01 materia energía 2 eso
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IES Pando - Oviedo – Departamento de Biología y Geología
© J. L. Sánchez Guillén
La naturaleza del universo
En esencia, todo lo que constituye nuestro universo físico se puede
reducir a….
materia energía espacio tiempo
Para saber más: http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1046
materia: es todo aquello que tiene masa y volumen.
Según tu experiencia personal, indica lo que es y
lo que no es materia.
Una roca
Un árbol
La luz
El aire
El color
El agua
Un átomo
Una célula
El sonido
El tiempo
Un virus
El hielo
Soluciones en la siguiente diapositiva
materia: es todo aquello que tiene masa y volumen.
Según tu experiencia personal, indica lo que es y
lo que no es materia.
Una roca
Un árbol
La luz
El aire
El color
El agua
Un átomo
Una célula
El sonido
El tiempo
Un virus
El hielo
sí
sí
NO
sí
NO
sí
sí
sí
NO
NO
sí
sí
¿De qué está hecha la materia?
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1ª- EXPERIENCIA
• Echamos en dos probetas 50 cc de agua en cada una.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
Cuando vemos un líquido como el alcohol o el agua, observamos que la materia que lo forma es continua, no tienen huecos ni espacios libres. ¿Es esto así? Para ver cómo es la materia hagamos las siguientes experiencias.
¿De qué está hecha la materia?
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1ª- EXPERIENCIA
• Echamos en dos probetas 50 cc de agua en cada una.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
Exacto, has acertado, el total será de 100cc.
Cuando vemos un líquido como el alcohol o el agua, observamos que la materia que lo forma es continua, no tienen huecos ni espacios libres. ¿Es esto así? Para ver cómo es la materia hagamos las siguientes experiencias.
¿De qué está hecha la materia?
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2ª- EXPERIENCIA
• Echamos en dos probetas 50 cc de alcohol en cada una.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
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¿De qué está hecha la materia?
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2ª- EXPERIENCIA
• Echamos en dos probetas 50 cc de alcohol en cada una.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
Exacto, has acertado, el total será de 100cc.
¿De qué está hecha la materia?
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3ª- EXPERIENCIA
• Echamos en una probeta 50 cc de agua y en otra 50 cc de alcohol.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
¿De qué está hecha la materia?
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3ª- EXPERIENCIA
• Echamos en una probeta 50 cc de agua y en otra 50 cc de alcohol.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
… creo que esta vez has fallado, pues la mezcla da 97 cc.
¿Por qué?
¿De qué está hecha la materia?
4ª- EXPERIENCIA
• Echemos en dos probetas 50 cc de bolas de cristal de 5mm.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
Para podernos explicar este extraño fenómeno hagamos lo siguiente.
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¿De qué está hecha la materia?
4ª- EXPERIENCIA
• Echemos en dos probetas 50 cc de bolas de cristal de 5mm.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
Exacto, has acertado, el total será de 100cc.
Para podernos explicar este extraño fenómeno hagamos lo siguiente.
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¿De qué está hecha la materia?
5ª- EXPERIENCIA
• Echemos en dos probetas 50 cc de bolas de cristal de 1 mm de diámetro.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
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¿De qué está hecha la materia?
5ª- EXPERIENCIA
• Echemos en dos probetas 50 cc de bolas de cristal de 1 mm de diámetro.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta.
• ¿Cuánto será el total?
Exacto, has acertado, el total será de 100cc de bolitas.
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¿De qué está hecha la materia?
6ª- EXPERIENCIA
• Echemos en una probeta 50 cc de bolas de 5mm y en otra 50 cc de bolas de 1 mm.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta, agitemos fuertemente.
• ¿Cuánto será el total?
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¿De qué está hecha la materia?
6ª- EXPERIENCIA
• Echemos en una probeta 50 cc de bolas de 5mm y en otra 50 cc de bolas de 1 mm.
• Se vierte el contenido de ambas en una tercera probeta, agitemos fuertemente.
• ¿Cuánto será el total?
… uf… nuevo error, pues da mucho menos de 100cc.
¿Por qué?
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¿De qué está hecha la materia?
Si observamos de cerca veremos que las bolas de 1mm, más pequeñas, se han metido en los huecos dejados por las bolas mayores.
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¿De qué está hecha la materia?
Agua Alcohol Agua + alcohol
Fíjate en las figuras, en ellas se da una posible explicación de los fenómenos que acabamos de observar. Así, la materia que vemos como algo continuo en realidad estaría formada por pequeñísimas partículas invisibles al ojo. Ya en la antigüedad Demócrito (año 450 a. de J. C.) planteo esta hipótesis y llamó a las partículas que forman la materia átomos, que significa: no divisibles. Hoy sabemos que el alcohol y el agua están constituidos por moléculas.
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¿De qué está hecha la materia?
Ahora podemos explicarnos el porqué del menor volumen de la mezcla de alcohol y agua.
Las moléculas de agua, más pequeñas, se introducen entre las de alcohol, mayores.
Estas experiencias
demuestran que la
materia está constituida
de partículas que
llamaremos moléculas.
MODELO CORPUSCULAR DE LA MATERIA 1º Sólidos, líquidos y gases están formados por partículas. 2º Estas partículas son extraordinariamente pequeñas. 3º Los espacios entre las partículas son pequeños en los sólidos y en los líquidos y
grandes en los gases. 4º Los científicos llaman a estas partículas moléculas o , tal vez, átomos.
EJEMPLOS DE MOLÉCULAS
La molécula de oxígeno está formada por dos átomos de oxígeno unidos entre sí
Molécula de agua. Está formada por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno.
La molécula de amoniaco está formada por un átomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno.
El metano, gas que se usa en las cocinas, está formado por un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno.
aire
Tapar el extremo
con el dedo
presionar
1ª) EXPERIENCIA 1) Toma una jeringuilla y cárgala con aire. 2) Tapa el extremo libre con un dedo y presiona fuertemente el émbolo. 3) Observa lo que sucede.
Conclusión: Presionando fuertemente conseguimos reducir el volumen del aire.
2ª) EXPERIENCIA Repite la experiencia anterior pero sustituyendo el aire por agua.
Conclusión: Por mucho que presionemos, el volumen no disminuye.
agua
Tapar el extremo
con el dedo
presionar
EXPLICACIÓN: Trata de dar una explicación.
Explicación: En los líquidos las partículas, átomos o moléculas, están juntas, debido a esto no podemos comprimirlos. En los gases están separadas y al aumentar la presión podemos juntarlas más.
agua
aire
LOS ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA I Como hemos visto, la materia puede encontrarse en tres estados físicos: sólido, líquido y gaseoso. Una sustancia que se encuentre en uno de estos tres estados presentará unas determinadas características respecto a su forma ,masa y volumen. Aplicando la Teoría Cinético Molecular, debes analizar si la masa, el volumen y la forma de los objetos pueden cambiar o no según estén en un estado o en otro. En el primer caso, pondrás en el correspondiente recuadro de la tabla la palabra: variable y en el segundo: constante.
Masa Forma Volumen
Sólido
Líquido
Gas
LOS ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA: Completando la tabla.
Masa Forma Volumen
Sólido
Líquido
Gas
constante constante constante
constante variable constante
constante variable variable
Si la has completado correctamente es que comprendes bien cómo está constituida la materia.
Gas
Sólido Líquido
Los estados físicos de la materia (Teoría cinético molecular)
Los estados de la materia (Teoría cinético molecular)
Los sólidos están formados por partículas juntas, ordenadas y fuertemente
unidas unas a otras. Debido a esto, tienen forma y volumen constante. Si las
fuerzas que unen las partículas son muy grandes el sólido tendrá una gran
dureza.
Los líquidos están formados por partículas juntas, pero no unidas unas a
otras. Por eso tienen forma variable y su volumen es constante. Las fuerzas
que mantienen juntas a las partículas son muy débiles. Esta es la razón de
que podamos meter la mano en el agua.
Los gases están formados por partículas separadas. Si los presionamos
disminuyen de volumen pues sus partículas se juntan.
Los cambios de estado
Cuando calentamos un trozo de hielo, la energía que le comunicamos debilita las fuerzas que unen las moléculas de agua entre sí. Al llegar a 0º C, las fuerzas se hacen tan débiles que las moléculas de agua se sueltan y el hielo se hace agua líquida. Diremos que se ha producido la fusión del hielo. A muchas sustancias les sucede lo que al hielo y se funden al llegar a una determinada temperatura. Si esta sigue aumentando, al llegar a 1000C, el agua se transforma en vapor. Esto es debido a que la energía calorífica ha debilitado tanto las fuerzas que mantienen juntas las moléculas en el agua que estas se separan y el agua entra en ebullición y se transforma en vapor.
Gas
Sólido Líquido
fusión
solidificación
solidificación licuefacción
evaporación condensación
sublimación
sólido
líquido líquido
gas
En rojo, paso de un estado a otro por aumento de la energía de las partículas.
En azul , pasos de un estado a otro por disminución de la energía.
La teoría cinético molecular:
1- Las sustancias están constituidas por partículas.
2- Estas partículas pueden ser átomos o moléculas.
3- Las partículas en los sólidos están juntas y fuertemente unidas.
4- Las partículas en los líquidos están juntas pero débilmente unidas.
5- Las partículas en los gases están separadas.
6- Al calentar un sólido sus partículas vibran tanto más rápido cuanto mayor
sea su temperatura.
7- Al llegar al punto de fusión las partículas del sólido se mueven tan deprisa
que se sueltan y el sólido pasa al estado líquido.
8- Al calentar un líquido sus partículas se mueven tanto más rápidamente
cuanto mayor sea su temperatura.
9- Al llegar al punto de ebullición las partículas del líquido se mueven tan
deprisa que se separan unas de otras y el líquido pasa al estado gaseoso.
10- Al enfriarse un gas, un líquido o un sólido sus partículas pierden energía y
cada vez se mueven más lentamente.
Para saber más: http://www.ibercajalav.net/curso.php?fcurso=1000&fpassword=LAV&fnombre=0
http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/
http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/infografias/
energía: es todo aquello que produce cambios en las propiedades físicas o químicas de los sistemas materiales.
Propiedades de la energía
La energía puede almacenarse
La energía puede transferirse
La energía puede transformarse
Pero nunca puede destruirse
Energía luminosa
Energía eléctrica
Energía química
Energía térmica
Energía mecánica
Clases de energía
Trasformaciones
¿Qué clases de energía están representadas?
¿Qué clase de energía está aquí representada?
Energía eléctrica
¿Qué clase de energía está aquí representada?
Energía calorífica
¿Qué clases de energía están representadas?
¿Qué clase de energía tienen el carbón y el petróleo?
Energía química
¿Qué clase de energía está aquí representada?
Energía luminosa.
¿Qué clases de energía están representadas?
¿Qué clase de energía representa esta foto?
Energía eólica.
¿Qué clase de energía está aquí representada?
Energía solar.
¿Qué clases de energía están representadas?
¿Qué clase de energía tiene en lo alto del tobogán?
Energía potencial.
¿Qué clase de energía tiene cuando desciende?
Energía cinética.
¿Qué clases de energía están representadas?
¿Qué clase de energía tiene el agua que desciende?
Energía cinética
¿Qué clase de energía tiene el agua de un pantano?
Energía potencial.
¿Qué clases de energía están representadas?
¿Qué clase de energía representa esta foto?
¿Qué clase de energía está aquí representada?
Energía geotérmica. Energía nuclear.
¿Qué clases de energía están representadas?
¿Qué clase de energía está representada?
Energía sonora.
¿Qué clase de energía está aquí representada?
Energía química.
Energía luminosa
Energía eléctrica
Energía química
Energía térmica
Energía cinética
Célula fotoeléctrica
Pila batería
Motor de explosión
Motor de eléctrico
Generador
Resistencia
Trasformadores de energía
Máquina de vapor
TRANSFORMADORES DE ENERGÍA: EL MOTOR DE EXPLOSIÓN INTERNA El motor de explosión interna transforma la energía química de un combustible líquido o gaseoso explosivo (gasolina, gasoil, etc.) en energía mecánica. En el interior del pistón se mezclan el combustible y el aire. La chispa de la bujía hace explotar la mezcla, lo que desplaza el pistón y genera el movimiento. Este motor es la base del funcionamiento de muchos vehículos: coches, motos, camiones, autobuses, barcos, etc.
TRANSFORMADORES DE ENERGÍA: EL aerogenerador Trasforma la energía cinética del viento en energía eléctrica El viento mueve las palas. El multiplicador es un sistema de engranajes que sirven para aumentar la velocidad del rotor. El eje del multiplicador mueve el del generador que transforma la energía cinética en energía eléctrica.
TRANSFORMADORES DE ENERGÍA: EL generador Se trata de un dispositivo que transforma energía cinética en energía eléctrica. Se fundamenta en los experimentos de Oersted (1777-1851) que descubrió la relación entre electricidad y magnetismo. Cuando se mueve un conductor de electricidad en un campo magnético se produce en el conductor una corriente eléctrica.
http://www.inta.es/descubreAprende/Hechos/Hechos08.htm
TRANSFORMADORES DE ENERGÍA: La dinamo Se trata de un dispositivo que transforma energía cinética en energía eléctrica. La rueda de la bicicleta hace girar el rotor de la dinamo. Este hace girar una bobina de cobre en el interior de un imán con lo que se produce una corriente eléctrica.
TRANSFORMADORES DE ENERGÍA: EL generador de electricidad Se trata de un dispositivo que transforma energía cinética en energía eléctrica. Se fundamenta en que cuando se mueve un conductor de electricidad en un campo magnético se produce una corriente eléctrica.
TRANSFORMADORES DE ENERGÍA: EL motor eléctrico Se trata de un dispositivo que transforma energía eléctrica en energía cinética. Se fundamenta en el efecto opuesto al del generador. Cuando se hace pasar una corriente eléctrica por un conductor rotativo en el interior de un potente imán, se generan fuerzas de repulsión entre el electroimán generado en el rotor y los imanes del estator que hacen girar el rotor.
http://www.inta.es/descubreAprende/
Hechos/Hechos08.htm
El funcionamiento de una pila.
Una Pila, como la aquí representada, transforma energía química en energía eléctrica.
La pila más básica está formada por una placa de zinc (barra plateada) y una placa de cobre (barra
dorada) introducidas en un recipiente con ácido sulfúrico. Cuando las placas o electrodos establecen
contacto con el líquido, se generan reacciones químicas entre ambos metales y el ácido
produciéndose energía eléctrica. Si ambas placas las conectamos a una bombilla o a un
amperímetro podremos detectarla.
Barra de cinc
Barra de cobre
Amperímetro
Interruptor
Ácido sulfúrico
Para saber más http://www.consumer.es/web/es/motor/mantenimiento_automovil/2006/05/10/151851.php
El funcionamiento de una pila.
Esquema de una pila: Una Pila, como la aquí representada, transforma energía química en energía eléctrica.
Para saber más http://www.consumer.es/web/es/motor/mantenimiento_automovil/2006/05/10/151851.php
La máquina de vapor. Describe el proceso que se da en esta máquina y las clases de energías representadas.
El carbón (1) contiene energía química. Su combustión produce energía calorífica que evapora el agua (2) produciendo vapor de agua a alta presión. El vapor de agua mueve el émbolo (3), movimiento que se transmite a través de la biela-manivela (4) a la rueda (5) que hace girar una dinamo (6) que produce energía eléctrica (7) que calienta la resistencia de una bombilla (8) produciendo luz y calor.
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Para saber más http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2005/06/07/142710.php
La máquina de vapor. Funcionamiento básico de una máquina de vapor.
Las centrales hidroeléctricas.
Las centrales hidroeléctricas. Describe la producción de energía en una central hidroeléctrica.
El agua contenida en el embalse posee energía potencial (1). Este agua circula por gruesos tubos (2)
hacia las turbinas y generadores (3) donde la energía cinética del agua se transforma en energía
eléctrica (4) que es transportada mediante grandes tendidos eléctricos a los lugares de consumo:
viviendas e industrias.
Las centrales hidroeléctricas. Detalle de la turbina y del generador de una central hidroeléctrica.
Las centrales térmicas. Describe la producción de energía en una central térmica.
Las centrales térmicas. Describe la producción de energía en una central térmica.
La combustión genera energía calorífica. Esta produce vapor de agua a presión que hace mover una turbina, que por medio de un generador produce corriente eléctrica.
Carbón
Aire
Caldera
Gases de combustión
Vapor de agua
Turbina y generador
Vapor de agua
Condensador
Torre de refrigeración
Las centrales nucleares o atómicas. El fundamento de la energía atómica: La fisión del uranio.
Cuando el núcleo de un átomo de uranio 235 es golpeado por un neutrón se rompe dando dos
núcleos de menor tamaño varios neutrones y una gran cantidad de energía.
neutrón
Uranio 235
Las centrales nucleares o atómicas. El fundamento de la energía atómica.
Los nuevos neutrones pueden romper otros núcleos con lo que se origina una reacción en cadena.
La fisión de los núcleos
de uranio en el núcleo
del reactor produce una
gran cantidad de energía
en forma de calor. Este
calor evapora el agua
que circula por tubos por
las paredes del reactor.
El vapor de agua es
dirigido hacia una
turbina y un generador
donde se produce
energía eléctrica. El
agua enfriada vuelve al
reactor, para ser de
nuevo transformada en
vapor.
Las centrales de energía nuclear. Describe la producción de energía en una central nuclear.
Agua sobrecalentada
reactor
Barras de control
turbina generador
condensador
Energía eléctrica Núcleo
Describe el proceso que se da en esta máquina y las clases de energías representadas.
Energía cinética del agua.
Energía cinética de la turbina.
La presión del agua mueve la turbina, esta mueve la polea que, a su vez, mueve el generador (dinamo) que transforma la energía cinética en energía eléctrica.
Energía eléctrica en la dinamo.
Describe el funcionamiento de esta máquina ¿ves algo extraño en ella?
1) El calentador eléctrico
evapora el agua.
2) El vapor de agua
mueve el molino.
3) Este, por medio de
una polea, mueve la
dinamo que genera
corriente eléctrica.
4) La corriente eléctrica
calienta la resistencia
del calentador….
Lo raro es que este
aparato estaría
funcionando
constantemente.
