltiplo y submúltiplos Coge una probeta. Verás que tiene unas medidas marcadas en el cristal. Esa medida es el volumen del líquido que quieras medir en la probeta: Así podemos medir volúmenes de líquidos. Y el volumen de un anillo u otro objeto donde no se pueda aplicar el producto de ancho x alto x largo? Se realiza una medida por diferencia. Coge la probeta, llénala hasta una medida, ahora introduce el objeto en cuestión. Obviamente el agua sube un poco. Anota la nueva medida del agua y resta esta medida de la primera. El resultado es el volumen del objeto. Las medidas por diferencia son más comunes de lo que piensas. Imagina que tienes un perro. Lo llevas al veterinario porque está algo malo y te receta una medicina pero la cantidad depende del peso del perro. Cómo lo pesas si no se está quieto? Te pesas tú, coges al perro y te vuelves a pesar con el perro en brazos. La diferencia es lo que pesa el perro. 3

4 Vamos a fijarnos en una magnitud derivada: La densidad. Por qué si mezclo aceite y vinagre el aceite queda siempre arriba? Por qué si el hidrógeno es el gas más abundante en el universo en nuestra atmósfera apenas si hay hidrógeno? Ni se te ocurra decir que el aceite queda arriba porque pesa menos. A partir de ahora no digas eso NUNCA MÁS. La densidad se define como relación entre la masa de un objeto y el volumen que ocupa. (Recuerda de matemáticas: relación es lo mismo que división) DENSIDAD = MASA / VOLUMEN. (Deduce la unidad de la densidad en el SI) Si nosotros medimos 1 litro de agua y luego vemos su masa, obtendremos 1kg. Por lo tanto la densidad del agua es 1 kg/l. Repitiendo el experimento para el aceite, medimos un litro de aceite y luego lo pesamos. Vamos a obtener 0,9 kg. Luego la densidad del aceite es 0,9 kg/l. Es decir, HAY MENOS MASA EN EL MISMO VOLUMEN. Luego la densidad es menor y por eso el aceite queda arriba y por eso el hidrógeno (que es el gas menos denso) se escapa de la atmósfera terrestre, porque tiende a subir a la zona más alta de la atmósfera hasta escaparse. La densidad es propia de cada material. El oro, el agua, el nitrógeno, el plomo cada uno tienen su propia densidad y así para todos y cada uno de los diferentes materiales que ves a tu alrededor. Observa este video A un orfebre de dan 60 piezas de oro para hacer una corona al rey. Cuando el orfebre le hace la corona el rey sospecha que se ha quedado con algunas piezas de oro y las ha sustituido por plata hasta que el peso sea el mismo. Arquímedes tendrá que descubrir si el orfebre ha timado al rey o no: 4

5 2.- LA COMPOSICIÓN DE LA MATERIA Seguro que en algún libro de ciencias del colegio has visto la tabla periódica: Qué son esas letras en cada una de las casillas? Son símbolos de las sustancias más simples de las que componen todas y cada una de las cosas que componen el universo. Se les da el nombre de elementos. Por ejemplo, H representa el hidrógeno, Fe representa al hierro La vida, tal y como nosotros la entendemos está basada en cuatro de los anteriores elementos: Carbono Oxígeno Nitrógeno Hidrógeno Cuando hablamos de elementos hacemos hablamos de forma genérica. Cuando hablamos de forma concreta hablamos de átomos. Lo normal es que los átomos se unan. Cuando se juntan se forman moléculas. Por ejemplo, es conocido por todos que la fórmula química del agua es H 2 O. Qué significa? Que nos átomos de hidrógeno se han juntado con un átomo de 5

6 oxígeno. Millones y millones de moléculas de H 2 O forman el agua tal y como nosotros la vemos. También los átomos de un mismo elementos se pueden unir formando moléculas. Por ejemplo, muchos de los gases que están en la atmósfera y se están compuestos por un mismo elemento, son la unión de dos átomos: El oxígenos que respiramos es O 2 Al nitrógeno le ocurre lo mismo N 2. El gas oxígeno O prácticamente no existe en la naturaleza, la gran mayoría O 2 o también O 3, que es lo que conocemos como ozono. El agua, el oxígeno, etc son sustancias puras. Pero podemos juntar agua y alcohol, o agua y vinagre o podemos ir más allá y fijarnos en cualquier plato de nuestra comida, podemos ver a simple vista los diferentes componentes de la comida. Bien sea que los diferentes componentes se puedan diferenciar o no estamos hablando de mezclas. Una mezcla es la unión de dos o más sustancias puras. Si los diferentes componentes de la mezcla no se pueden distinguir, como el azúcar disuelto en el agua o los diferentes gases de la atmósfera, estamos hablando de una mezcla homogénea, también llamadas disolución. En una disolución el componente mayoritario se llama disolvente (como el agua) y los minoritarios se llaman solutos (como el azúcar). En el caso de que los componentes se puedan diferenciar estamos hablando de mezclas heterogéneas. 6

7 3.- ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA Ya sean las sustancias vistas en el anterior apartado puras o mezclas, todas las sustancias pueden presentarse de tres formas diferentes, lo que llamamos estados de agregación de la materia: Sólidos, líquidos o gases. Las propiedades genéricas de estos tres estados son las siguientes: Sólidos: Tienen forma fija. No se pueden comprimir. Líquidos: No tienen forma fija. No se pueden comprimir. Gases: No tienen forma fija. Se pueden comprimir. El nombre que se da para cada uno de los cambios de estado es el siguiente: De sólido a líquido: Fusión De líquido a sólido: Solidificación De sólido a gas: Sublimación. De gas a sólido: Sublimación regresiva De líquido a gas: Vaporización. De gas a líquido: Condensación (Copia el dibujo de la página 217 de tu libro en el cuaderno) Los pasos entre uno y otro estado dependen de la temperatura y la presión. Lo que ocurre es que en nuestro entorno la presión es siempre la misma, la presión atmosférica, por lo que a nuestros ojos los cambios de estado sólo depende de la temperatura. 7

8 Por qué la comida se hace más rápido en una olla a presión? Está demostrado que si aumentamos la presión el punto de ebullición crece. Por lo tanto, en una olla a presión el agua en el que se cocinan los alimentos puede alcanzar una temperatura superior a los 100 ºC, que es la temperatura a la que hierve el agua. Al alcanzar temperaturas mayores que 100 ºC la comida se cuece antes. Y en la cima del Everest. Si cogemos una cazuela normal, la llenamos de agua la ponemos al fuego con un huevo dentro, tardará más o menos tiempo en cocerse? 8