Analizar la investigación

15 minutos

Indique a los estudiantes que revisen el cuadro en sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 14).

► ¿Qué observaron sobre las propiedades de los objetos mientras se calentaban?

▪ La forma de algunos objetos ha cambiado. Otras propiedades, como el color, permanecieron iguales.

▪ El cubo de hielo, los chips de chocolate blanco y la mantequilla se convirtieron en líquidos. Las canicas y la cuchara de plástico permanecieron sólidas.

▪ El cubo de hielo, los chips de chocolate blanco y la mantequilla cambiaron de forma en las bolsas mientras se calentaban.

▪ Algunos objetos cambiaron de sólido a líquido, pero otros no.

Resalte las respuestas de los estudiantes sobre un cambio en el tipo de materia mientras se calentaba. Pídales que indiquen los tipos de materia en sus cuadros dibujando un rectángulo alrededor de sólido y subrayando líquido en las columnas Propiedades antes de calentarse y Propiedades mientras se calienta.

Ejemplo de respuesta del estudiante: Objeto Propiedades antes de calentarse Propiedades mientras se calienta Propiedades después de enfriarse cubo de hielo duro, transparente, sólido, cuadrado transparente, líquido, sin forma estable transparente, líquido, sin forma estable (sin cambios) trozos de mantequilla lisos, amarillos, sólidos amarillo, espumoso, líquido, sin forma estable amarillo, sólido, forma aplanada chips de chocolate blanco duros, blancos, sólidos, redondos blanco, blando, líquido, sin forma estable blanco, sólido, forma aplanada cuchara de plástico dura, blanca, sólida, larga dura, blanca, sólida, larga (sin cambios) dura, blanca, sólida, larga (sin cambios) canicas duras, azules, sólidas, redondas duras, azules, sólidas, redondas (sin cambios) duras, azules, sólidas, redondas (sin cambios)

► ¿Qué observan sobre el tipo de materia de cada objeto antes de calentarse y mientras se calentaba?

▪ Tres objetos que eran sólidos antes de calentarse se convirtieron en líquidos mientras se calentaban. Las canicas y la cuchara de plástico se mantuvieron sólidas.

▪ La mantequilla, el cubo de hielo y los chips de chocolate blanco eran sólidos antes de calentarse. Se cambiaron a líquidos mientras se calentaban.

Discuta la causa del cambio en el tipo de materia. Considere utilizar la rutina de enseñanza Pensar—Trabajar en parejas—Trabajar en parejas dobles para facilitar la discusión en clase durante todo el análisis.

► ¿Qué creen que hizo cambiar algunos de los objetos de sólido a líquido?

▪ El agua caliente hizo que cambiaran de sólido a líquido.

▪ Creo que el calentamiento hizo que algunos de los objetos cambiaran.

► ¿Qué evidencias tenemos de que el calentamiento fue la causa del cambio en el tipo de materia?

▪ El cambio ocurrió cuando se puso agua caliente alrededor de los objetos.

▪ Los objetos no cambiaron hasta que el agua caliente estuvo en los recipientes.

▪ La temperatura del agua era mucho mayor que la temperatura del salón de clases.

La clase y el maestro llegan a la conclusión de que el calentamiento hizo que algunos de los objetos, tales como el cubo de hielo y los chips de chocolate blanco, pasaran de sólido a líquido. Explique a los estudiantes que estos objetos se derritieron. Defina el derretimiento como el cambio de materia de sólido a líquido.

Presente el término derretimiento de forma explícita. Considere utilizar una imagen, un video o un ejemplo de la vida real para demostrar el derretimiento, tales como la mantequilla que se derrite en una sartén o un cubo de hielo que se derrite al sol.

Pida a los estudiantes que digan si piensan que la cuchara de plástico, las canicas o ambos objetos se pueden derretir y que indiquen la razón de su opinión. Pide que utilicen señales no verbales para mostrar su acuerdo o desacuerdo cuando responden sus compañeros de clase.

A medida que los estudiantes presentan sus conocimientos e ideas, anímelos a utilizar oraciones completas y coherentes que proporcionen los detalles solicitados. Pedir a los estudiantes que incluyan parte de la pregunta en su respuesta podría ser útil. Por ejemplo, los estudiantes podrían responder de las siguientes maneras:

▪ “Observo...”

▪ “Pienso que el cambio de sólido a líquido fue causado por...”

▪ “La evidencia que tenemos es...”

Hablar en oraciones completas y coherentes también ayuda a los estudiantes a ensayar ideas oralmente antes de escribir oraciones completas para responder a una pregunta o presentar una idea (CCSSee. ELA-Literacy.SL.2.4, SL.2.6).

La rutina de enseñanza Pensar–Trabajar en parejas–Trabajar en parejas dobles es una variación de la rutina Pensar–Trabajar en parejas–Compartir. Los estudiantes realizan la rutina Pensar–Trabajar en parejas y luego se unen a otra pareja para compartir en grupos de cuatro. En este caso, los estudiantes pueden emparejarse con un miembro de su grupo de investigación y luego juntarse con una pareja de otro grupo de investigación.

Ejemplos de respuestas de los estudiantes:

▪ No, no creo que estos objetos se puedan derretir porque no se derritieron en el agua caliente.

▪ Puede que se derritan, pero creo que ambos tendrían que calentarse mucho.

▪ Creo que la cuchara de plástico se podría derretir si se calienta lo suficiente. No creo que las canicas se derritan porque son de vidrio.

Resalte las respuestas de los estudiantes sobre el calentamiento de la cuchara de plástico y las canicas a una temperatura muy alta. Muestre los videos del derretimiento de una cuchara de plástico (http://phdsci.link/1956) y del vidrio derretido (http://phdsci.link/1957).

► ¿Qué observaron sobre el plástico y el vidrio en los videos?

▪ Observé que el plástico se derritió cuando la llama lo calentó.

▪ ¡El vidrio calentado brillaba!

▪ El vidrio calentado no tenía una forma estable.

Diga a los estudiantes que, aunque el termómetro de franjas de colores puede medir temperaturas altas, las temperaturas pueden aumentar aun más. Explique que materiales como el plástico y el vidrio se pueden derretir cuando se calientan a temperaturas lo suficientemente altas.

► ¿Qué hemos aprendido hasta ahora sobre lo que puede suceder con los sólidos cuando se calientan?

▪ Algunos sólidos se transforman en líquidos cuando se calientan.

▪ Algunos objetos deben calentarse a una temperatura más alta que otros para derretirse.

Resuma las respuestas de los estudiantes y confirme que muchos sólidos se convierten en líquidos cuando se calientan hasta cierta temperatura.

Dirija la atención de los estudiantes al cuadro en sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 14) para discutir el efecto del enfriamiento en los objetos observados por los estudiantes. Pida a los estudiantes que sigan indicando los tipos de materia en el cuadro dibujando un rectángulo alrededor de sólido y subrayando líquido en la columna Propiedades después de enfriarse.

Considere la posibilidad de mostrar estos videos varias veces para que los estudiantes hagan observaciones exhaustivas. Explique que en el video del derretimiento de la cuchara de plástico, la llama está calentando la cuchara, y en el video del vidrio derretido el material brillante es vidrio calentado.

No todos los sólidos se derriten al calentarse. Escuche la idea errónea de que el calentamiento derrite todos los sólidos y pida a los estudiantes que consideren las evidencias que tienen para tal afirmación. En el siguiente conjunto de lecciones, los estudiantes observarán un cambio causado por el calentamiento de un sólido que no incluye un cambio en el tipo de materia.

Ejemplo de respuesta del estudiante:

Objeto

Propiedades antes de calentarse

Propiedades mientras se calienta

Propiedades después de enfriarse cubo de hielo duro, transparente, sólido, cuadrado transparente, líquido, sin forma estable transparente, líquido, sin forma estable (sin cambios) trozos de mantequilla lisos, amarillos, sólidos amarillo, espumoso, líquido, sin forma estable amarillo, sólido, forma aplanada chips de chocolate blanco duros, blancos, sólidos, redondos blanco, blando, líquido, sin forma estable blanco, sólido, forma aplanada cuchara de plástico dura, blanca, sólida, larga dura, blanca, sólida, larga (sin cambios) dura, blanca, sólida, larga (sin cambios) canicas duras, azules, sólidas, redondas duras, azules, sólidas, redondas (sin cambios) duras, azules, sólidas, redondas (sin cambios)

► ¿Qué observaron sobre las propiedades de los objetos después de enfriarse?

▪ Todos los objetos son sólidos excepto el agua del cubo de hielo derretido.

▪ El chocolate blanco y la mantequilla cambiaron de líquido a sólido.

▪ La cuchara de plástico y las canicas no cambiaron.

Reconozca que el chocolate blanco y la mantequilla volvieron a ser sólidos, mientras que el agua del cubo de hielo derretido permaneció líquida.

► ¿Qué creen que hizo cambiar algunos de los objetos de líquido a sólido?

▪ Creo que el enfriamiento hizo cambiar la mantequilla y el chocolate blanco nuevamente a sólidos.

▪ Creo que los líquidos que se convirtieron en sólidos cambiaron porque se enfriaron.

La clase y el maestro llegan a la conclusión de que el enfriamiento hizo que la mantequilla y el chocolate blanco cambiaran de líquido a sólido. Diga a los estudiantes que la mantequilla líquida y el chocolate blanco líquido se congelaron. Defina el congelamiento como el cambio de materia de líquido a sólido.

Tenga en cuenta las nociones que puedan tener los estudiantes sobre el término congelamiento. Pueden asociar el congelamiento solo con temperaturas iguales o inferiores a la temperatura a la que se congela el agua. Explique que el congelamiento también puede ocurrir a temperaturas tibias, como lo demuestran la mantequilla y los chips de chocolate blanco. Como actividad de ampliación, puede traer a clase un frasco de aceite de coco sólido y utilizar un baño de agua tibia para demostrar que el aceite se derrite a temperaturas ligeramente por encima de la temperatura ambiente y luego se congela al estado sólido a medida que se enfría.

Presente el término congelamiento de forma explícita. Considere mostrar a los estudiantes una fotografía, un video o un ejemplo de congelamiento en la vida real. Invite a los estudiantes a pensar en otros ejemplos de congelamiento, tales como un charco que se congela en invierno o paletas de helado que cambian de líquido a sólido en un congelador.

► ¿Por qué creen que el agua líquida del cubo de hielo derretido permaneció líquida y no se congeló?

▪ Creo que tendríamos que poner el agua en un congelador para que se convierta en hielo.

▪ La mantequilla y el chocolate pueden convertirse en sólidos a temperatura ambiente, pero no creo que el agua líquida esté lo bastante fría para congelarse.

Consulte el termómetro de franjas de colores y confirme que para congelarse, el agua debe enfriarse a una temperatura en la franja de color que indica que está fría. Dirija la atención de los estudiantes a los tipos de materia que indicaron en el cuadro en sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 14).

► ¿Qué cambios en el tipo de materia sufrieron los materiales mientras se calentaban y después del enfriamiento?

▪ La mantequilla y los chips de chocolate blanco cambiaron de sólido a líquido mientras se calentaban. La mantequilla líquida y el chocolate blanco líquido volvieron a ser sólidos después de enfriarse.

▪ El cubo de hielo cambió de sólido a líquido mientras se calentaban. El agua líquida del cubo de hielo permaneció líquida después de enfriarse.

Explique que el derretimiento y el congelamiento son ejemplos de cambios reversibles, ya que muchos materiales cambian de sólido a líquido mientras se calientan y luego vuelven a ser sólidos después de enfriarse. Explique a los estudiantes que un cambio reversible es un cambio que se puede deshacer. El calentamiento causa derretimiento y el enfriamiento puede deshacer el derretimiento. El enfriamiento causa congelamiento y el calentamiento puede deshacer el congelamiento.

Presente el término cambio reversible de forma explícita. Para demostrar un cambio reversible, use una estrategia como la siguiente: Muestre a los estudiantes un calcetín u otra prenda de vestir y voltéela de adentro hacia afuera. Pregunte a los estudiantes cómo la cambiarían de nuevo a como estaba al comienzo.

Siga demostrando cambios reversibles con acciones tales como inflar un globo o doblar un trozo de papel. Invite a los estudiantes a pensar en otros ejemplos de cambios reversibles.

Coloque la bolsa de agua del cubo de hielo derretido en un congelador para que se enfríe durante la noche. Permita que los estudiantes observen las propiedades del agua antes y después del congelamiento.