Comportamiento de la materia

¿Qué es un modelo?

Es una herramienta que usamos para representar algo, que por ser demasiado grande, pequeño o complejo, no nos es posible manejarlo.

Ejemplo de modelo

Un globo terráqueo.

Diferencias entre las fases de la materia

Las 3 fases de la materia se diferencian principalmente en:

• La movilidad de las partículas.
• La distancia entre ellas.

Relación entre calor, energía cinética y cambio de estado

Al aportar calor, la energía cinética o energía del movimiento se hace mayor. La distancia entre las partículas también aumenta y finalmente tiene lugar el cambio de estado.

Ejemplo de la relación entre calor, energía cinética y cambio de estado con el hielo

El hielo, por efecto del calor, pasa a ser agua y después se transforma en vapor (fase gaseosa), en gran cantidad cuando el agua hierve.

Ejemplos de sustancias sólidas con diferente comportamiento

En la película se mencionan el diamante, la goma elástica y la tiza como ejemplos de sustancias sólidas con comportamiento muy distinto.

Ejemplos de líquidos con diferente comportamiento

Leche y miel.

Propiedad que distingue a la leche de la miel

La capacidad para fluir.

Significado de la palabra fluir

Desplazamiento o movimiento.

Relación entre fluidez y viscosidad

La fluidez y la viscosidad de un líquido están en razón inversa: a mayor fluidez, menor viscosidad, y viceversa.

Fenómenos que explica la teoría atómico molecular

La teoría atómico molecular explica, entre otros fenómenos, la dilatación y contracción de un líquido, como se observa con el mercurio en un termómetro.

Dilatación y contracción del mercurio

Al suministrar calor al mercurio del depósito de un termómetro, tiene lugar la dilatación del líquido, el cual asciende por la columna termométrica. El enfriamiento produce el proceso contrario.

Ejemplo de difusión

Al añadir azúcar al agua, las moléculas de azúcar, que inicialmente están fuertemente unidas, en contacto con el agua, se separan y se distribuyen uniformemente entre las moléculas del agua. Transcurrido un tiempo no las vemos, ya que el azúcar se ha hecho invisible.

Sustancias producidas mediante la aplicación de la teoría atómico molecular

Los medicamentos actuales.

Estados de la materia

Estados de la materia

Los tres estados de la materia son: gaseoso, líquido y sólido.

Ejemplos de los estados de la materia en la naturaleza

• Aire (Gaseoso)
• Agua (Líquido)
• Rocas (Sólido)

Forma y volumen de un cuerpo en los estados sólido, líquido y gaseoso

Compresibilidad de la materia en los tres estados

• Gaseoso: Hay comprensibilidad o el proceso contrario, que es la expansibilidad.
• Líquido: Es incomprensible.
• Sólido: Es incomprensible.

Densidad absoluta

Es el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Densidad del agua a 4 ºC

1g/cm³ = 1.000 Kg./m³

Densidad de la materia en los tres estados

• Gaseoso: Pequeña.
• Líquido: Mayor que en el estado gaseoso.
• Sólido: Mayor que en el estado líquido.

Movimiento de las partículas en estado gaseoso

Es un movimiento al azar, caótico e incesante.

Diferencia entre evaporación y ebullición (ejemplo del agua)

La evaporación del agua tiene lugar entre los 0 ºC y los 100 ºC, y la ebullición se produce a partir de los 100 ºC (el agua hierve).

Punto de ebullición del agua a una atmósfera

Por convenio o acuerdo de la Comunidad Científica, bajo la presión de una atmósfera, el agua hierve a 100 ºC.

Escalas de temperatura

Punto de ebullición del agua en la cima del Mont Blanc

Al ser la presión más baja que al nivel del mar, la temperatura a la que hierve el agua en la cima del Mont Blanc (4.800 m de altitud) es 84 ºC.

Diferencia entre sólidos amorfos y cristalinos

• Cristalinos: Los componentes están perfectamente ordenados.
• Amorfos: No existe ese orden.

Definición de vapores

Sustancias en estado gaseoso que proceden de la evaporación o ebullición de un líquido que hierve por encima de las temperaturas ordinarias.

Ejemplos de vapores

• Vapor de Alcohol
• Vapor de Agua
• Vapor de Éter

Definición de gases

Al igual que los vapores, son sustancias en estado gaseoso, pero que se evaporan o ebullen a temperaturas por debajo de las ordinarias.

Ejemplos de gases

• Oxígeno
• Nitrógeno
• Dióxido de Carbono
• Hidrógeno

Definición de gases permanentes

Gases que, en un momento de la historia, se pensaba que no se podían licuar.

Diferencia entre gas y vapor

Respondida en las preguntas 88 y 90.

Modelo de la materia en estado sólido

Los modelos ordinarios disponen sus átomos en una red en forma de cubo con 9 bolas y 20 varillas.
Las partículas en estado sólido ocupan lugares fijos y no se mueven.
Esto es válido para metales alcalinos como el Litio, Sodio, Potasio, Rubidio y Cesio.

Modelo de la materia en estado líquido

En una probeta colocamos unas pequeñas bolas de plástico, que quedarán en el fondo del recipiente, adaptándose a la forma del recipiente y también formarán una superficie plana y horizontal, como lo hacen los líquidos.

Modelo de la materia en estado gaseoso

La corriente de aire empujaría las bolas unas contra otras y, como el vidrio es transparente, veríamos estos choques, así como también un movimiento caótico y nos daríamos cuenta del comportamiento del gas.

Modelos de la materia en los tres estados

Respuesta en los ejercicios 95, 96 y 97.

La enseñanza de las ciencias

Preguntas que debe plantearse un docente al tratar los modelos de enseñanza

Un docente debe hacerse las siguientes preguntas, en este orden:

1. ¿A quién se va a dirigir la enseñanza?
2. ¿Cuándo se van a transmitir unos determinados conocimientos?
3. ¿Para qué se transmiten los conocimientos?
4. ¿Qué vamos a transmitir? (contenidos)
5. ¿Cómo transmitir los conocimientos? (metodología)

Métodos históricos para enseñar ciencias

• Evolucionista.
• Biográfico.

Método evolucionista de enseñanza de las ciencias

Consiste en explicar la materia o fenómeno objeto de estudio haciendo un recorrido histórico, comenzando por las explicaciones iniciales y avanzando hasta nuestros días.

Inconvenientes del método evolucionista

La lentitud.

Por qué la lentitud es un inconveniente en el método evolucionista

Porque supone un gran consumo de tiempo y partes del programa quedan sin verse.

Aspecto favorable del método evolucionista

Contribuye a la formación del alumnado, le hace ver cómo una teoría actual puede no ser correcta y, en cambio, una teoría antigua puede no ser tan incorrecta.

Uso correcto del método evolucionista

Es favorable que algunos temas se estudien de esta forma, pero no utilizarlo de forma general.

Temas que pueden enseñarse empleando el método evolucionista

• La luz.
• La teoría atómica de la materia.
• Ideas de la radiactividad.
• Teoría de las disoluciones.

Resumen del método evolucionista de enseñanza de las ciencias

El método evolucionista consiste en explicar esa materia o fenómeno que sea objeto de estudio haciendo un recorrido histórico, comenzando por las explicaciones iniciales y avanzando hasta nuestros días.
El inconveniente de este modelo es la lentitud, ya que supone un gran consumo de tiempo y partes del programa pueden quedarse sin ver.
Pero contribuye a la formación del alumnado, le hace ver cómo una teoría actual puede no ser correcta y, en cambio, una teoría antigua puede no ser tan incorrecta. Es favorable que algunos temas se estudien de esta forma, pero no utilizarlo de forma general.
Algunos de los temas que se pueden enseñar por medio de este método son:

• La luz.
• La teoría atómica de la materia.
• Ideas de la radiactividad.
• Teoría de las disoluciones.

Método biográfico de enseñanza de las ciencias

Consiste en relacionar las explicaciones de un fenómeno o materia con las vidas de aquellos científicos que destacaron en su estudio.

Inconveniente del método biográfico

La lentitud.

Por qué la lentitud es un inconveniente en el método biográfico

Trabajar este método en exceso nos va a quitar tiempo para otros temas más importantes.

Aspecto favorable del método biográfico

Un aspecto formativo, que contribuye a la formación del alumno.

Uso correcto del método biográfico

No se debe emplear con un carácter general, pero se pueden incluir anécdotas sobre la vida de un científico determinado o alguna reseña biográfica.

Científicos para un programa de enseñanza de Física y Química

Se podría elaborar un programa satisfactorio de enseñanza de Física y Química con científicos como:

• Arquímedes
• Copérnico
• Galileo
• Priestley
• Rutherford
• Lavoisier
• Faraday
• Einstein
• Madame Curie

Resumen del método biográfico de enseñanza de las ciencias

Relaciona las explicaciones de un fenómeno o materia con las vidas de aquellos científicos que destacaron en su estudio.
El inconveniente que presenta es la lentitud, ya que trabajar este método en exceso nos va a quitar tiempo para otros temas más importantes.
Presenta un aspecto formativo, que contribuye a la formación del alumno.
No se debe emplear con un carácter general, pero se pueden incluir anécdotas sobre la vida de un científico determinado o alguna reseña biográfica.