Ciències naturals 6è Primària Edebé

1

La Matèria

CONTINGUTS • Propietats generals de la matèria • Relació entre massa i pes • Propietats específiques de la matèria • Classificació de la matèria • Mètodes de separació de mescles • El canvi químic • Les reaccions químiques

12

Intel·ligències múltiples

TASCA INTEGRADA

Una de fantasmes

Què són els fantasmes?

Quina és la seua principal característica?

Realitzem a classe una pluja d’idees.

Investiga • B usca quines altres coses coneixem que siguen immaterials.

• Investiga de què està formada la matèria.

• Si la matèria fóra un puzle, quines serien les seues peces?

• Quantes peces diferents existeixen per a formar tot l’univers?

Prepara Prepareu una presentació, o simplement un esquema per a exposar en la pissarra, que us ajude a explicar als vostres companys: • De què està feta la matèria?

• Què hi ha en la naturalesa que no siga matèria?

• En què consisteix el cicle de la matèria?

• Quin altre cicle coneixes en la naturalesa?

Presenta • Presenteu el vostre treball al grup.

• Acabeu la tasca amb un debat sobre aquest tema.

13

1. PROPIETATS GENERALS DE LA MATÈRIA Recorda que matèria és tot allò que té massa i ocupa un lloc a l’espai. Tots els cossos materials posseeixen aquestes dues qualitats. Per això diem que la massa i el volum són dues propietats generals de la matèria.

Masa És la quantitat de matèria que té un cos i per a mesurar-la utilitzem una balança.

La unitat fonamental és el quilogram (kg). Si volem mesurar masses més xicotetes utilitzem l’hectogram (hg), decagram (dag), el gram (g), decigram (dg), centigram (cg) o mil·ligram (mg). Per a quantitats majors utilitzem la tona (t).

Volumen És l’espai que ocupa un cos.

La unitat fonamental per a mesurar-lo és el m3. Per a mesurar volums més xicotets que el m3 utilitzem els seus submúltiples: dm3, cm3 i mm3.Per a mesurar volums majors que el m3 la unitat més utilitzada és l’hectòmetre cúbic (hm3). També utilitzem el litre (L), 1L equival a 1 cm3.

El volum dels cossos líquids el podem calcular mitjançant recipients mesuradors com la proveta, pipeta, xeringa, bureta i matràs aforat. En el cas dels sòlids procediríem introduint l’objecte a l’interior del líquid i observant l’augment de volum experimentat en aquest.

També podem usar diferents fórmules matemàtiques quan el cos és un poliedre regular.

1. Relaciona, en el quadern, les mesures següents amb les unitats i símbols corresponents.

El pes d’un xiquet Tones kg El pes d’un camió carregat de terra Grams g L’aigua que cap en una piscina Litres m3 La composició d’un medicament Metres cúbics cm3 L’aigua que ix d’una aixeta per minuts Centímetres cúbics t El pes d’un telèfon mòbil Quilograms L Quantitat de xarop que he de prendre’m Grams g

14

1 Per a assegurar que alguna cosa és matèria hem de comprovar que posseeix aquestes dues qualitats bàsiques: massa i volum.

Observa És l’aire matèria?

Comprovem que té massa Agafem un globus sense unflar, el col·loquem sobre una balança i veiem quina és la seua massa.

Comprovem que té volum

tic

Adaptem un embut a una ampolla ajudant-nos d’una mica de plastilina perquè l’aire no isca. Quan comences a tirar aigua en l’embut t’adonaràs que no es pot omplir l’ampolla fins que no ix l’aire que té dins.

Unflem el globus i a continuació tornem a pesar-lo.

Com pots comprovar ha augmentat la massa, la qual cosa ens indica que l’aire pesa. Per tant compleix la primera condició: té massa.

Això ens demostra que l’aire ocupa un lloc i, per tant, que compleix la segona propietat: té volum.

Si hem comprovat que l’aire té massa i té volum, l’aire és matèria.

2. De la relació següent: llapis, espill, enveja, el gas amb el qual unflen

els globus, tendresa, coratge i la llum; escriu en el quadern quins són matèria i quins no són matèria.

3. Busca en internet imatges dels instruments següents per a mesurar volums: pipeta, bureta, proveta, matràs aforat. Dibuixa’ls en el quadern i explica la diferència entre ells.

4. En algunes pel·lícules hem vist personatges davall de l’aigua amb una

barca damunt i podent respirar. És possible? Justifica la teua resposta.

15

RELACIÓ ENTRE MASSA I PES Encara que en el llenguatge normal el pes i la massa puguen semblar conceptes iguals, des del punt de vista científic són dues magnituds diferents i que no hem de confondre.

MASSA Massa és la quantitat de matèria que té un cos.

PES Pes és la força amb la qual la Terra (gravetat) atrau un cos.

MESURA DEL PES Com el pes és una força, es mesura en unitats de força. En el Sistema Internacional d’Unitats, la unitat de mesura de força és el newton que es representa amb el símbol N. També utilitzem per a la seua mesura el quilopond (kp), que representa el pes d’una massa d’1 kg en la superfície terrestre. Per a mesurar-lo utilitzem un aparell anomenat dinamòmetre.

Un cos d’un quilogram té la mateixa massa ací a la Terra que a la Lluna, no obstant això el seu pes és diferent perquè la força de gravetat a la Lluna és menor que ací.

5. Si deixe caure una pedra des d’una altura de 6. On creus que saltaries més alt, ací a la Terra

deu metres a la Terra i repetisc l’experiència o a la Lluna? I on creus que correries més? a la mateixa altura a la Lluna, Quina arribarà Explica-ho. més ràpid? Per què? Quina arribaria a terra 7. Investiga quina és la gravetat dels diferents amb major velocitat? planetes del Sistema Solar.

16

1 2. PROPIETATS CARACTERÍSTIQUES DE LA MATÈRIA La matèria té unes propietats específiques que la caracteritzen: duresa, solubilitat, conductivitat, color, magnetisme, densitat... Centrarem la nostra atenció en la densitat i en algunes de les conseqüències i principis associats a ella: flotabilitat i principi d’Arquimedes.

La densitat i la flotabilitat La densitat és la relació que existeix entre la quantitat de matèria d’un cos i l’espai que ocupa, és a dir, el seu volum.

Relacionada directament amb la densitat, els cossos posseeixen una característica anomenada flotabilitat.

La flotabilitat és la capacitat que tenen els cossos de mantenir-se en la superfície d’un líquid sense enfonsar-se.

Arquimedes

L’aigua és més densa que l’oli, per això en tirar aquests dos líquids en un recipient, l’oli es queda dalt. A major densitat, menys flotabilitat. La poca densitat de l’aigua congelada fa que l’iceberg sure. t

El principi de flotabilitat va ser descobert per un savi grec anomenat Arquimedes al segle III a. de C. que el va enunciar de la manera següent: «Un cos totalment o parcialment submergit en un fluid en repòs, rep una embranzida de baix cap amunt igual al pes del volum del fluid que desallotja».

8. Pensa i experimenta. Si introduïm dos objectes idènticament iguals, un de fusta i un altre metàl·lic

en un recipient ple d’aigua fins a la vora, situat sobre un plat, en ficar els objectes en l’aigua es vessarà part del líquid. Quin dels dos objectes vessarà més aigua? Per què?

9. Suposa que has trobat un tresor en el fons del mar i vols posar un senyal sobre l’aigua, per a trobar-lo quan hi tornes. Com ho faries i quin tipus de material utilitzaries?

10. Els següents elements estan ordenats de major a menor densitat: ferro, alumini, aigua, etanol.

Indica quins elements s’afonarien i quins elements surarien en l’aigua. Justifica la teua resposta.

17

3. CLASSIFICACIÓ DE LA MATÈRIA La matèria, segons les substàncies que la formen, pot classificar-se en dues categories principals: substàncies pures i mescles.

SUBSTÀNCIA PURA Substància pura és aquella que té una composició fixa.

Una substància pura pot ser:

Element

Compost

No pot descompondre’s en altres més senzilles, està constituïda per una única substància.

Està constituïda per més d’un element, però amb una composició fixa.

OR

ALUMINI

AIGUA

SAL

CLOR

GRAFIT

QUARS

AMONIAC

FERRO

11. Per grups investigueu els aspectes se-

güents sobre la matèria. Per a això podeu recórrer a l’enllaç: http://www.ptable.com

––Quants elements diferents hi ha en la naturalesa? Escriu el nom dels deu que més et sonen.

Escriu tres que no hages escoltat mai.

––Averigua d’on vénen els noms dels elements següents i per què se l’han posat: einsteni, poloni, californi, seleni, nobeli, mendelevi, fermi,

18

curi, plutoni.

––Dels compostos següents, busca de quins elements estan fets: gas propà, l’aigua, la sosa càustica, àcid sulfúric, el nitrat de plata i el diòxid de carboni.

––Si suposem que unes boles són peces d’un puzle i que les boles roges són hidrogen, les blaus oxigen, les verdes són carboni, i sabem que l’aigua és H2O, dibuixa com formaríem l’aigua.

1 MESCLA Una mescla és un compost de diverses substàncies que pot variar la seua composició.

Les mescles poden ser de dos tipus: mescles homogènies i mescles heterogènies. A continuació les desenvolupem.

Heterogènia Es diferencien diferents components a simple vista. En la mescla de la llet amb les maduixes podem diferenciar perfectament tots dos elements.

Homogènia No poden diferenciar-se els seus components a simple vista.

S’anomenen dissolucions i el component present en major quantitat s’anomena dissolvent, mentre que la resta són el solut.

Una volta pel món En la meua cuina Quan cuinem el que fem és mesclar ingredients diferents per a realitzar els plats. De vegades, són mescles heterogènies, com les ensalades; i d’altres homogènies, com les salses.

–– Recorda algun dels plats que menges a ta casa i comenta si una vegada realitzats són mescles heterogènies.

–– Busca a casa o recorda alguna recepta que consistisca en la realització d’una mescla homogènia.

12. Uneix amb fletxes, en el quadern, les definicions següents: La seua composició és variable i no distingim els seus components.

Té una composició fixa.

No poden descompondre’s en altres substàncies més simples.

Està formada per altres substàncies, però la seua composició és fixa.

La seua composició no és fixa.

Distingim els components a simple vista.

Mescla Mescla heterogènia Element Compost Substància pura Mescla homogènia

19

MÈTODES DE SEPARACIÓ DE MESCLES Heterogènies

Decantació: se separen els components

Imantació: se separen els components perquè un d’ells pot ser atret per un imant.

Tamisació: se separen components de gran-

Filtració: s’usa per a separar els sòlids dels lí-

perquè tenen densitat diferent. Consisteix a deixar en repòs la mescla perquè els components més densos es vagen al fons.

dàries diferents. Consisteix a passar la mescla per un tamís o sedàs on les partícules més xicotetes passen i s’hi queden les més grans.

quids. Consisteix a fer passar la mescla a través d’un filtre que deixa passar la substància líquida i reté la sòlida.

13. Realitza en el quadern un disseny d’un ta- 15. Suposa que se t’ha trencat el coll d’una bomís, detalla els materials que necessitaries i explica el procés que seguiries per construirlo. Quins usos se li podrien donar?

14. Explica quina tècnica de totes les que

tella i han caigut alguns cristalls dins. Quin utensili podries utilitzar per a filtrar el líquid i estar totalment segur que no hi queda cap resta de cristall?

hem estudiat usaries per a separar les mes- 16. Els buscadors d’or en l’antic oest americà, cles següents: sorra i cudols, vinagre i oli, aiquin mètode utilitzaven per a separar les pargua i fang, llaunes de conserva i envasos de tícules d’or de la resta de la sorra i de l’aigua? plàstic.

20

1 Homogènies

Vaporización: La vaporización es el nombre que recibe el proceso en el cual un fluido pasa del estado líquido al gaseoso como consecuencia de la acción del calor sobre el mismo. Existen dos tipos de vaporización: la ebullición y la evaporación. Un ejemplo de ello es la producción de las pastillas de caldo concentrado.

Cristalización: La cristalización es un proceso por el cual ciertas sustancias adoptan la forma cristalina; y se utiliza en las mezclas homogéneas conformadas por un sólido (soluto) disuelto en agua (disolvente) para separar la sustancia sólida, eliminando la líquida que no interesa recuperar, por evaporación. Un ejemplo de ello es el proceso de la obtención de la sal en las salinas.

Destilación: es la operación de separar, mediante evaporación y condensación, los diferentes componentes líquidos, sólidos disultos en líquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada una de las sustancias. El agua del mar, por ejemplo, puede purificarse fácilmente evaporando el agua, y condensando después el vapor para recoger agua destilada.

17. El treball d’una depuradora consisteix a reti- 19. Investiga sobre quina és la mescla que utilitrar de l’aigua tots els components que hem abocat per a poder reutilitzar aquesta aigua.

Quins mètodes utilitzaries per a separar els abocaments següents: sabons, papers, olis, plàstics que s’han pogut escapar?

18. Investiga

sobre altres fenòmens de cristal·lització que es produeixen en la naturalesa i quines formes es produeixen en algunes matèries.

za com a morter qualsevol persona que treballe o haja treballat en el sector de la construcció. Per a això pots consultar l’enllaç: http://links.edebe.com/pgvfu4

Realitza en el quadern, a continuació, les anotacions següents : –– Quins elements es barregen.

–– Quina quantitat aproximada de cada element s’utilitza per a la mescla.

21

4. EL CANVI QUÍMIC És aquell canvi en el qual es modifica la naturalesa d’una substància convertint-se en una altra o altres noves. Generalment aquests canvis no són reversibles. Alguns dels canvis químics més habituals en la naturalesa són:

Descomposició

Fermentació

La descomposició de la matèria és un procés que duen a terme uns microorganismes que transformen la matèria orgànica en inorgànica.

La fermentació és un procés que realitzen els microorganismes en la seua nutrició, i transformen uns components naturals en uns altres.

Oxidació

Combustió

L’oxidació és un procés en el qual alguns metalls en contacte amb l’aire o l’aigua reaccionen amb l’oxigen i s’oxiden.

La combustió és una reacció entre un material (combustible) i l’oxigen en el qual una substància crema o es crema i generalment desprén llum i calor.

LES REACCIONS QUÍMIQUES La reacció química és aquell procés químic en el qual dues substàncies o més, denominades reactives, per l’acció d’un factor energètic es converteixen en altres substàncies designades com a productes. Per exemple, el ferro combinat amb l’oxigen reacciona produint òxid de ferro.

O Fe

Ferro (Reactiu)

22

+

O

Oxigen (Reactiu)

O =

Fe

O

Òxid de ferro Producte

1 APLICACIONS DELS CANVIS QUÍMICS

Alguna de les aplicacions més habituals dels canvis químics són la producció d’aliments, l’obtenció de compost i la fabricació de materials aïllants.

L’ésser humà ha aprés a utilitzar la fermentació que realitzen alguns bacteris per a la producció industrial d’aliments com el formatge i el iogurt.

Així mateix, la fermentació produïda per un tipus de fongs microscòpics, els llevats, és utilitzada per a l’elaboració del pa.

L’aplicació dels canvis químics en la indústria permet la fabricació de materials amb propietats noves. És el cas dels materials aïllants que condueixen la calor amb dificultat. Aquests materials s’usen, per exemple, en la confecció de vestits per a bombers (aïllen de la calor) i per a submarinistes (aïllen del fred).

El compost és un adob agrícola obtingut a partir de la descomposició de residus orgànics. L’activitat d’organismes descomponedors, com els bacteris i fongs, transforma els residus en substàncies útils per a les plantes.

20. Existeixen algunes característiques que ens 22. Dels canvis següents, còpia en el quadern indiquen que s’ha produït un canvi químic.

Escriu en el quadern les que siguen certes:

–– L’aparició d’una olor és senyal que algun material nou acaba d’aparèixer a causa de la transformació química dels materials que hi havia al principi.

només els que siguen químics: –– Corrosió del ferro.

–– Combustió de la gasolina en el motor d’un cotxe.

–– La formació de l’arc de Sant Martí.

–– Quan un glaçó es fon.

–– El trencament d’una copa de cristall.

–– El fet que una substància canvie d’estat vol dir que una transformació química ha oco- 23. Investiga quin material s’utilitza per a fer els vestits dels submarinistes i busca informació rregut. sobre on s’obté aquest material.

–– El canvi de color en una poma indica que s’hi 24. En el procés de la digestió, el menjar el conhan format substàncies noves. vertim en aliments per a les cèl·lules. Explica 21. En una depuradora d’aigua d’una localitat, si és, per tant, un canvi físic o químic. Justiquè podríem fer amb les restes de matèria fica la teua resposta. orgànica que s’hi obtenen?

23

REPASSEM 25. Còpia en el quadern aquest mapa conceptual, completa’l afegint-hi els conceptes i les paraules enllaç que hi falten.

LA MATÈRIA

té

es classifica en

Volum es mesura amb la es mesura

si té una composició fixa

..................................

Mezcla

es mesura amb la seua unitat

pot ser si no pot descompondre’s ....................... en altres

kg

Proveta

Compost

si se diferencien components

..................

Homogènia

26. Amb ajuda d’una balança i d’una proveta, i sabent que per a calcular la densitat d’una substància cal dividir la massa entre el volum, explica com calcularies la densitat dels cossos següents:

27. Si mesclem aigua i oli, Quin tipus de mescla obtenim? Quina tècnica de separació podem utilitzar per a separar-los?

28. Si mesclem aigua amb sucre, Quin tipus de mescla obtenim? Quin és el solut? I el dissolvent?

29. Explica la diferència entre un canvi físic i un químic. Posa un exemple de cadascún i explica la aplicació que té.

24

1

REPASSEM

30. Busca informació del treball que fa una persona en unes salines.

–– Quin tipus de fenomen es produeix en les salines?

–– Descriu el procés complet d’obtenció de la sal.

–– Quina és la salina més pròxima a la teua localitat?

31. Fixa’t en les imatges que tens davall.

–– Col·loca-les en l’ordre correcte en funció del procés que s’hi descriu.

–– Quin tipus de fenomen es produeix? Justifica la teua resposta.

A

B

C

32. Què és el procés de vaporització? Quins tipus existeixen?

33. Mitjançant la tècnica de treball cooperatiu 1-2-4 confecciona una prova d’avaluació que servis- ca per a repassar els continguts de la unitat.

34. Quin mètode utilitzaries per a separar les mescles següents: aigua i oli, aigua i sal, aigua i sorra, aigua i alcohol, llimadures de ferro, serradures i aigua, sorra i grava.

35. Dels compostos següents, quins són mescles homogènies i quins heterogènies? sopa de verdures, granit, aigua salada, batut de xocolate, aigua ensucrada, morter.

36. Amb quins elements dels que pots trobar a casa podries realitzar compost? Investiga’n sobre el procés de realització i el benefici que proporciona a les plantes.

25

PER A ACABAR POSA EN PRÀCTICA ARQUIMEDES I LA CORONA DE HIERÓ

1. Després de llegir atentament el text respon a les preguntes següents: –– Per què creus que Arquimedes va realitzar l’experiment? Per què no els va pesar? L’or que va utilitzar Arquimedes, era sòlid o líquid?

2. Mira atentament la imatge. En ella es descriu una de les idees d’Arquimedes. Descriu en el teu quadern el que ocorre en cadascun dels passos de l’experiment.

A

B

C

3. Investiga i aprofundeix sobre les professions següents: orfebre, forner, enòleg i un fabricant de formatges. Exposa el teu treball als companys i explica la implicació d’aquestes professions amb el tema que hem vist.

4. En l’època d’Arquimedes s’atribuïa la fermentació del vi, segons la mitologia clàssica, a

Dionís, déu grec. En l’actualitat, pensem el mateix? A qui l’atribuïm ara? Justifica la teua resposta tenint en compte els continguts abordats en la unitat.

5. Accedeix a la Wikipèdia i pren nota en el quadern de tots els descobriments i invents realitzats per Arquimedes. Quins d’ells són d’ús actual?

26

Competències

Al segle III aC el rei de Siracusa, Hieró II, li va plantejar a Arquimedes el següent problema. Un orfebre li havia fabricat al rei una corona d’or i aquest no estava segur que haguera emprat tot l’or, pensava que podia haver substituït part de l’or per un altre component més econòmic i haver-se quedat amb ell. Arquimedes després de molt de pensar va trobar la solució per averiguar si l’orfebre havia utilitzat tot l’or o si per contra havia substituït part de l’or per un altre material més econòmic. Va fer el següent: va introduir una quantitat d’or igual que la que el rei li havia donat en una proveta amb aigua i va mesurar la pujada de l’aigua en introduir l’or. Posteriorment va fer el mateix amb la corona i va mesurar l’aigua desplaçada. Així es va adonar que el volum desplaçat era major, la qual cosa demostrava que l’or de la corona havia estat mesclat amb un altre metall més lleuger i, per tant, donava un volum més gran.

El rei va manar executar l’orfebre.

POSA EN PRÀCTICA 6. Pregunta pel teu barri al forner, al xurrer o al

Competències

pastisser quina és la missió dels llevats i què són. Escriu les respostes en el quadern i llegeix-les en classe.

7. Investiga de quin material estan fetes les ancores dels vaixells. Explica per què.

8. Imagina que a un company i a tu us propor-

cionen un poal gran ple d’aigua i una botella buida per a cadascú. A continuació cronometrareu quin dels dos tarda menys a omplir la botella buida. Per a això podreu optar per una d’aquestes dues opcions: a. Submergir la botella completa en el poal fins a omplir-la. b. Submergir-la de tal manera que mitja boca de la botella estiga dins de l’aigua i l’altra meitat fora.

Quina de les dues opcions triaries per a ser el primer a omplir la botella? Justifica la teua resposta.

EMPRÉN Un company de classe està molt preocupat perquè el professor li ha demanat que calcule el volum de la seua trompa. Jo vull ajudar-lo.

–– Com ho faig?

–– Quin procediment podria recomanar-li per a realitzar el treball que li han encomanat?

–– Quins aparells hauria d’utilitzar?

–– Hi ha altres procediments per a calcular el volum d’aquesta trompa?

–– Realitza un dibuix que represente tot el procés que realitzaries fins a obtindre el resultat final.

REFLEXIONA

Diari d’aprenentatge

Els éssers vius som matèria?

Què ha ocorregut amb la matèria que existia fa milions d’anys?

Quins aspectes dels que hem estudiat són els que t’han quedat més clars?

Què li recomanaries als teus companys del curs pròxim quan estudien aquesta unitat?

27