LA MATERÍA Y LA ENERGÍA
UNIDAD 5 NATURALES
LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES Todo lo que nos rodea está formado por materia: los animales, el agua e incluso el aire. Los diferentes tipos de materia se puede distinguir por sus propiedades.
- PROPIEDADES GENERALES:
PROPIEDADES
Son comunes a todos los cuerpos del universo, son la masa y el volumen.
DE LA MATERIA - PROPIEDADES ESPECÍFICAS: Tienen otras propiedades que van ligadas a la masa y el volumen.
PROPIEDADES GENERALES: Son comunes a todos los cuerpos, y son la masa y el volumen.
MASA Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Se mide en kilogramos (kg) y se calcula con básculas y balanzas. Por ejemplo, una bombona de butano pesa más que un gato porque tiene más cantidad de materia.
BALANZA
BÁSCULA
VOLUMEN Es el espacio que ocupa un cuerpo. Se mide en litros (l) y se calcula con recipientes graduados llamados probetas y vasos medidores. Por
ejemplo,
un cubo de agua ocupa más volumen que en un vaso.
VASOS MEDIDORES
PROBETAS
¿CÓMO CALCULAR EL VOLUMEN DE UN CUERPO? Para saber el volumen de un sólido, como una canica, debemos seguir estos pasos: 1. Llenamos una
2. Colocamos con
probeta con un
cuidado la probeta y
volumen determinado
observamos cuánto
de agua (1l) y
sube el nivel del agua.
anotamos este dato.
Anotamos en nuestro cuaderno la lectura que marca la probeta
3. Calculamos el volumen de la canica. Para ello anotamos el primer dato anotado a la segunda medida tomada.
(1,5l).
La diferencia va a dar 0,5l, es decir el volumen de la canica es 0,5l
PROPIEDADES ESPECÍFICAS: Son comunes a todos los cuerpos, y son la masa y el volumen.
DENSIDAD Es una relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Así, un cuerpo es más denso que el otro, si ocupando el mismo espacio tiene más masa; por ejemplo, una bola de metal es más densa que una de madera. Un cuerpo también es más denso que otro si con la misma masa ocupa menos volumen: por ejemplo, dos pelotas presentan la misma masa, es más densa la pequeña.
FLOTABILIDAD Es la capacidad de un cuerpo de flotar en un fluido, como el agua. Depende del peso y de la densidad del fluido. El objeto flota si su peso es menor que el empuje del fluido sobre él. Este empuje es más fuerte cuanto mayor es la densidad del fluido.
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Es la capacidad para conducir el calor. Los metales son buenos conductores térmicos, mientras que la madera y el plástico no lo son.
DUREZA Es la resistencia a rayarse, romperse o deformarse. Se distinguen dos tipos de materiales: los materiales duros como la plastilina o el papel y los materiales duros como el metal o el mármol.
SOLUBINIDAD Es la capacidad de disolverse en un líquido. El azúcar se disuelve con facilidad, pero el aceite no se disuelve.105
SUSTANCIAS PURAS Y MEZCLAS La mayoría de las sustancias que nos rodean son mezclas de dos o más sustancias diferentes. Cuando las sustancias no tienen mezclan se llaman sustancias puras.
LAS MEZCLAS Por ejemplo, hacemos mezclas, cuando hacemos una ensalada. Para hacer una ensalada hay que mezclar varios ingredientes. En algunas mezclas, se pueden distinguir a simple vista cada uno de los ingredientes. Pero también hay casos, en los que no es posible diferenciarlos, y ejemplo claro de esto es echar un poco de sal al agua y remover. En el agua, la sal no se ve. Pero en ambos tipos de mezclas podemos separar los componentes con procedimientos sencillos, porque estos componentes han sufrido daños físicos. Dependiendo de las características de la mezcla, hay dos tipos:
MEZCLAS HOMOGÉNEAS: Sus componentes no se ven a simple vista y es
fácil separarlos. Un tipo
especial de
homogéneas son las
disoluciones,
formadas por dos o más
componentes, que
uno de sus componentes
es líquido.
MEZCLAS HETEROGÉNEAS: Sus componentes se distinguen a simple a
simple vista. Un ejemplo es la macedonia de frutas, porque se aprecian sus componentes con facilidad. Se separan sus componentes con facilidad.
SEPARACIÓN DE MEZCLAS Las sustancias que componen una mezcla se pueden separar utilizando diferentes técnicas, como son las siguientes:
TAMIZACIÓN:
Se usa para separar mezclas de distinto tamaño. Se trata en pasar la mezcla a través de tamices con aberturas diferentes.
FILTRACIÓN:
Permite separar los componentes de una mezcla formada por una sustancia líquida y otra sólida. Se mezcla a través de un filtro.
SEPARACIÓN MAGNÉTICA:
Se puede utilizar cuando uno de los elementos de la mezcla es el hierro. Consiste en pasar un imán sobre la mezcla de forma que atraiga el hierro y lo extraiga
EVAPORACIÓN:
Permite separar una disolución formada por sólido y líquido. Se calienta la mezcla de líquido para que se evapore y obtener así el sólido
DECANTACIÓN:
La decantación consiste en separar dos líquidos con dos densidades diferentes. Dejar reposar la mezcla en un recipiente llamado embudo de decantación hasta que los líquidos se dispersen. Cuando el embudo se abre el más denso es el primero en salir
DESTILACIÓN:
Sirve para separar dos líquidos que forman una disolución. Este proceso se hace en un aparato llamado aparato de destilación. En este aparato se calienta la mezcla hasta que los dos líquidos se evaporan. Ese vapor ocasionado por la evaporación entra a un tubo, donde ese vapor se enfría y vuelve ese a ese líquido que fue evaporado.
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LOS CAMBIOS EN LA MATERIA. Los cambios que sufre la materia pueden ser físicos o químicos.
◆ Cuando no se modifica la composición de la materia, decimos que ha sufrido un cambio físico. Las variaciones de color, de temperatura o de estado son ejemplos físicos.
◆ Si se altera una composición, la materia experimenta un cambio químico. Por ejemplo, un trozo de papel al arder se transforma en humo y cenizas: el papel deja de ser papel, y su composición química varia.
CAMBIOS FÍSICOS:
Los cambios físicos pueden ser reversibles o irreversibles.
◆ Reversibles: si la materia recobra su estado y su aspecto originales cuando cesa la acción la acción que está generando el cambio. Por ejemplo, si estiramos una goma, su forma varía durante el tiempo en la que la tensamos, pero al soltarla la recupera.
◆ Irreversibles: cuando la materia no vuelve a su aspecto original al cesar la acción que está generando el cambio. Es lo que ocurre, por ejemplo, al convertir en serrín un taco de madera.
Algunos de los principales cambios físicos que sufre la materia son los relativos a su posición o forma y la fragmentación. Otros cambios físicos importantes se producen
debido al ascenso o descenso de la temperatura, como la dilatación, la contracción o los cambios del estado.
CAMBIOS QUÍMICOS:
Los principales cambios químicos o reacciones químicas que sufre la materia son la oxidación, la combustión y la fermentación.
◆ Oxidación: es la transformación de una sustancia en otra por la acción del oxígeno del agua o del aire. Por ejemplo, si dejamos la intemperie durante un tiempo prolongado un objeto de hierro, ese reaccionará con el oxígeno del aire y le saldrán unas manchas rojas.
◆ Combustión: es un tipo particular de oxidación en la que se quema un cuerpo, denominado combustible. Se produce muy rápido y se desprende energía en forma de luz y de calor. Una combustión tiene lugar, por ejemplo, al quemar leña en una hoguera.
◆ Fermentación: es un proceso por el cual algunos microorganismos, como las bacterias o las levaduras, transforman un tipo de materia, generalmente rica en azúcar, sin que intervengan el oxígeno.
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LA ENERGĂ?A
La energĂa es la capacidad de producir cambios en la materia, como, por ejemplo, iniciar o modificar un movimiento o cambiar la temperatura de un cuerpo.
La energía se encuentra en todas partes y puede manifestarse de diferentes formas: mecánica, sonora, lumínica, eléctrica, térmica o química.
Tienes 6 tipos:
Los cuerpos con energía mecánica son los que están en movimiento, como una persona que pasea o el viento.
La energía sonora es la que transmiten los cuerpos al vibrar mediante ondas sonoras; por ejemplo, una radio encendida o el motor de un coche.
La energía química se almacena en algunas sustancias y objetos, como los alimentos, los combustibles o las baterías de los móviles.
La energía lumínica se manifiesta en forma de luz, como lo que proporciona una bombilla o el sol.
La energía eléctrica se transmite por los materiales conductores en forma de corriente eléctrica.
La energía térmica es la que produce calor, como ocurre en una tostadora o en el calor.
PROPIEDADES DE LA ENERGÍA
La energía no se puede crear ni destruir, solo se transforma. La energía, además, puede almacenarse.
LAS FUENTES DE ENERGÍA
Las fuentes de energía pueden ser de dos tipos: • RENOVABLES, provienen de recursos naturales que se regeneran rápidamente y no se acaban. • No RENOVABLES, se pueden llegar a agotar ya que provienen de un ritmo naturales de producción muy lentos.
RENOVABLES
NO RENOVABLES
• Energía Solar, nos llega del Sol y puede ser lumínica y térmica. • Energía Eólica, nos llega del movimiento del aire. • Energía Hidráulica, nos llega del movimiento del agua. • Materia orgánica, madera o residuos orgánicos se pueden transformar en térmica o eléctrica si se procesan en una Central de biomasa.
• Combustibles fósiles, como el gas natural, petróleo o carbón. Se usan para producir electricidad o calor. • Minerales radioactivos, como Uranio y plutonio que contienen energía nuclear
EL COMPORTAMIENTO DE LA MATERIA. La composición de la materia no se modifica, sí varia su comportamiento según su estado o el tipo de energía con la que se relacione y teniendo en cada caso distintas propiedades. LA LUZ Y LA MATERIA. La luz es una forma de energía que permite ver los objetos que nos rodean. Se propaga en línea recta y en todas direcciones a una velocidad de 300.000 km/s. Cuando choca con un cuerpo, puede comportarse de distintas maneras: La luz no atraviesa los cuerpos opacos y se desplaza en línea recta, detrás de ellos se forma una zona oscura, la sombra. Los rayos de luz se reflejan en superficies lisas o de color claro. Cuando la luz cambia de medio, también cambia su dirección, se refracta. Los cuerpos transparentes: dejan pasar la luz por completo (el vidrio incoloro, el agua pura). Los cuerpos translúcidos: dejan pasar parte de la luz (vidrios de colores, agua del mar). Los cuerpos opacos: no dejan pasar la luz (madera, metales).
EL SONIDO Y LA MATERIA. Es una forma de energía que se transmite por ondas. Cambia de velocidad según el medio en que se desplaza (por el agua se propaga más rápido que por el aire) y no se transmite en el vacío. Según el material con el que choca, se comporta de forma distinta: Si hablan en una habitación vacía el sonido rebota en las paredes, se produce una reverberación, el sonido vuelve a nosotros y oímos la voz duplicada. Si la habitación está amueblada, la madera de los muebles y las cortinas absorben el sonido, que no se refleja.
LA HUMEDAD Y LA MATERIA.
La humedad es agua en estado gaseoso. Según su comportamiento frente a la humedad, pueden ser: Materiales impermeables (plástico o vidrio). Son muy resistentes a la humedad, no absorben el agua, ni se deterioran con su contacto. Materiales permeables (madera, papel). Absorben el agua y al mojarse se estropean. Materiales como el hierro, reaccionan ante la humedad y se oxidan. Materiales como el aluminio, no reaccionan ante la humedad y son inoxidables. EL CALOR Y LA MATERIA. El calor es la transferencia de energía térmica. Cuando dos cuerpos de distinta temperatura entran en contacto, el calor pasa del que tiene mayor temperatura al que tiene menos, hasta que se igualan. Cuando la temperatura de un cuerpo cambia, puede dilatarse o contraerse, según aumente o disminuya su temperatura.
Los materiales se comportan con el calor de distintas formas: Los materiales conductores térmicos (metales), permiten el paso rápido del calor. Los materiales aislantes térmicos (madera, lana), transmiten el calor más despacio. LA CORRIENTE ELÉCTRICA Y LA MATERIA. Los cuerpos según su comportamiento frente a la corriente eléctrica pueden ser: Materiales conductores (metales), permiten el paso de la corriente eléctrica. Materiales aislantes (madera, plástico), no permiten que fluya la electricidad a su través.
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EL USO DE LA ENERGÍA IMPACTOS AMBIENTALES Lluvia ácida Los gases resultantes del uso de combustibles fósiles generan sustancias ácidas que van a parar a la atmósfera. Cuando se mezclan con las nubes, se origina lo que se conoce como lluvia ácida.
Esmog es una forma de contaminación originada a partir de la combinación del aire con contaminantes, que provoca el estancamiento del aire y, por lo tanto, la permanencia de ellos en la troposfera y a veces, en la estratosfera, debido a su mayor densidad.
Radioactividad Provocada por los residuos de las centrales nucleares, muy peligrosa para los seres vivos.
Efecto invernadero impide que el calor escape y mantiene la Tierra a temperaturas adecuadas para la vida. La producción y el uso de energía emiten a la atmósfera gases que incrementan la retención del calor, como el dióxido de carbono, y aumentan así el efecto invernadero. Esto hace que la temperatura global del planeta se eleve y tiene graves consecuencias sobre el clima y los ecosistemas.
Hacia un desarrollo sostenible Desarrollo sostenible es aquel que satisface las necesidades actuales sin comprometer la posibilidad de las generaciones futuras de disponer de los recursos precisos para poder cubrir sus necesidades. Requiere la aplicación de ciertas medidas, como: • Fomento de las energías renovables. • Promoción del ahorro energético. • Investigar sobre nuevos combustibles no contaminantes. • Reducción y sustitución de los combustibles fósiles.