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bonaerense 4 Ciencias naturales segundo ciclo + que MÁS

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Proyecto didáctico y Dirección EditorialPedro Saccaggio

AutoríaIgnacio MillerLaura Melchiorre

EdiciónIgnacio Miller

Corrección: Roberta Zucchello

Miller, Ignacio David Naturales 4 Bonaerense serie + que MÁS / Ignacio David Miller y Laura Melchiore ; ilustrado por Favian Villarraga Martinez ; Conrado Giusti ; Nelson Castro. - 1a ed. - Buenos Aires : Edelvives, 2012. 144 p. ; 27 x 22 cm.

ISBN 978-987-642-156-0

1. Ciencias Naturales. 2. Enseñanza Primaria. 3. Libros de Textos. I. Melchiore, Laura II. Villarraga Martinez, Favian, ilus. III. Giusti, Conrado, ilus. IV. Castro, Nelson, ilus. CDD 372.357

Proyecto visual y Dirección de ArteNatalia Fernández

Diseño de tapa Natalia Fernández

Diseño de maquetaNatalia Fernández y Cecilia Aranda

DiagramaciónSabrina Segura

IlustraciónFavian Villarraga Martinez, Conrado Giusti, Nelson Castro

Documentación fotográficaMariana Jubany

Preimpresión y producción gráficaMaría Marta Rodríguez Denis

FotograFía

Foto de tapa: © Espencer1 | Dreamstime.com

reFerencia: a=arriba, ab= abajo, c=centro, d=derecha, i=izquierda

Página.14: Jeff Kubina/cc by-sa 2.0 (a); p.15: PHGCOM/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.16: Ansgar Walk/cc by-sa 3.0 (a);p.21: Benjamint444/cc by-sa 3.0 (i), Opencage/cc by-sa 3.0 (d); p.23: Bob Dimitrov/cc by-sa 2.0 (ab), Etan Tal/cc by 3.0 (a); p.30: High contrast/cc by-sa 3.0 (a); p.40: Bin in Garten/cc by-sa 3.0 (a); p.42: Serguei S. Dukachev/cc by-sa 3.0 (a-i); p.48: Parent Géry/cc by-sa 3.0 (a); p.49: Brian Cantoni/cc by 2.0 (ab-d), Eckhard Pecher/cc by-sa 2.5 (a); p.52: chixoy/cc by-sa 3.0 (ab-i), Tulane Public Relationschixoy/cc by 2.0 (ab-d); p.54: Secl/cc by-sa 3.0 (i); p.55: Effeietsanders/cc by-sa 3.0 (d); p.56: Kor!An/cc by-sa 3.0 (i); p.57: Willow/cc by-sa 2.5 (a-i), Baudman/cc by 2.0 (ab-i), Jorge Royan/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.58: ©Sonia Aladro Alvarez - Pica Pecosa (d); p.63:Raul654/cc by-sa 3.0 (ab-d), Olaf Leillinger/cc by-sa 2.5 (a-d); p.64: Malene Thyssen/cc by-sa 3.0 (a), Yummifruitbat/cc by-sa 2.5 (i); p.65: Albert KoK/cc by-sa 3.0 (i); p.68: Chris Schuster/cc by-sa 2.0 (c), David Iliff GFDL/ cc by-sa 3.0 (d); p.69: Alvesgaspar/cc by-sa 3.0 (a-i), Tsca/cc by-sa 3.0 (a-d); p.70. Guérin Nicolas/cc by-sa 3.0 (a-d), Avmaier/cc by 2.0(ab-d);p.71: Joe Ito/cc by-sa 2.0(a-i), Appaloosa/cc by-sa 3.0(ab-i); p.74: Gnond Pomme/cc by-2.0(i), Michael Maggs/cc by-sa 2.5(c); p.75: Muntasir du /PD (a-i), Bob Blaylock/cc by-sa 3.0(a-d), Kristian Peters/cc by-sa 3.0(ab-d); p.77: Arthur Chapman/cc by 2.0(a-c-i), Anagoria/cc by 3.0(a-c-d), Jim Clark/cc by-sa 3.0(a-d); p.80:Lampel/cc by-sa 3.0;p.81: Ian Duffy/cc by-sa 2.0(i), Hannes Grobe/AWI/cc by-sa 3.0(c); p.85: Przemyslaw Malkowski/cc by-sa 3.0; p.86: ©Nathan Muchala (i), Darío Sanchez/cc by-sa 2.0 (c), Show-yyu/cc by-sa 3.0 (d); p.88: Texnik/cc by-sa 3.0; p.95: Christian Fischer/cc by-sa 3.0 (c), Juan José Vega GFDL/ cc by-sa 3.0 (d); p.96: Cianke/cc by-sa 3.0 (c), Richard Bartz/cc by-sa 2.5 (d); p.97: www.birdphoto.com/cc by-sa 3.0; Radomil/cc by-sa 3.0 (ab-d), Tjmwatson/cc by-sa 2.0 (d); p.104: Yewenyi/cc by-sa 3.0 (a-i), Althepal /cc by-sa 2.5 (a-i), Matej atha / cc by-sa 3.0 (a-d);p.108: Alex Kerney/cc by 2.0; p.110:Schwedw66/cc by-sa 3.0 (i); p.115: Richard Drdul/cc by-sa 2.0(i); p.117 Ludramar/DP(i), ©Jan Drholec | Dreamstime.com (c); p.118: Chmee2/cc by-sa 3.0 (d); p.121: Dwight Burdette/cc by-sa 3.0 (i), Willemjans/cc by-sa 3.0 (d); p.36: Accassidy/cc by-sa 3.0 (i), Xomenca/cc by-sa 3.0 (i-c), Luis Miguel Bugallo Sanchez/cc by-sa 3.0 (c-d).

© 2012, Edelvives. Av. Callao 224, 2º pisoCiudad Autónoma de Buenos Aires (C1022AAP), Argentina.

Este libro se terminó de imprimir en el mes de septiembre de 2012.

Talleres Gráficos Edelvives (50012 Zaragoza)Certificado ISO 9001

Printed in Spain

Reservados todos los derechos de la edición por la Fundación Edelvives. Queda rigurosamente prohibida, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de los ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público. Queda hecho el depósito que dispone la ley 11.723.

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Así es este libro 6

1 Los materiales y el calor 8Los materiales y sus características 9¿Qué materiales se calientan más rápido? 10Distintas propiedades, distintos usos 11La transmisión del calor 12 Buenos y malos conductores del calor 12¿Qué efectos tiene el calor sobre los materiales? 14 La dilatación y la deformación 14 Los cambios de estado 15 La combustión 15Ambiente y tecnología: Aislantes del calor en la naturaleza y en las construcciones 16En práctica: ¿Qué materiales conducen mejor el calor? 18Revisamos qué aprendimos 19

2 Los materiales y la electricidad 20La electricidad 21La electrización por frotamiento 22 Dos maneras de electrizarse 22 Las descargas eléctricas 23La corriente eléctrica 24 Buenos y malos conductores de la electricidad 24Los circuitos eléctricos 26 Los componentes de un circuito simple 26 ¿Cómo funciona una pila? 27 ¿Cómo funciona un interruptor? 27La distribución de la electricidad 28Las medidas de seguridad en el uso de la electricidad 29Ambiente y tecnología: El ahorro de la energía eléctrica 30En práctica: ¿Qué materiales conducen mejor la electricidad? 32Revisamos qué aprendimos 33

3 Los materiales y el magnetismo 34El magnetismo 35Imanes transitorios e imanes permanentes 36 ¿Cómo se fabrica un imán permanente? 36Los imanes actúan a distancia 37Los polos del imán 38Interacciones entre imanes 38El magnetismo y la electricidad 39La brújula y el magnetismo terrestre 40 ¿Cómo usar una brújula? 40 La Tierra como un imán 41

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Ambiente y tecnología: Usos del magnetismo 42En práctica: ¿Cómo construir una brújula? 44Revisamos qué aprendimos 45

4 Las familias de materiales 46¿De qué están hechas las cosas? 47Las propiedades de los materiales 48Los metales 50 Propiedades de los metales 51 Usos de los metales 51Los materiales cerámicos 52 Propiedades de los materiales cerámicos 53 Usos de los materiales cerámicos 53Los plásticos 54 Propiedades de los plásticos 55 Usos de los plásticos 55Otros tipos de materiales 56 La madera 56 Las fibras textiles naturales 57Ambiente y tecnología: Reducir, reutilizar, reciclar: la regla de las 3R 58En práctica: ¿Cómo comparar las propiedades de los materiales? 60Revisamos qué aprendimos 61

5 Los seres vivos y su clasificación 62¿Cómo saber si algo tiene vida o no la tiene? 63 El movimiento 64 El crecimiento, el desarrollo y la reproducción 64 La alimentación y la respiración 65 La relación con el medio 65¿Cómo se pueden clasificar los seres vivos? 66¿Cómo clasifican los científicos a los seres vivos? 67Los animales 68 Los animales invertebrados 68 Los animales vertebrados 70Las plantas 72 Las plantas no vasculares 72 Las plantas vasculares 73Los hongos 74Los microorganismos 75Ambiente y tecnología: La importancia de la biodiversidad 76En práctica: ¿Cómo diseñar una clave para clasificar seres vivos? 78Revisamos qué aprendimos 79

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6 Reproducción y desarrollo de animales y plantas 80Dos maneras de reproducirse 81La reproducción y el desarrollo de los animales 82 Formas de desarrollo antes del nacimiento 83 Formas de desarrollo después del nacimiento 84 Formas de reproducción asexual de los animales 85La reproducción y el desarrollo de las plantas 86 La flor 86 La polinización y la fecundación 86 La formación de la semilla y del fruto 87 La dispersión de la semilla 88 La germinación 88 Formas de reproducción asexual de las plantas 89Ambiente y tecnología: Técnicas aplicadas al aprovechamiento de animales y plantas 90En práctica: ¿Cómo armar una colección de semillas? 92Revisamos qué aprendimos 93

7 Sostén y movimiento de animales y plantas 94Sostenerse, protegerse y moverse 95El sostén de los animales 96 El sostén de los invertebrados 96 El sostén de los vertebrados 97La locomoción de los animales 98 La locomoción de los invertebrados 98 La locomoción de los vertebrados 99El sostén de las plantas 100El movimiento de las plantas 101El sostén y el movimiento del ser humano 102La salud del esqueleto 103Ambiente y tecnología: Estructuras en la naturaleza y en la construcción 104En práctica: ¿Pueden ablandarse los huesos? 106Revisamos qué aprendimos 107

8 Las fuerzas 108¿Cómo actúan las fuerzas? 109Los efectos de las fuerzas 110 La deformación 110 La rotura 110 Movimiento, dirección, rapidez y reposo 111Las características de las fuerzas y su representación 112Aplicación de varias fuerzas 113Las fuerzas de contacto 114 La fuerza de empuje 114 La fuerza de rozamiento 115

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Las fuerzas a distancia 116 Las fuerzas eléctricas y magnéticas 116 La fuerza de gravedad 117Las máquinas simples 118 El plano inclinado 118 La polea 119 La palanca 119Ambiente y tecnología: Uso de las fuerzas para obtener agua 120En práctica: ¿Cómo actúa la fuerza de rozamiento? 122Revisamos qué aprendimos 123

Herramientas para trabajar en ciencias 124Realizar observaciones durante una experiencia 126Registrar lo observado 127Formular anticipaciones 128Verificar las anticipaciones 129Hacer preguntas al texto 130Subrayar las ideas principales de un texto 132Resumir la información en cuadros 134Armar colecciones 136Organizar colecciones 137Relacionar texto e imagen 138Interpretar imágenes 139Comunicar la realización de una experiencia 140Repasar lo aprendido 142

Herramientas para trabajar en ciencias 124

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Así es este libro

Al comienzo de cada capítulo encontrarán algunas actividades para que ustedes comprueben lo que saben acerca del tema que van a estudiar.

Las actividades les ayudarán a revisar lo que estudiaron en las páginas de desarrollo.

En cada capítulo se incluyen dos páginas que relacionan el tema del capítulo con algunos

desarrollos tecnológicos y diversos aspectos del ambiente

y su conservación.

En las páginas que siguen, se desarrolla el tema del capítulo a través de textos e imágenes.

Ambiente ytecnología

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En esta sección podrán profundizar en algunos de los procedimientos que se

utilizan en el trabajo científico y entrenar algunas estrategias para estudiar.

Herramientas para trabajar en ciencias

Aquí encontrarán experiencias y otras actividades prácticas para aplicar lo que aprendieron a lo largo del capítulo.

Al final de cada capítulo, una serie de actividades les servirán para repasar los conceptos explicados.

Al pie de la página hay una indicación que conecta el

capítulo con una página de la sección Herramientas para

trabajar en ciencias.

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•Los objetos están hechos de uno o más ma-teriales, como los metales, la madera, el cor-cho y la goma. Los materiales se comportan de diversas maneras cuando reciben calor: al-gunos se calientan muy rápido y otros, más lentamente.− ¿De qué materiales están hechos los objetos que se ven en la fotografía? − ¿Cuáles les parece que se calientan más rá-pido?− ¿Cuáles tardan más en calentarse?

•Imaginen que están en un lugar donde hace mucho, mucho frío, y no tienen ni colchones ni mantas. Subrayen con cuáles de los siguien-tes objetos, realizados con distintos materia-les, podrían improvisar una bolsa de dormir. Luego, conversen entre todos acerca de por qué eligieron esos materiales. papel de diario • tela de plástico • cajas de cartón • tablones de madera • piolín • papel de aluminio • plancha de corcho • plancha de telgopor

Empecemos por acá

Losmaterialesyelcalor1

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Los materiales y sus característicasTodos los días utilizamos una gran variedad de objetos: mesas, vasos,

cubiertos, cuadernos, zapatillas... Cada uno de esos objetos está formado por uno o varios materiales. Por ejemplo, la mayoría de las cucharas son de acero; un vaso suele estar hecho de vidrio (aunque también hay vasos de plástico); y muchas zapatillas están hechas de tela de lona, además de contar con una suela de goma.

El acero, el vidrio, los plásticos, la lona y la goma son solo algunos de los muchos materiales que existen. Cada material se distingue de otro por ciertas características o propiedades. Algunas de estas propiedades las po-demos comprobar directamente viendo los materiales o tocándolos. Por ejemplo, si observamos el vidrio y la madera, notamos a simple vista que el vidrio es transparente y la madera, en cambio, es opaca. Si tocamos esos materiales, nos damos cuenta de que el vidrio es liso y la madera es rugosa (siempre y cuando, desde ya, no esté lustrada).

Otras propiedades de los materiales no son tan fáciles de reconocer como las anteriores. Por eso, para determinarlas hay que observar más aten-tamente los materiales y, muchas veces, hacer algún tipo de experimento. Por ejemplo, para saber qué tan resistente es un material, hay que ejercer alguna fuerza sobre él. Así, puede notarse que algunos materiales, como el vidrio, se rompen mucho más fácilmente que otros, como el hierro.

También es posible conocer algunas características de los materiales si se los calienta. Al hacerlo, podrá notarse, por ejemplo, que algunos se ca-lientan mucho y otros, en cambio, se calientan muy poco.

Los materiales que se rompen con facilidad, como el vidrio, son frágiles. Los que, en cambio, pueden resistir golpes fuertes sin romperse, como el acero, son tenaces.

Los objetos pueden estar formados por uno o más materiales.

lona goma

metal

cerámica

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¿Qué materiales se calientan más rápido?En un día muy soleado, la carrocería de un automóvil puede llegar a

estar tan caliente que, si la tocamos, sentimos que nos quema la piel. En cambio, un banco de la plaza de madera o de cemento, al ser tocado ese mismo día, no se siente tan caliente.

¿A qué se debe esto? Lo que sucede es que los metales, como los que se utilizan para fabricar la carrocería de los automóviles, se calientan mucho más rápidamente que otros materiales, como el cemento o la madera. Por este motivo, las casas con techo de chapa resultan más calurosas en los días de verano que las que tienen techo de cemento. En cambio, en los días frescos de invierno, si tocamos un objeto de metal, lo sentimos más frío que uno de madera.

Si observamos a nuestro alrededor y verificamos qué materiales se ca-lientan más rápidamente en los días calurosos o se sienten más fríos en los días frescos, llegaremos a la conclusión de que prácticamente todos ellos son metales.

Algunos metales tienen nombres que nos resultan familiares porque son muy usados o muy valorados. Entre los metales más usados en la vida de todos los días, se encuentran el hierro, el aluminio, el cobre y el cinc; entre los más valorados, están el oro, la plata y el platino. Sin embargo, existen otros metales que se usan en la industria para fines más específicos, cuyo nombre tal vez no nos resulte tan familiar, como el titanio, el tungsteno y el vanadio.

Entre los materiales que se calientan menos en los días calurosos y se enfrían menos en los días fríos, además de la madera y el cemento, se en-cuentran los plásticos, el vidrio, la porcelana, el papel y la lana.

En un día de calor, el toldo de la fotografía de arriba se calentará menos que el de la de abajo, ya que el primero está fabricado con lona y el segundo está hecho de metal.

En una carrocería de metal, el calor se transmite rápidamente a través de todo el metal.

En un banco de madera, en cambio, el calor se transmite mucho más lentamente y de manera desigual a lo largo de toda la madera.

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Distintas propiedades, distintos usosComo se mencionó en las páginas anteriores, los materiales tienen di-

versas propiedades relacionadas con el calor. Esto hace que algunos sean más adecuados que otros para determinados usos.

Por ejemplo, para fabricar objetos que resistan altas temperaturas, como una sartén o una pava, es necesario utilizar materiales que no se rompan o deformen fácilmente cuando se calientan, y que tampoco se quemen. Y para fabricar objetos que conserven el calor, como un termo o una campe-ra de abrigo, se necesitan materiales que dificulten el paso del calor a través de ellos. En las siguientes imágenes se presentan algunos otros ejemplos.

Para revolver una comida que se está cocinando, se usa una cuchara de madera, ya que este material se calienta más lentamente que otros y no quema la mano.

El plástico, con el que se fabrican muchos recipientes, no es apto para cocinar sobre la hornalla o en el horno porque se deforma y se quema con el calor.

Para sacar una fuente del horno, se emplea una agarradera de tela o de lana: estos materiales evitan que el calor pase rápidamente y queme la mano.

A pesar de que en los dos mates se usó agua caliente a la misma temperatura, el mate metálico se siente más caliente al tacto que el de madera.

Actividades

1.Subrayen con rojo los objetos que resisten bien el calor y, con azul, los que se queman o se deforman fá-cilmente por acción del calor.hoja de papel • bolsa de nailon • lata de aluminio • silla de madera • cadena de plata • ladrillo • cuchara de plástico • cuchara de acero

2.Encierren con un círculo el mate-rial de cada par que se calienta con más facilidad que el otro cuando se lo pone al sol en un día caluroso.cobre - telgopormadera - oroalgodón - aluminiohierro - porcelana

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La transmisión del calor El calor se transmite siempre desde el objeto que está más caliente ha-

cia el objeto que está menos caliente, hasta que, después de un tiempo, los dos objetos alcanzan la misma temperatura.

La temperatura indica qué tan caliente está un objeto. Un objeto muy caliente tiene una temperatura más alta que otro que está menos caliente. Cuando dos objetos se hallan a la misma temperatura, no hay más trans-misión de calor entre ellos. Por ejemplo, para cocinar los alimentos en el horno, se utilizan fuentes de metal. Cuando se saca la fuente del horno con una agarradera de tela de algodón, el calor se transmite desde la fuente de metal, que tiene mayor temperatura, hacia la agarradera, que tiene menor temperatura.

Cuando agarramos un vaso con un refresco, el calor se transmite desde la mano, que está caliente, hacia el vaso, que está frío.

Cuando se usa una bolsa de agua caliente, el calor se transfiere desde el agua hacia la bolsa, y desde esta hacia el cuerpo.

Buenos y malos conductores del calorEl calor viaja a través del material del que está hecho un objeto. Según

la eficiencia con que el calor se conduzca por el interior de los materiales, se los clasifica en buenos conductores del calor, también llamados conduc-tores térmicos, y en malos conductores del calor. Estos últimos también se denominan aislantes térmicos.

Para saber si un material es buen o mal conductor del calor, hay que tener en cuenta el tiempo que tarda en calentarse todo el material. Por ejemplo, si se hierve agua en dos pavas, una con mango de metal y otra con mango de madera, se notará que, al cabo de un tiempo, el mango de metal está mucho más caliente que el mango de madera. Esto indica que el metal es mejor conductor del calor que la madera.

Para medir la temperatura Para saber qué tan caliente o frío está un objeto, se emplea el termómetro. Existen diversos tipos de termóme-tros. El más conocido es el que se usa para saber si alguien tiene fiebre. Este tipo de termómetro se llama ter-mómetro clínico. También hay termómetros que se emplean para medir la temperatura de objetos y materiales específicos. Así, existen termómetros que mi-den la temperatura del aire, otros que permiten conocer la tempe-ratura que alcanzan los metales al calentarse, y otros que se usan en hornos para cocinar la comida.

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El hielo es un material aislante. Por eso, en los lugares muy fríos se construyen viviendas con bloques de hielo, llamadas iglúes.

Los envases de helado se hacen de telgopor, que es un material aislante, para que el helado no se derrita rápidamente.

Al rato de sumergir una cucharita de metal en una taza de té caliente, toda la cucharita se calienta de forma pareja.

Buenos conductores del calor. Los materiales buenos conductores del calor son aquellos a través de los cuales el calor se transmite rápidamente. Este es el caso de los metales, ya mencionados anteriormente. Debido a que los metales son buenos conductores del calor, se fabrican con ellos la mayor parte de los objetos que se utilizan para cocinar, como las ollas y las bandejas para horno.

Entonces, podemos preguntarnos: ¿por qué, al tocar un objeto de me-tal a temperatura ambiente, se lo siente frío? Esto se debe a que el calor de la mano, en vez de quedar concentrado en la zona del metal en contacto con la mano, se transmite rápidamente a lo largo de todo el metal. De esta manera, la parte del metal que está en contacto con nuestro cuerpo se sigue sintiendo fría. Malos conductores del calor. Los materiales malos conductores del ca-lor son aquellos que no transmiten bien el calor, es decir, que resisten su paso. La madera, que se utiliza en los mangos de algunos utensilios, es un ejemplo de material mal conductor del calor. También los plásticos, como el telgopor, son materiales aislantes. Por lo general, los materiales aislantes son porosos, es decir, poseen pequeños espacios huecos en su interior, que se llenan de aire. Esto contribuye a que conduzcan el calor de manera poco eficiente, ya que el aire es muy buen aislante.

La ropa de abrigo está hecha con materiales que evitan que el propio cuerpo pierda calor. Algunos de estos materiales son la lana y el polar, que es una fibra elaborada a partir de un tipo de plástico. Aunque a veces se diga que la ropa de abrigo “da calor”, en realidad solo retiene el calor gene-rado por nuestro cuerpo.

Actividades

3.Clasifiquen los siguientes materia-les en buenos conductores del ca-lor (C) y aislantes del calor (A).

aluminio algodón

hierro telgopor

cerámica cobre4.De acuerdo con lo que respon-

dieron en la actividad anterior, in-diquen en la carpeta el material o los materiales que emplearían para hacer los siguientes objetos.recipiente para mantener las bebidas frías • cafetera • frazada • horno

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El color que adquiere el hierro al calentarse permite establecer qué tan caliente se encuentra.

¿Qué efectos tiene el calor sobre los materiales?

El calor produce diversos cambios en los materiales. Por ejemplo, cuan-do se calientan a temperaturas muy altas, hay materiales que cambian de color y emiten luz. Así, en contacto con el fuego, los metales adquieren un color rojizo, y, si se los sigue calentando, pueden llegar a tomar un tono amarillo, para finalmente volverse casi blancos.

La dilatación y la deformación Además del cambio de color, otro cambio que se produce en los mate-

riales cuando se calientan es la dilatación, es decir, el aumento de tamaño. Por el contrario, cuando se enfrían, los materiales se contraen, es decir, dis-minuye su tamaño.

Cuando se dilatan, muchos materiales también se deforman. Algunos, incluso, pueden llegar a romperse. Así ocurre, por ejemplo, con el vidrio. Esto se debe a que algunas partes del material se enfrían o se calientan más rápidamente que otras. Los metales, en cambio, se dilatan y se deforman con el calor, pero no se rompen; al volver a la temperatura inicial, habitual-mente retoman su tamaño y forma originales. Esto se debe a que se calien-tan y se enfrían de manera uniforme.

Muchas veces, el cambio de tamaño de los materiales producido por la acción del calor es muy pequeño, por lo que no se nota a simple vista. Sin embargo, tiene consecuencias importantes, ya que igualmente puede hacer que el material se rompa o se deforme. Por ejemplo, cuando se construyen puentes, el pavimento se distribuye en tramos, entre los cuales se dejan pequeños espacios vacíos, llamados juntas de dilatación. De este modo, se evita que el pavimento se rompa al dilatarse durante el verano, cuando hace más calor.

Entre los tramos de las vías de los trenes, pueden verse las juntas de dilatación. Si

no estuvieran las juntas, las vías se deformarían por la acción del calor.

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Actividades

5.Anoten, junto a cada ejemplo, la le-tra del efecto del calor que ilustra.

Una viga de madera se quema.

Una viga de acero se pone de color rojo.

Las baldosas de una terraza se rompen.

Un trozo de hierro se derrite. A. Cambio de color.B. Cambio de estado. C. Dilatación.D. Combustión.

6.Anoten en la carpeta otro ejemplo de cada uno de los efectos que el calor produce sobre los materiales.

Los cambios de estadoLos materiales, al recibir calor, pueden volverse líquidos; si se los calienta

todavía más, pueden llegar a convertirse en un gas. A su vez, un material ga-seoso puede volverse líquido o sólido si se le quita el calor suficiente. Estos cambios en los materiales se conocen como cambios de estado.

El calor necesario para que un material que se encuentra en estado sólido se vuelva líquido o gaseoso varía de un material a otro. El metal lla-mado estaño, por ejemplo, necesita recibir menos calor para derretirse que el hierro o el acero.

El hecho de que los materiales puedan cambiar de estado es de gran utilidad; por ejemplo, permite que algunos puedan ser moldeados fácil-mente. De esta manera, con un mismo material es posible fabricar objetos de tamaños y formas muy diversos. También permite mezclar diferentes materiales y, así, obtener un material con características distintas a las que tiene cada uno de los materiales por separado. El acero, por ejemplo, se obtiene mezclando hierro derretido con un material denominado carbono.

Cuando un cubito de hielo recibe calor, pasa al estado líquido. A su vez, el agua líquida, al recibir más calor, se transforma en vapor de agua.

Los metales sólidos, como el oro, al recibir mucho calor, se vuelven líquidos. De esta manera, se los puede colocar en moldes para formar, por ejemplo, lingotes o anillos.

La combustiónAlgunos materiales, como la madera, el papel, la lana y el telgopor,

cuando reciben mucho calor, pueden llegar a quemarse y generar llamas. Se dice que estos materiales son combustibles. También son combustibles diversos líquidos, como la nafta, el querosén y el alcohol.

Otros materiales, en cambio, no se queman. Este es el caso de la arcilla (con la que se elaboran los ladrillos) y el hormigón, entre otros.

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Ambienteytecnología

Aislantes del calor en la naturaleza y en las construcciones

Evitar el frío o el calor excesivos es fundamental para los seres vivos. En la naturaleza existen materiales aislantes del calor, que los animales aprovechan de diversas maneras. Los seres hu-manos, además, han creado otros y los han aplicado en la construcción. En los últimos años, el uso de nuevos materiales aislantes en casas y edificios permite reducir el consumo de energía en los hogares.

Refugios contra el frío. En las regiones polares, al-gunos animales aprovechan el hecho de que el hielo es un buen aislante térmico. Este es el caso de los osos polares: durante el invierno, las hembras de es-tos animales, cuando se acerca el momento de dar a luz, excavan refugios en el hielo; en ese entorno cáli-do, permanecen durante los primeros meses de vida de las crías.

Refugios contra el calor. Cuevas, madrigueras ex-cavadas en el suelo e, incluso, huecos en los troncos de los árboles son algunos de los lugares que usan como refugio los animales que viven en zonas desér-ticas con temperaturas muy altas. Algunas tortugas terrestres, por ejemplo, excavan madrigueras de dos metros de profundidad en suelos bien aireados.

Plumas que se inflan. Cuando hace frío, las aves erizan su plumaje con el fin de que haya más espa-cios de aire entre las plumas; así, pueden conservar el calor que genera su propio organismo. Esto hace que, a veces, las palomas parezcan “inflarse” cuan-do hace frío.

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Aislantes del calor en las construcciones. Los ladrillos y el hormigón, con los que se hacen las paredes de las casas y los edificios, son materiales aislantes. Sin embar-go, para mejorar el aislamiento térmico de las construcciones, se emplean también otros materiales, como la lana de vidrio, la lana de roca y el telgopor (o poliestireno expandido). Además, se aprovecha la capacidad aislante del aire.

La lana de roca, más rígida y gruesa que la lana de vidrio, es un material elaborado con rocas de origen volcánico. Con ella se aíslan térmicamente paredes y pisos.

En muchas construc-ciones, se colocan ventanas con dos vidrios separados por una cámara de aire para lograr un mayor aislamiento térmico.

Los ladrillos huecos permiten un aislamiento térmico mejor que los ladrillos comunes, debido al aire que queda contenido en ellos.

El poliestireno expandido se coloca en el interior de las paredes en forma de placas o de bloques.

La lana de vidrio es un material formado por miles de fibras de vidrio muy delgadas. Es muy usada para el aislamiento térmico de techos y sistemas de aire acondicionado.

material aislante del calor

aire

ladrillo

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Enpráctica

¿Qué materiales conducen mejor el calor?

Elementos necesarios•4 cuadrados de aproximadamente 25 cm x 25 cm, de

tela de algodón, papel de diario, papel film y papel de aluminio

•5 vasos de vidrio•5 cubitos de hielo del mismo tamaño•4 banditas elásticas

Paso a paso PASO 1 Coloquen un cubito de hielo en cada vaso.

PASO 2 Envuelvan un vaso con la tela de algodón y ajús-tenla con una bandita elástica, tal como muestra la fo-tografía.

PASO 3 Repitan el paso anterior con los restantes cuadra-dos. Uno de los vasos quedará sin envolver.

PASO 4 Esperen hasta que el cubito de hielo que no tiene envoltorio esté casi derretido. Conversen entre todos: ¿los cubitos que están en los otros vasos se habrán de-rretido igual o menos que ese? ¿Cuál les parece que se habrá derretido más? ¿Por qué? Luego, quiten el envol-torio de los otros cuatro cubitos de hielo.

Registro•Anoten los materiales de los envoltorios en orden, des-

de el que contenía el cubito que más se derritió hasta el que contenía el cubito que menos se derritió.

•Toquen los envoltorios. ¿Alguno se siente un poco más tibio que los otros? ¿Cuál?

•Si pueden, consigan un cronómetro o un reloj y repitan la experiencia.−Busquen otros cinco cubitos de hielo, colóquenlos en los vasos y envuelvan cuatro de los vasos con los cua-drados de los distintos materiales. Inicien el cronóme-tro o tomen nota de la hora que marca el reloj.−Esperen hasta que el cubito que quedó sin envolver se haya derretido. Anoten los minutos transcurridos y quiten los envoltorios. ¿Se confirman los resultados? ¿El material correspondiente al cubito que más se de-rritió es el mismo que el de la vez anterior?

En conclusión •¿Cómo pueden explicar los resultados de la experiencia? •¿Cuál es el material que mejor conduce el calor: el algo-

dón, el papel de diario, el plástico o el aluminio? ¿Por qué?•¿Por qué les parece que todos los cubitos de hielo te-

nían que ser del mismo tamaño?

Por medio de la siguiente actividad, podrán comprobar qué materiales conducen mejor el calor.

p. 126Herramientasparatrabajarenciencias

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Revisamos qué aprendimos

7. Indiquen, en cada caso, el objeto desde el cual se trans-fiere el calor y el objeto hacia el cual se transfiere.

a. Al calentar agua en una pava, el calor se trans-

mite desde la hacia la

y desde esta hacia

.

b. Cuando una persona toma un puñado de nieve,

el calor se transmite desde la

hacia la .

8. Subrayen, en cada caso, la respuesta correcta.a. ¿Cómo se transmite el calor?Siempre desde el objeto más frío hacia el objeto más caliente.Siempre desde el objeto más caliente hacia el objeto mas frío.Siempre entre objetos que tienen la misma tem-peratura.b. ¿Cuándo finaliza la transmisión de calor entre dos objetos?Cuando uno de los objetos se derrite.

Cuando las temperaturas de ambos objetos se igualan.Cuando todo el calor de uno de los objetos pasó al otro.c. ¿Por qué cuando hace frío el plumaje de muchas aves parece “inflarse”?Porque de ese modo queda aire, que es aislante, atrapado entre las plumas.Porque las plumas son malas conductoras del calor.Porque el movimiento de las plumas genera calor.

9. Lean el siguiente texto y, luego, resuelvan la consigna.

Durante el verano, cuando tocamos una chapa de metal expuesta al sol, sentimos que está muy caliente. Esto se debe a que el calor se transfiere rápidamente desde el metal, que está más caliente, hacia nuestra mano, que está más fría.

Si, en cambio, tocamos la chapa de metal durante el invierno o en un día templado, la sentimos más fría. En este caso, el calor realiza el recorrido inverso: pasa rápidamente de nuestra mano, que está más caliente, hacia el metal, que está más frío. Ya sea que haga frío o haga calor, el metal siempre se calienta rápidamente.

• ¿Qué conclusión se puede extraer de este hecho? Subráyenla. Justifiquen oralmente su elección.El metal es buen conductor del calor.El metal es mal conductor del calor.El metal es buen conductor del calor cuando hace calor y mal conductor cuando hace frío.

10. Marquen con una X los objetos que emplearían para lograr un buen aislamiento térmico en una casa.

Chapas de acero.

Ventana de doble vidrio, con aire en su interior.

Paneles de lana de roca.

Mantas de fibra de vidrio.

Chapa de hierro.

11. Escriban en la carpeta un ejemplo de los siguientes efectos que produce el calor en los materiales.cambio de estado - dilatación - deformación

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