Estados de la Materia y sus Transformaciones: Una Mirada Científica
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Estados de la Materia y sus Transformaciones
Cambios de Estado
Cada cambio de estado tiene un nombre propio:
- Fusión: el cambio de sólido a líquido, como la nieve al derretirse.
- Solidificación: el cambio de líquido a sólido, como el agua líquida al congelarse.
- Vaporización: el cambio de líquido a gas. Puede ocurrir mediante dos procesos:
- Ebullición, como el agua líquida al hervir.
- Evaporación, como el agua de un charco que desaparece.
- Condensación: el cambio de gas a líquido, como el vapor de agua que se condensa en los cristales de casa en invierno o en la tapadera de una olla con agua hirviendo.
- Sublimación: de sólido a gas, sin pasar por líquido, como ocurre con las bolas de naftalina que van disminuyendo al pasar a gas. El proceso inverso se llama sublimación regresiva.
Temperatura de Fusión y Ebullición
La temperatura a la que funde una sustancia, a presión atmosférica, se llama temperatura de fusión y es igual a la de solidificación. Mientras que la temperatura a la que hierve una sustancia se llama temperatura de ebullición y es igual a la de condensación.
Diferencia entre Evaporación y Ebullición
La diferencia entre evaporación y ebullición es importante. La evaporación ocurre solo en la superficie del líquido y a cualquier temperatura, mientras que la ebullición se da en toda la masa del líquido simultáneamente y a una temperatura determinada. Los líquidos que se evaporan fácilmente se llaman volátiles. La ropa mojada se seca porque el agua se evapora. Un perfume se percibe con facilidad porque se evapora. El alcohol es un líquido más volátil que el agua.
Dilatación
La dilatación es el aumento de volumen que experimenta un material al aumentar su temperatura. La mayor o menor facilidad de dilatación depende de la naturaleza del material. En general, el efecto de la temperatura en la dilatación es mayor en los gases que en los líquidos, y en estos es mayor que en los sólidos, ya que las fuerzas de cohesión se oponen a la dilatación. Los gases son los que experimentan una mayor dilatación. Hay tres tipos:
- Lineal (aumento de la longitud de una varilla).
- Superficial (aumento de la superficie de una máquina).
- Cúbica (aumento del volumen de una esfera).
Modelo Cinético-Particular
Desde un punto de vista microscópico, se conserva la identidad de las partículas, pero cambia la distancia, el orden y la posibilidad de movimiento (traslación, rotación y vibración). En los sólidos, aumenta la vibración de sus partículas, la estructura pierde fortaleza y rigidez, hasta llegar a vencer las fuerzas de cohesión, y las partículas se separan y se desordenan, pasando al estado líquido. En los líquidos, durante el calentamiento y aumento de su temperatura, aumenta el movimiento de vibración, rotación y traslación de sus partículas, alejándose unas de otras, hasta que llegan a vencer todas sus fuerzas de cohesión entre ellas y se separan al estado gaseoso.
Combustión
La combustión es una reacción química que ocurre cuando se combinan algunos materiales, llamados combustibles, como la madera, el papel, el alcohol, etc., con el oxígeno del aire, dando como resultado, al menos, luz y calor. Cuando se trata de sustancias orgánicas, además, se produce como mínimo agua y anhídrido carbónico. Pueden ser sólidos, como la cera, madera, carbón; líquidos, como la gasolina, fuel, alcoholes; gaseosos, como gas ciudad, gas natural.
Para que se inicie y produzca la reacción química, es necesario que la temperatura de la mezcla (combustible + oxígeno) alcance un valor determinado, llamado temperatura de ignición (el efecto de la cerilla al acercarla).
Materiales de Uso Cotidiano: Explorando Propiedades y Cambios
Objetivos Generales
- Ampliar sus experiencias sobre la diversidad de los materiales, sobre sus propiedades y cambios.
- Mejorar su comprensión sobre el comportamiento de los materiales frente a interacciones diversas.
- Adquirir ideas adecuadas acerca de los materiales que favorezcan una aproximación progresiva al concepto de materia.
- Desarrollar formas de exploración, coherentes con los métodos de la ciencia, que les ayuden a comprobar sus ideas sobre las propiedades y cambios de los materiales.
- Generar actitudes positivas asociadas a las formas de exploración propias de la ciencia y al conocimiento que se genera sobre las propiedades y cambios de los materiales.
Planteamientos Metodológicos dentro de un Enfoque Constructivista
- Contemplar las ideas y experiencias de los alumnos como punto de partida de la enseñanza y hacer que las utilicen.
- Proponer interrogantes que cuestionen las ideas de los alumnos y/o permitan ampliar sus puntos de vista y experiencias iniciales.
- Dar respuesta a los interrogantes confrontando las ideas de los alumnos, los resultados de las pruebas que se realicen y la información que proporciona el profesor.
- Favorecer los procesos de comunicación entre alumnos, incorporando el trabajo en equipo de modo habitual, y entre alumnos y profesor, discutiendo pros y contras de sus puntos de vista y actuaciones.
- Hacer que los alumnos utilicen los nuevos conocimientos aplicándolos, progresivamente, en situaciones cada vez más complejas.