TOMADO DE: COLEGIO PEDAGOGICO DULCE MARIA
Lic. ISORA E. BARRERA
PICO
UNIDAD N° 1: ESTRUCTURA ATÓMICA
TEMA: La materia y sus
propiedades: Estado y cambios de estado de la materia, Transformación de la
materia, Clases y formas de la materia y Métodos para separar mezclas
I.
TALLER DE QUÍMICA 10° N° 1
II.
INDICADOR DE DESEMPEÑO: Identifica las
propiedades y estructura de la materia y diferencia elementos, compuestos y
mezclas Establece relaciones entre las propiedades y estructura de la materia
con la formación
III.
METODOLOGIA: La
metodología empleada es teórico-práctico
A.
Lectura e interpretación del
documento de trabajo para el dominio de la temática
B.
En grupo de tres estudiantes
resolver los interrogantes planteados en el taller
C.
Anexar el documento material
de la clase en su cuaderno
D.
Resolver el taller en el
cuaderno individualmente
1. LA
MATERIA Y SUS PROPIEDADES
LA MATERIA se
puede definir como todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.
El agua, el cuerpo humano y la luna están constituidos por materia. La materia
tiene unas propiedades que son comunes a todo tipo de materia, se llaman
propiedades generales o extrínsecas.
Toda la materia tiene unas propiedades que nos permiten
distinguirla de las cosas inmateriales. Se las llama propiedades generales.
Dentro de estas tenemos:
a) MASA: es la
cantidad de materia contenida en un cuerpo. La unidad de medida es el Kilogramo
(Kg), sin embargo, se emplean con mayor frecuencia el gramo (g) y el miligramo
(mg). El aparato para medir la masa es la balanza. 2.
b) VOLUMEN. Es
el espacio o lugar que ocupa un cuerpo. La unidad de medida es el metro cúbico
(m), otras medidas son el decímetro cúbico (dm) y el centímetro cúbico (cm).
También se emplea el litro (L). un litro equivale a un decímetro cúbico y un
mililitro (ml) equivale a un centímetro cúbico cm. Para medir el volumen de un
cuerpo se debe tener en cuenta si es sólido, líquido o gaseoso.
c) PESO. Es
el resultado de la fuerza de atracción o gravedad que ejerce la tierra sobre
los cuerpos. Es proporcional a la masa, es decir, a medida que aumenta la masa,
aumente el peso y a medida que disminuye la masa, disminuye el peso. El aparato
para medir el peso es el dinamómetro.
d) INERCIA. Es
la tendencia de un cuerpo a permanecer en estado de reposo o de movimiento a no
ser que haya una fuerza externa que actúe sobre él.
e) IMPENATRABILIDAD. Es
la propiedad por la cual un cuerpo no puede ocupar el espacio que ocupa cuerpo
al mismo tiempo.
f) DIVISIBILIDAD. Es
la propiedad que tienen los cuerpos para fracturarse en pedazos cada vez más
pequeños.
g) POROSIDAD. Es
la propiedad de la materia que consiste en presentar poros o espacios vacíos
Las propiedades específicas o intrínsecas son características propias de cada
materia. Nos permiten diferenciar unas de otras. Se clasifican en físicas o
químicas. Dentro de las propiedades físicas tenemos: 1-Propiedades
organolépticas: Son aquellas que se determinan a través de las sensaciones
percibidas por los órganos de los sentidos. Ejemplo: color, olor, sabor etc.
h) ELASTICIDAD. Es
la capacidad que tienen los cuerpos de deformarse cuando se aplica una fuerza
sobre ellos y de recuperar, su forma original, cuando la fuerza aplicada se
suprime. Ej. Las bandas de caucho.
i) MALEABILIDAD. Es
la propiedad de algunos metales de dejarse convertir en láminas, ej. El
aluminio
j) DUCTILIDAD. Es
la capacidad de los cuerpos para extenderse hasta formar alambres o hilos. Ej.
El oro.
k) TENACIDAD. Es
la resistencia que ofrecen los cuerpos a romperse o a deformarse cuando se les
golpea. Ej. El acero
l) FRAGILIDAD. Es
la tendencia que tiene un cuerpo a romperse o fracturarse Ej: vidrio
m) DUREZA. Es
la resistencia que presenta un cuerpo a ser rayado. Ej. El diamante.
n) PUNTO
DE EBULLICIÓN. Es la temperatura a la cual un líquido hierve
ej. El agua, hierve a 100° C
o) PUNTO
DE FUSIÓN. Es la temperatura a la cual una sustancia se
funde, es decir, cambia de estado sólido a líquido. Mientras las sustancias se
funden, la temperatura permanece constante, por ejemplo, un bloque de hielo se
funde a 0 grados centígrados
p) SOLUBILIDAD. Es
la propiedad que tienen algunas sustancias a disolverse en otras, a una
temperatura determinada. La sustancia que se disuelve se llama soluto y la
sustancia donde se disuelve se llama solvente.
q) DENSIDAD. Es
la masa que hay en gramos que hay por unidad de volumen. Se puede calcular la
densidad de cualquier muestra, dividiendo el valor de la masa por el valor de
su volumen.
PROPIEDADES QUÍMICAS: Son
aquellas que nos permiten determinar el comportamiento de las sustancias cuando
se ponen en contacto con otras. Se presentan cuando la materia sufre cambios
que alteran su naturaleza Ej: cuando dejamos un trozo de hierro a la intemperie
durante un tiempo, se forma sobre él un polvillo rojizo, esto se debe a que
parte del oxígeno del medio se une con el hierro y se forma el óxido que todos
conocemos. Este proceso se llama oxidación y corresponde a un cambio químico.
2.
ESTADOS DE LA MATERIA. La
materia se encuentra en 4 estados sólido, líquido, gaseoso y plasma
a)
ESTADO SÓLIDO. Las
partículas que constituyen un sólido están unidas entre sí por fuerzas muy
intensas, de manera que resulta muy difícil separarlas; por ello los sólidos
tienen una forma bien definida. Las partículas que constituyen un cuerpo sólido
están tan próximas entre sí que por mucha fuerza que hagamos no las podemos
acercar más; los sólidos son difíciles de comprimir, no cambian de volumen.
b)
ESTADO LÍQUIDO. Los
líquidos no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que
los contiene. Las partículas que constituyen los líquidos están más alejadas
entre sí que en los sólidos, pero esta distancia no se puede hacer menor; por
ello el volumen de un líquido no cambia, es decir, los líquidos tienen volumen
constante. Otras propiedades de los líquidos son la viscosidad y la
volatilidad. Decimos que un líquido es viscoso cuando fluye muy lentamente,
como la miel o el aceite, que son más viscosos que el agua. Decimos que un
líquido es volátil cuando se evapora con facilidad. El olor a gasolina en una
gasolinera nos indica que se trata de un líquido volátil.
c)
ESTADO GASEOSO. Las
partículas que forman los gases están unidas por fuerzas muy débiles. Debido a
ello, los gases carecen de forma y volumen propios, adoptan la forma y tienden
a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene. Si al inflar un
globo, no paramos de soplar, llegará un momento en que la presión sea tan
grande que lo reviente, expandiéndose el aire de su interior. Si con un dedo
tapamos la boca de una jeringuilla y apretamos su émbolo, éste avanzará pues el
aire que hay en su interior se comprime, mientras que si tiene agua, nos
resultará imposible mover el émbolo, ya que los líquidos no se comprimen. Los
gases pueden pues comprimirse y expandirse (los líquidos y sólidos no). Comprimiendo
o enfriando un gas, éste puede pasar al estado líquido, como sucede con el gas
licuado que contienen las bombonas de butano.
d)
ESTADO PLASMA. Es un
estado similar al gaseoso, que se presenta cuando la materia se somete a temperaturas
muy elevadas. Por Ej: si el agua se somete a temperaturas superiores a los
2000ºC, se vuelve plasma. Si bien el plasma es poco común en la tierra,
constituye el 99 % de la materia en el resto del universo. Por ejemplo las
estrellas.
3. TRANSFORMACIONES
DE LA MATERIA
a)
TRANSFORMACIONES FÍSICAS Son
aquellas modificaciones que no afectan la composición de la materia, En los
cambios físicos no se forman nuevas sustancias. Se dan cambios físicos cuando
ocurren fenómenos como los siguientes:
a)
El aroma de un perfume se esparce por la
habitación al abrir el frasco que lo contiene.
b) Al
añadir azúcar al agua, el azúcar se disuelve en ella.
c) Al
introducir agua en el congelador, se convierte en hielo. En estos ejemplos, el
perfume se evapora, el azúcar se disuelve y el agua se congela o se evapora.
Cada una de estas transformaciones se produce sin que cambie la identidad de
las sustancias; sólo cambian algunas de sus propiedades físicas por lo que se
dice que ha sucedido una transformación física. También son cambios físicos,
los cambios de estado, porque no se altera la composición o naturaleza de la
sustancia; éstos son la fusión, la solidificación, la vaporización, la
condensación y la sublimación.
d) Fusión:
es el paso del estado sólido al estado líquido.
e) Solidificación:
es el proceso inverso a la fusión, es decir, es el cambio del estado líquido al
sólido estado.
f) Vaporización:
es el paso de líquido a gas por acción del calor.
g) Condensación:
es el proceso inverso a la evaporación, es decir, es el cambio de gas a
líquido.
h) Sublimación
progresiva: es el paso del estado sólido al es gaseoso sin pasar por el estado
líquido.
i)
Sublimación regresiva: es el proceso
inverso a la sublimación progresiva. Del estado gaseoso se pasa al estado
sólido al bajar la temperatura. Los cambios de estado son muy útiles en la
industria, por ejemplo en metalurgia se aprovechan para dar forma a un metal:
primero se calienta el metal hasta que pasa al estado líquido, es decir, se
funde luego se vacía en un molde; posteriormente se enfría y se solidifica la
forma del molde. En la naturaleza son muy comunes los cambios de estado, el
agua de los ríos, mares y lagos se evapora por el calor del sol; el vapor pasa
a la atmósfera, donde se enfría y condensa; con esto se produce la lluvia, y
así el agua se distribuye mejor por todo el planeta.
b)
TRANSFORMACIONES QUÍMICAS Son
aquellos cambios que afectan la composición de la materia. En los cambios
químicos se forman nuevas sustancias. Por ejemplo cuando ocurren fenómenos como
los siguientes: un papel arde en presencia de aire (combustión),
·
un metal se oxida en presencia de aire o agua
(corrosión),
·
las plantas convierten el agua y el dióxido de
carbono en otras sustancias químicas complejas (fotosíntesis); podemos decir
que cambió el tipo de sustancia, convirtiéndose en otra diferente: metal en
óxido de metal, papel en ceniza... Por eso se dice que se produjo
transformación química. En las transformaciones químicas se producen reacciones
químicas Una reacción química se da cuando dos o más sustancias reaccionan para
formar otras sustancias diferentes. Es posible detectar cuándo se está
produciendo una reacción química porque observamos cambios de temperatura,
desprendimiento de gases, etc. Las sustancias inicial de una reacción química
se llaman reactivos, y las finales, productos las reacciones químicas son:
·
Descomposición térmica Algunas sustancias
cambian de estado cuando se calientan. Cuando calentamos el agua líquida hasta
su temperatura de ebullición se transforma en vapor. Ya sabemos que esta
transformación es física. Sin embargo, cuando se calientan algunas sustancias,
se transforman en otras diferentes dando lugar a una transformación química que
se denomina descomposición térmica. La diferencia entre la ebullición y la
descomposición térmica es que en la descomposición térmica se obtienen nuevas
sustancias que tienen nuevas propiedades físicas y químicas diferentes de las
sustancias originales Por ejemplo, cuando se calienta sulfato de cobre
hidratado (sustancia de color azul) se descompone en otras dos sustancias: el
sulfato de color blanco y agua. El cambio de color muestra la evidencia de que
se produjo una reacción química. Para que las reacciones de descomposición
tengan lugar es necesario realizar un aporte de energía en forma de calor. Las
reaccione químicas que necesitan energía para producirse se denominan
reacciones endotérmicas.
4.
CLASES DE MATERIA. Se
clasifican en sustancias puras y mezclas sustancias puras. Se dividen en
elementos y compuestos.
a)
ELEMENTOS. Son
sustancias simples, que no pueden descomponerse en sustancias más sencillas,
que tienen características propias que lo diferencian y los hacen
identificables, están formados por átomos con propiedades iguales a las del
elemento que forman. Ej. Oro, carbono, oxígeno. De los 118 elementos que se
encuentran clasificados hasta ahora, 90 existen en la naturaleza, los restantes
son elementos artificiales o sintéticos, es decir, se han obtenido por métodos
artificiales en un laboratorio Los elementos químicos se representan mediante símbolos.
En algunos casos el símbolo corresponde a la letra inicial del nombre del elemento,
por ejemplo, carbono (c), Oxígeno (O). En otros casos se simboliza con la letra
inicial del elemento en mayúscula, seguida por una segunda letra del nombre que
siempre es minúscula, por ejemplo Magnesio (Mg). Hay algunos elementos cuyos
nombres latinos o griegos no coinciden con los nombres en español del elemento,
por ejemplo: el hierro (Fe), del latín ferrum. Los elementos químicos se
clasifican en dos grandes grupos: los metales y los no metales. Los primeros
como el hierro, cobre, oro, presentan las siguientes características: - Son
sólidos a temperatura ambiente, a excepción del mercurio que es líquido - Son
buenos conductores, tanto del calor como de la corriente eléctrica. - Presenta
brillo metálico - Son dúctiles y maleables Los no metales. (yodo, helio y
oxígeno) - Son en su mayoría, líquidos o gases a temperatura ambiente - son
malos conductores, tanto del calor, como de la electricidad. Algunos elementos se
consideran metaloides porque presentan características tanto metálicas como no
metálicas. El silicio (Si), el germanio (Ge) el antimonio (Sb)
b)
COMPUESTOS. Son
sustancias formadas por dos o más elementos, por lo tanto, pueden descomponerse
en sustancias más sencillas, las que los conforman, los “Elementos”. Los
elementos que conforman estos compuestos se combinan siempre en proporciones o
cantidades fijas ej. El agua es un compuesto formado por dos elementos:
hidrógeno y oxígeno. Así como los elementos químicos se representan por
símbolos, los compuestos se representan por medio de fórmulas. Una fórmula
química muestra los símbolos de los elementos que forman el compuesto, y la
proporción que existe entre ellos, es decir, señalan su composición química.
c)
MEZCLAS. Son
el resultado de la agregación de las moléculas de 2 o más sustancias. Las
mezclas no tienen fórmula química y sus componentes se pueden separar por
métodos físicos. Las mezclas pueden ser homogéneas. Cuando los componentes no
se diferencian a simple vista, y forman una solución ej. La leche, el queso y
heterogéneas: cuando se pueden diferenciar a simple vista sus componentes ej.
El agua con la arcilla.
5. MÉTODOS
DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS
a)
FILTRACIÓN. Se
utiliza para separar sólidos de líquidos, la mezcla se hace pasar a través de
un material poroso, tela o papel filtro.
b)
EVAPORACIÓN. Cuando
una mezcla es sometida a calentamiento, el componente líquido pasa a estado
gaseoso, dejando así, el componente sólido
c)
DECANTACIÓN. Se
usa para separar mezclas líquidas no solubles entre sí, se pasa un líquido de
un recipiente a otro utilizando un embudo de decantación
d)
DESTILACIÓN. Se
utiliza para separar mezclas homogéneas, generalmente liquidas, una de las
sustancias se evapora primero que la otra, luego se enfrían dichos vapores y se
recogen en otro recipiente.
e)
MAGNETISMO.
Algunas sustancias con propiedades magnéticas pueden separarse mediante el uso
de imanes.
f)
CROMATOGRAFÍA. Se
puede aplicar a líquidos, sólidos y gases en los primeros experimentos los
componentes separados se identificaban por el color es muy utilizada para
análisis de laboratorio.
IV.
CUESTIONARIO
1. Defina
qué es la materia de acuerdo a lo estudiado construcción propia
2. Qué
diferencia hay entre las propiedades generales y específicas de la materia
3. Elabore
un cuadro indicando el concepto de masa, volumen y peso, y las unidades de
medidas respectivamente.
4. Qué diferencia hay entre el punto de ebullición
y el punto de fusión
5. Definir:
soluto, solvente y solubilidad
6. Explicar
qué es la densidad y cómo se halla
7. Elabore
un cuadro comparativo entre los estados de la materia y elabore un dibujo sobre
los estados de la materia
8. Elabore
un cuadro sinóptico sobre las clases de materia
9. Explique
tres métodos de separación de mezcla.
10. Encuentra
la definición de cada uno de los siguientes conceptos:
a) Punto
de ebullición.
b) Combustible.
c) Fenómeno
químico.
d) Masa.
e) Sublimación
progresiva.
11. Escribe
al frente de cada enunciado (F) si se trata de un cambio físico o (Q) sí se
trata de un cambio químico
( ) El cuerpo que arde o se quema.
( ) Descomposición de la carne.
( ) Paso de sólido a gas.
( ) Temperatura a la cual hierve un líquido.
( ) Cantidad de materia de un cuerpo.
( ) Ciclo del agua.
( ) Fotosíntesis.
( ) Fermentación de la leche.
( ) Aire en movimiento.
( ) Combustión.
12. Establezca
las diferencias que hay entre:
a) Propiedades
generales y propiedades específicas.
b) Propiedades
físicas y propiedades químicas.
c) Fusión
y solidificación.
d) Condensación
y ebullición.
13. Elabore
un cuadro, clasificando las siguientes propiedades (generales o específicas) de
la materia:
·
masa
·
temperatura
·
peso
·
punto de fusión
·
dureza
·
volumen
·
densidad
·
Solubilidad
14. A
partir de la expresión matemática d = m/v puede calcular la densidad de un
cuerpo o una sustancia, conociendo los datos sobre su masa y su volumen. De la
misma forma puede calcular la masa del cuerpo conociendo su densidad y volumen;
y el volumen conociendo la densidad y la masa, respectivamente, con lo cual se
obtienen las siguientes expresiones m = d . v; v= m/d Utilizando la expresión
matemática adecuada resuelve los siguientes ejercicios:
a) La
masa de un anillo de oro es de 30 g y el volumen es de 2 cm3. ¿Cuál es la
densidad del anillo?
b) Un
cubo de hielo tiene un volumen de 10 cm3 Si la densidad del hielo es de 0,92 g/
cm, ¿cuál es la masa del cubo de hielo?
c) La
densidad de una sustancia es de 23 g/cm
d) ¿Cuál
será el volumen de 40,5 g de sustancia?
15. Consultar
los símbolos de los siguientes elementos químicos y su importancia: yodo,
oxígeno, hidrógeno, cobre, mercurio, plomo, potasio, sodio, azufre, plata,
cloro, oro
16. Elabore
un cuadro comparativo entre los elementos y compuestos
17. Qué
diferencia hay entre las transformaciones físicas y químicas de la materia.
18. Elabore
la estructura de la tabla periódica e indique en ella las propiedades más
significativas de los elementos químicos
19. Elabore
un gráfico, indicando los estados de la materia y sus cambios físicos
20. Explique
la diferencia entre metales, metaloides y no metales
EVALUACIÓN:
Solución
del taller en el cuaderno y examen
escrito
UNIDAD N° 1: ESTRUCTURA ATÓMICA
I.
TALLER DE QUÍMICA 10° N° 2
II.
TEMA: Calor y temperatura
III.
INDICADOR DE DESEMPEÑO: Identificar las
características de algunos fenómenos de la naturaleza basado en el análisis de
información y conceptos propios del conocimiento
científico.
IV.
METODOLOGIA: La
metodología empleada es teórico-práctico
A.
Lectura e interpretación del
documento de trabajo para el dominio de la temática
B.
En grupo de tres estudiantes
resolver los interrogantes planteados en el taller
C.
Anexar el documento material
de la clase en su cuaderno
D.
Resolver el taller en el
cuaderno individualmente
1. CALOR
Y TEMPERATURA
¿QUÉ
ES LA SENSACIÓN TÉRMICA?
Se denomina sensación térmica
a la temperatura detectada por la piel de cada persona, frente a determinadas
condiciones climáticas que no solo dependen de la temperatura del aire, sino
también de la velocidad del viento, y de la humedad o vapor de agua que
contiene el aire. Aunque la sensación térmica es una medida muy subjetiva, es
posible calcularla y tabularla teniendo en cuenta los parámetros señalados.
ESCALAS
TERMOMÉTRICAS
Para medir la temperatura es
necesario disponer de un instrumento llamado termómetro. Los termómetros pueden
tener distintas escalas que permiten asignar un número a cada estado térmico.
Para calibrar un termómetro se deben considerar dos puntos de referencia,
llamados puntos fijos. Algunas variantes en su determinación son las
siguientes.
Escala
Fahrenheit
A principios del siglo XVIII,
Gabriel Fahrenheit (1686-1736) creó la escala que lleva su nombre. El punto
fijo inferior de esta escala corresponde a la temperatura de fusión de una
solución de cloruro de amonio en agua, a la que asignó el valor 0 ºF. El punto
fijo superior corresponde a la temperatura de agua en ebullición a la que
asignó el valor 212 ºF. Un termómetro así graduado indica que la temperatura de
fusión del hielo a presión normal es 32 ºF. Esta escala es muy utilizada en
algunos países, como los Estados Unidos.
Escala
Celsius
En 1743, Anders Celsius
(1701-1744) creó la escala Celsius. En esta escala se asignó al punto de fusión
del hielo a una temperatura de 0 ºC y al punto de ebullición del agua 100 ºC,
ambos valores a presión normal. Es utilizada en la mayoría de los países de
Europa y América latina.
Como en la escala Fahrenheit
el punto de fusión del hielo corresponde a 32 ºF, se tiene que 0 ºC corresponde
a 32ºF. Con lo cual, mientras en la escala Celsius el intervalo entre los
puntos de fusión y ebullición del agua queda divido en 100 partes iguales, la
escala Fahrenheit divide al mismo intervalo en 180 partes iguales (de 32ºF a
212ºF). Puede deducirse entonces que:
Escala
Kelvin
Fue nombrada así en honor a
William Thomson, el que más tarde sería Lord Kelvin (1824-1907), quien a los 24
años creó una escala termométrica de gran uso en muchos países del mundo. Esta
escala se calibra en términos de la energía de los cuerpos, de modo tal que
existe un límite de la temperatura mínima posible, que corresponde al menor
estado térmico que puede alcanzar la materia. A este límite se lo denominó 0 K
o cero absoluto.
Las unidades de la escala
Kelvin se dimensionan de igual forma que los grados de la escala Celsius; esto
significa que una variación de temperatura de diez grados Kelvin es lo mismo
que una variación de 10 grados Celsius. Luego, sobre la base de la escala
Celsius se asigna 273,15 K a la temperatura de fusión del hielo, es decir 0 ºC,
y 373,15 K para la temperatura de ebullición del agua, o sea 100 ºC. De este
modo el 0 K coincide con el –273,15 ºC. Esta escala es la única utilizada por
los científicos para desarrollos teóricos y es la que se toma como la unidad de
temperatura en el Sistema Internacional de Unidades (SI) y en el Sistema
Métrico Legal Argentino (SIMELA). Se representa con la letra K, y no ºK. Se
tiene además que:
APLICACIONES
DE LAS ESCALAS TERMOMÉTRICAS
1. Un
periodista del estado de California en EEUU anuncia el pronóstico del día, y
dice que la temperatura máxima será de 50 ºF. ¿Aconsejará a los habitantes
llevar abrigo?
Para
saber si hará frío o no, es necesario transformar la temperatura medida en la
escala Fahrenheit a la escala Celsius, para ello, como
La temperatura es de 10 ºC, es decir, hay que
llevar algo de abrigo.
2. La
temperatura normal del cuerpo es de 37 ºC, ¿cuál es esa temperatura medida en
ºF?
Como 
La temperatura normal del cuerpo es 98,6 ºF.
La temperatura normal del cuerpo es 98,6 ºF.
3. La
temperatura ambiente del aula es 22 °C. ¿Cuál será la temperatura en la escala
Kelvin?
Como
DILATACIÓN
Generalmente la variación de
temperatura de un cuerpo provoca un cambio en sus dimensiones. Si la
temperatura aumenta, se produce un aumento del volumen del cuerpo.
En ese caso se dice que el
cuerpo sufrió una dilatación. Las amplias variaciones de la temperatura
ambiente pueden provocar cambios en casi todos los cuerpos. Éstos se dilatan o
se contraen ante un aumento o disminución importante de la temperatura.
DILATACIÓN
ANÓMALA DEL AGUA
Generalmente los líquidos se
dilatan al aumentar su temperatura, pero el agua se comporta de una manera
anómala. Cuando su temperatura aumenta desde 0 °C a 4 °C, se contrae., y más
arriba de los 4 °C comienza a dilatarse hasta llegar al punto de ebullición.
Este comportamiento poco
habitual del agua es muy importante en la naturaleza ya que si se comportara
como los demás líquidos, la vida de las especies acuáticas no sería posible.
Por ejemplo, el fondo de un lago se cubriría de gran cantidad de hielo lo cual
dificultaría la vida de seres que habitan este ecosistema.
EL
CALOR
Todos los cuerpos o sistemas
materiales tienen asociada una energía interna que permite conocer y
caracterizar sus propiedades. El calor es una forma de intercambio de energía
desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el de menor temperatura Una forma de
intercambiar energía entre dos cuerpos o sistemas materiales es por calor.
Siempre que dos o más cuerpos que se encuentran a distintas temperaturas se
ponen en contacto térmico, se produce un intercambio de energía en forma de
calor. En los fenómenos espontáneos este proceso continúa hasta que dichos
cuerpos alcanzan el equilibrio térmico, es decir igualan sus temperaturas. La
unidad elegida para medir la cantidad de energía es el joule, J, aunque existe
otra unidad muy utilizada, la caloría (cal) que se define como la cantidad de
calor necesario para que un gramo de agua pura pase de 14,5 °C a 15,5 °C.
En alimentación y nutrición se
suelen usar mucho las calorías para medir el valor energético de los alimentos.
Se utiliza la Cal (escrita con mayúscula) donde:
1 Cal = 1 kcal = 1000 cal
La relación entre los joules y
las calorías es la siguiente:
1 cal = 4,18 J, o bien 1 J =
0,24 cal
EL
CALOR ESPECÍFICO O CAPACIDAD CALORÍFICA ESPECÍFICA
El calor específico o
capacidad calorífica específica, c, de una sustancia es la cantidad de calor
necesaria para variar su temperatura en una unidad por unidad de masa.
Por ejemplo, el calor
específico del agua es 1 cal/g °C, lo que significa que cada gramo de agua
necesita intercambiar una caloría para variar su temperatura un grado Celsius.
El agua tiene una mayor capacidad de almacenar energía que muchas otras
sustancias. Por tal razón, una pequeña masa de agua absorbe una gran cantidad
de calor, con un aumento relativo de temperatura bastante pequeño. Por el mismo
motivo se puede explicar que el agua se enfría más lentamente que otras.
PROPAGACIÓN
DEL CALOR
La transmisión de energía por
diferencia de temperatura entre cuerpos o sistemas que interactúan entre sí se
produce a través de diferentes procesos como la conducción, o la convección.
Conducción
Si se coloca un extremo de una
cuchara de aluminio en contacto con una hornalla encendida de la cocina
rápidamente se advierte que el calor se transmite hasta el otro extremo.
Esta transferencia de energía
sin desplazamiento de materia desde zonas de un cuerpo que se encuentra a mayor
temperatura a las de menor temperatura se denomina conducción.
Algunos materiales presentan
la propiedad de ser mejores conductores del calor que otros. Los malos
conductores del calor se denominan aislantes (aunque cabe aclarar que la
aislación nunca es perfecta).
V.
CUESTIONARIO
1.
¿Qué función cumple un termo? Justifiquen sus
respuestas en términos físicos.
2.
La temperatura de un día de invierno en la
Antártida puede ser inferior a –50 ºC. ¿A cuántos grados Fahrenheit
corresponde?
3.
¿Por
qué algunos vidrios como los llamados Pyrex no se rompen cuando se someten a
elevadas temperaturas?
4.
Consultar los conceptos de: convección y
radiación
5.
Lee el siguiente párrafo y responde a las
preguntas que se plantean a continuación:
Los
termómetros más habituales constan de un tubo de vidrio colocado junto a una
escala graduada, cuyo extremo inferior está ensanchado y contiene mercurio o
alcohol coloreado.
Cuando
la temperatura aumenta, el líquido (mercurio o alcohol) se dilata, ascendiendo
por el tubo; cuando la temperatura disminuye ocurre lo contrario, el líquido se
contrae y desciende.
La
temperatura se lee por la altura que alcanza el nivel de la columna de mercurio
o alcohol en la escala graduada.
• ¿Por
qué se utiliza mercurio en la fabricación de los termómetros?
• ¿Qué
temperatura marca el termómetro de la figura?
6.
Realiza las siguientes transformaciones de
escalas termométricas:
a) −50
°C en K.
b) −50
°C en F.
c) 298
K en °C y °F.
EVALUACIÓN:
Solución
del taller en el cuaderno y examen
escrito
Con este hipertexto puede consultar y explicar los conceptos asignados.
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