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7°Ciencias Naturales MATERIAL DE APOYO SÉPTIMO GRADO PROYECTO EDUCACIÓN PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD PROYECTO EDUCACIÓNPROYECTO EDUCACIÓNCiencias PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 5Séptimo Grado ÍNDICE Carta de titulares............................................................................ Siglas............................................................................................ Presentación.................................................................................. Generalidades................................................................................ Objetivos de grado.......................................................................... UNIDAD 1: TRANSFORMACIONES DE LA MATERIA Lección 1.1. Novedades científicas................................................... Lección 1.2. La materia................................................................... Lección 1.3. El átomo...................................................................... Lección 1.4. Ordenando los elementos............................................. Lección 1.5. Clasificación de los elementos...................................... Lección 1.6. Elementos y compuestos.............................................. Lección 1.7. El agua....................................................................... Lección 1.8. Soluto y solvente......................................................... Lección 1.9. Conservación de la masa y energía.............................. Lección 1.10. Tipos de energía........................................................ UNIDAD 2: UN VIAJE POR LA CÉLULA Lección 2.1. La célula..................................................................... Lección 2.2. Estructura y función celular.......................................... Lección 2.3. Células procariotas y eucariotas................................... Lección 2.4. Célula animal y vegetal................................................ Lección 2.5. Los virus..................................................................... Página 7 8 9 11 14 15 20 26 30 35 40 45 50 54 61 66 75 85 93 100 PROYECTO EDUCACIÓNPROYECTO EDUCACIÓNCiencias UNIDAD 3: LOS SERES VIVOS Y SU MEDIO AMBIENTE Lección 3.1. Ciclo de vida del ser humano........................................ Lección 3.2. Niveles de organización ecológica................................. Lección 3.3. Comunidades biológicas............................................... Lección 3.4 Edad de la Tierra......................................................... Lección 3.5. Fósiles en El Salvador................................................. Bibliografía..................................................................................... 107 113 120 126 134 140 PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUDPARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 7Séptimo Grado CARTA DE TITULARES Estimado y estimada estudiante: Como Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología y la Dirección Nacional de Educación de Jóvenes y Adultos te damos la más cordial bienvenida a este proceso de formación y consideramos fundamental brindarte oportunidades educativas de Tercer Ciclo y/o Bachillerato, por medio de las ofertas educativas flexibles que promueven la formación y certificación de tus competencias por madurez, y mediante procesos académicos acelerados de nivelación académica, con metodologías semipresenciales y virtuales, fundamentados para que tu aprendizaje sea autónomo. Para la implementación de estas estrategias educativas, la Dirección Nacional de Educación de Jóvenes y Adultos, con el apoyo del Gobierno de los Estados Unidos de América, mediante la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) a través del Proyecto de Educación para la Niñez y Juventud (ECYP), ha elaborado este material de apoyo que esperamos sea de total utilidad para lograr con éxito tus metas académicas, por medio de la prueba de suficiencia o con tutoría para la nivelación académica. Ahora que inicias esta nueva aventura de aprender, tienes en tus manos este material de apoyo donde encontrarás la información básica para que puedas estudiar en casa y adquieras los conocimientos, habilidades y valores, que abran mejores oportunidades de vida. Reiteramos que el camino para obtener grandes logros académicos es el esfuerzo, la disciplina y el trabajo constante. Por ello, te felicitamos por tomar la decisión de continuar tus estudios y te invitamos a dar lo mejor de ti para salir adelante. Por nuestra parte, reafirmamos nuestro compromiso de ofrecerte servicios educativos de alta calidad que garanticen el derecho a la educación de todas las personas, especialmente las más vulnerables, para que alcancen los once años de escolaridad. Te exhortamos a que realices el máximo esfuerzo por superarte académicamente y logres tus propósitos de vida. ¡Ánimo!, ¡sigue adelante! Carlos Mauricio Canjura Linares Ministro de Educación, Ciencia y Tecnología 8 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias SIGLAS ÁGAPE, Asociación ÁGAPE de El Salvador. AIS, Asociación Institución Salesiana. DNEJA, Dirección Nacional de Educación de Jóvenes y Adultos. ECYP, Proyecto Educación para la Niñez y Juventud (por sus siglas en inglés). FEDISAL, Fundación para la Educación Integral Salvadoreña. FHI 360, Family Health International. FUNPRES, Fundación Pro Educación de El Salvador. FUSALMO, Fundación Salvador del Mundo. MINEDUCYT, Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología. PAES, Prueba de Aptitudes y Aprendizaje para Egresados de Educación Media. UDB, Universidad Don Bosco. USAID, Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 9Séptimo Grado PRESENTACIÓN El Proyecto Educación para la Niñez y Juventud (ECYP) surge bajo la iniciativa del Asocio para el Crecimiento y la Estrategia Global de Educación, por parte de la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) - El Salvador, como apoyo al Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología (MINEDUCYT) en la implementación del Plan Social Educativo 2009-2014: “Vamos a la Escuela” y, el posterior Plan Nacional de Educación en función de la Nación 2015-2019. El proyecto tiene como propósito: “Mejorar las oportunidades educativas para estudiantes de tercer ciclo vulnerables/desventajados y jóvenes entre las edades de 9 a 24 años de edad que no están en la escuela, que viven en los municipios seleccionados con una tasa alta de crimen”.1 Los principales socios del proyecto son el Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología, como socio gubernamental, la Fundación para la Educación Integral Salvadoreña (FEDISAL), socio implementador líder, junto a la red de instituciones socias: Family Health International (FHI 360), Asociación Institución Salesiana (AIS), Fundación Salvador del Mundo (FUSALMO), Universidad Don Bosco (UDB), Fundación Pro Educación de El Salvador (FUNPRES) y la Asociación ÁGAPE de El Salvador. Como parte de la implementación del proyecto, se busca:2 1. Mejorar sosteniblemente los resultados educativos para estudiantes de segundo y tercer ciclo. 2. Aumentar el acceso a oportunidades educativas para jóvenes no escolarizados. 3. Adquirir y efectuar la distribución de útiles escolares a escuelas dañadas por el Huracán IDA. 4. Apoyar con un fondo de respuesta rápida (para emergencias por fenómenos naturales), en caso de requerirse. 1. FEDISAL y Red de Socios. Proyecto educación para la Niñez y Juventud. Plan de Trabajo Anual 2015. Pág. 3 2. Ibídem, págs. 15-18 10 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias La implementación del proyecto inició en el año 2013; con la atención a una población de niños y adolescentes de las edades y características consideradas por el proyecto, principalmente de aquellos que enfrentan situaciones de violencia, sobre edad escolar, vulnerabilidad, embarazo temprano, dificultades económicas, de acceso educativo y laboral y/o productivo. Para dar respuesta a las dificultades señaladas, en el marco delObjetivo 2 del proyecto, se creó el Programa de Formación Integral, que es un programa complementario a la oferta educativa de Modalidades Flexibles que brinda el Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología. El programa incluye servicios integrales que potencian los esfuerzos gubernamentales y locales por brindar oportunidades educativas a la población que se encuentra fuera del sistema educativo regular. Específicamente, ejecuta actividades orientadas a aumentar el retorno, la permanencia y el éxito escolar de niños y jóvenes que se encuentran fuera del sistema escolar, para que logren culminar sus estudios y obtener los grados académicos del sistema educativo; ya sea, desde la oferta académica de Modalidades Flexibles de Educación o desde la escuela regular. En el marco del trabajo anterior, el proyecto busca apoyar acciones concretas a la estrategia de atención a niños y jóvenes que quieren retomar sus estudios y obtener su certificación de grado a través del servicio de Prueba de Suficiencia. El esfuerzo, ha logrado el diseño de 15 módulos para Tercer ciclo y 10 para Bachillerato; haciendo un total de 25 documentos de apoyo para la formación autónoma y el logro de indicadores de aprendizaje de los programas de estudio. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 11Séptimo Grado GENERALIDADES OBJETIVO Brindar a la población estudiantil de Modalidades Flexibles de Educación, de Tercer Ciclo de Educación Básica, un documento de apoyo académico, que sirva de material de estudio autónomo, para someterse a la Prueba de Suficiencia. LINEAMIENTOS El material de apoyo presentado ha sido concebido bajo la iniciativa de beneficiar a la población estudiantil de Modalidades Flexibles de Educación, que aplica a la Prueba de Suficiencia. El documento está orientado al trabajo autónomo por parte del estudiante; mediante una adaptación de la propuesta metodológica: Aprendo, Practico, Aplico (APA), que fue desarrollada exitosamente por el profesor colombiano, Óscar Mogollón, en su propuesta de la Escuela Nueva y Escuela Activa de Colombia en la década de los años 70. El diseño de cada documento de estudio, se fundamenta en la priorización de indicadores de logro de los programas de estudio vigentes, realizada por la Dirección Nacional de Educación de Jóvenes y Adultos (DNEJA), dependencia que orienta los procesos educativos relacionados con Modalidades Flexibles y la relación existente entre los mismos; determinando así, las unidades y lecciones de cada módulo. ORIENTACIONES METODOLÓGICAS El material de apoyo está integrado por unidades de aprendizaje y lecciones. Las unidades responden a una conjunción de indicadores de logro y objetivos de los programas de estudio de tercer ciclo, que derivan en lecciones. Cada lección facilita el desarrollo de uno o dos indicadores de logro; mediante el proceso Aprendo, Practico, Aplico. Según la metodología APA, el estudiante es el protagonista de su aprendizaje; por ello, en las lecciones, la redacción de las acciones se presenta en primera persona (yo), tiempo presente (yo aprendo, yo practico, yo aplico); indicando lo que el estudiante realiza en ese momento: leo, escucho, mido, organizo… A continuación, se explica qué contiene cada sección: Sección Aprendo: Está constituida por saberes previos y conocimientos básicos; es decir, se presenta una interrogante al respecto del tema, al nivel que el estudiante debe conocer inicialmente. Posteriormente, se presenta la información teórica respecto al tema, según el indicador de logro y se desarrollan ejemplos. 12 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias SECCIÓN ICONO ACTIVIDAD APRENDO Adquisición de teoría y ejemplificación. PRACTICO Resolución de ejercicios. APLICO Empleo de conocimientos en la comunidad o contexto inmediato. AUTOEVALUACIÓN Reflexión del nivel de aprendizaje adquirido en cada lección Sección Practico: En ella se dejan ejercicios que el estudiante deberá resolver para ejercitar la teoría recordada, estudiada y ejemplificada en la sección anterior. Sección Aplico: Orienta al estudiante para que emplee en su medio inmediato, los conocimientos adquiridos y ejercitados en las secciones anteriores. En esta sección se solicita al estudiante interactuar con su familia, comunidad, compañeros de labores, entre otros, para dar a conocer su nuevo aprendizaje, en el medio real en el que se desenvuelve. Es una sección donde el estudiante da cuenta de cómo los conocimientos teóricos tienen aplicación en la vida diaria. En las secciones Aprendo, Practico y Aplico, se presenta una evaluación formativa; es decir, una reflexión del aprendizaje, expresado en preguntas, que orientan al estudiante a reflexionar autónomamente sobre su proceso de adquisición de conocimientos, práctica y aplicación de los mismos. Al finalizar cada lección, se presenta un máximo de tres preguntas con opción de respuesta de selección múltiple, del tipo de preguntas de la Prueba de Aptitudes y Aprendizaje para Egresados de Educación Media (PAES); a fin de que el estudiante tenga contacto con este tipo de ejercicio y se familiarice con la modalidad de la PAES. Las secciones están identificadas por iconos, que han sido diseñados según la naturaleza de las actividades que se desarrollan en cada una: PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 13Séptimo Grado I N D I C A D O R E S D E L O G R O S Evaluación formativa Evaluación formativa Evaluación formativa y sumativa • Relación de saberes previos con los nuevos conocimientos. • Construcción y reconstrucción de conocimientos. • Desarrollo de procesos inductivos y deductivos. • Ejercitación de lo aprendido para desarrollar habilidades y destrezas. • Ampliación de los conocimientos mediante consultas en otras fuentes. • Ningún autor, ningún libro, ninguna autoridad agota el conocimiento. • Aplicación de los conocimientos para hacerlos significativos. • Interacción con la realidad con otros contextos más amplios. • Apertura de caminos a una vida intelectual disciplinada y creativa. A P A Al finalizar cada unidad, se ha ubicado la bibliografía correspondiente. La estructura de las lecciones se describe a continuación: 14 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias CIENCIA, SALUD Y MEDIO AMBIENTE SÉPTIMO GRADO OBJETIVOS DE GRADO • Investigar y describir con interés las propiedades, composición y transformación de la materia y la energía, aplicando principios físicos y químicos que les permita comprobar sus hipótesis en las distintas actividades de la vida cotidiana. • Describir y clasificar a los seres vivos por sus características y categorías taxonómicas, representando y explicando su estructura, relaciones con su medio ambiente y funciones vitales, que les ayude a valorar su importancia y practicar acciones preventivas para mejorar sus condiciones de salud. • Analizar y describir críticamente la organización y dinámica ecológica, identificando los tipos de poblaciones, problemas ambientales y legislación ambiental que los prepare para la defensa y protección de los recursos naturales del país. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 15Séptimo Grado OBJETIVO: LECCIÓN 1.1. NOVEDADES CIENTÍFICAS Comprende el concepto de materia y sus transformaciones desde la perspectiva del principio de conservación de la masa y energía, haciendo énfasis en expresar de forma correcta las magnitudes físicas de la materia. Representar y describir la estructura actual del átomo, analizando y comparando las características y propiedades de algunos elementos químicos que permite su clasificación y ordenamiento en la tabla periódica. Analizar y describir críticamente como la materia y sus transformaciones están implícitas en el desarrollo científico y tecnológico que tiene como finalidad mejorar la calidad de vida. UNIDAD 1. TRANSFORMACIONES DE LA MATERIA INDICADOR DE LOGRO: Indaga y explica con interés la incidencia del desarrollo científico y tecnológico en la vida cotidiana. ¿Cómo influencia mi vida la cienciay la tecnología? Observo lo que me rodea, ¿qué veo? Un televisor, un auto, un frasco de medicinas, agua limpia, un teléfono celular, una antena satelital. APRENDO Figura 1. Un telefono celular y la comunicación en el mundo. Fuente: http://bit.ly/2l1xNtX La ciencia y la tecnología tienen una relación directa con la vida cotidiana, desde la invención de la rueda, fabricación de herramientas y desarrollo del lenguaje, hasta los más recientes y sofisticados descubrimientos que han permitido la creación de teléfonos celulares, internet, uso de energía atómica, la exploración del universo, la creación de órganos artificiales y otros grandes avances científicos y tecnológicos. Todos estos avances han estado estrechamente relacionados con el desarrollo de la sociedad actual y nuestra vida cotidiana. 16 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias ¿Qué es Ciencia? ¿Qué es tecnología? Estos son conceptos muy unidos e inseparables, algunas veces se usan como sinónimos, aunque no lo son: Ciencia: Es conocimiento, obtenido a partir de investigaciones y experimentos. Este conocimiento es replicable, ordenado y validado por los científicos. Entonces ¿Qué es un avance Científico? Es un nuevo conocimiento, nuevos descubrimientos, mejoras en el conocimiento existente. Tecnología: El conocimiento se convierte en tecnología, cuando se aplica al mejoramiento de nuestra vida, permite diseñar, crear, inventar y manufacturar (hacer) bienes materiales. Entonces ¿Qué es un avance Tecnológico? Evolución de un producto, innovación de los bienes permitiendo facilitar más la vida del ser humano. Fuente: http://bit.ly/2CpjCJa Figura 2. Evolución del teléfono. Fuente: http://bit.ly/2q1FLYU ¿Ciencia, tecnología y avances científicos y tecnológicos en un teléfono? Los teléfonos han existido por más de 100 años; pero los principios científicos básicos aún son los mismos en los teléfonos actuales. Actualmente la mayoría de los teléfonos son celulares, no necesitan cables y funcionan con señales de radio. Alexander Graham Bell y Thomas Watson inventaron el teléfono en 1876, y la ciencia detrás de este gran invento, se logró luego de que muchos investigaran y experimentaran, cómo convertir las voz humana o el sonido en ondas electromagnéticas. En la figura 2, se ve cómo ha evolucionado el teléfono, gracias a los avances científicos. ¿Qué incidencia tiene en mi vida cotidiana la ciencia y la tecnología utilizada en un teléfono? Para saber más, puedo visitar la página web: http://bit.ly/2lob0Zy La figura 3, muestra muchos bienes que usamos a diario, el auto, el papel, la radio, la televisión, el internet. Todos los objetos que nos rodean en nuestra vida diaria son productos de diferentes avances tecnológicos que se han ido desarrollando a lo largo de la historia, como productos de la ciencia y los avances científicos. Figura 3. Inventos que han cambiado la historia. Fuente: http://bit.ly/2DhH7k7 PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 17Séptimo Grado A continuación se presentan algunos ejemplos de grandes avances científicos tecnológicos de los últimos años, que pueden tener gran incidencia en la vida cotidiana. ¿Por qué son llamados avances científicos tecnológicos? Porque combinan; tanto los nuevos descubrimientos y mejoras en resultados de experimentos (avances científicos), como la aplicación de esos nuevos y mejorados conocimientos en la evolución o innovación de bienes que tiene como fin mejorar la vida humana (avances tecnológicos). Año Avance Científico Tecnológico Ilustración Incidencia en la vida cotidiana 2001 Corazón artificial, conocido como AbioCor Implantable Replacement Heart (corazón implantable de reemplazo, AbioCor) inventado por Abiomed, fue implantado en un paciente en 2001. Este corazón artificial permite dar una esperanza de vida a todas aquellas personas que necesitan un nuevo corazón y abre las puertas para pensar en otros órganos que pueden ser creados y remplazados para mejorar y alargar la vida humana. 2003 Toyota estrena su primer auto hibrido, que funciona con gasolina y electricidad. Pienso que: El uso de esta tecnología en los automoviles, puede incidir en mejorar la calidad del aire, disminuir el calentamiento global; este conocimiento mejorado, de ser aplicado, evolucionaría un producto que beneficiaría a todo el planeta. 2004 SonoPrep, un dispositivo que administra medicamentos a través de ondas sonoras que sustituyen las inyecciones, siendo igual de efectivas. Este fue un invento del bioingeniero Robert Langer y funciona mediante energía ultrasónica. Ya no tendré temor a una inyección, el conocimiento de como un medicamento puede entrar por la piel y llegar a donde se necesita, se ha aplicado en esta tecnología, un avance científico tecnológico. 2015 Impresión en 3D, la bioimpresión ya se ha utilizado para crear cartílago, piel y hueso, así como tejido coronario y vascular. Pienso que: Como el corazón artificial, el descubrimiento de materiales que puedan ser puestos dentro de nuestro cuerpo, abre la puerta a este avance tecnologico, que puede lograr salvar vidas. Fuente: http://bit.ly/2zz1sPN Fuente: http://bit.ly/2C8N1Vo Fuente: http://bit.ly/2Cb5sv7 Fuente: http://bit.ly/2BUCBvL 18 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias ¿Cuáles son los beneficios en la vida cotidiana que pueden obtenerse de los avances científicos tecnológicos? Pienso en una respuesta y escribo dos ideas en mi cuaderno. Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo identificar los beneficios de los avances científicos. Puedo identificar los beneficios de los avances tecnológicos. Recuerdo algunos avances científicos de los últimos años. Comprendo el término avance científico tecnológico. SÍ NO PRACTICO 1 2 Traslado las respuestas, preguntas o actividades asignadas en esta sección a mi cuaderno. Utilizando la información leída en la sección de Aprendo, formulo mi propia definición y completo el siguiente cuadro: ¿Qué entiendo por… …Ciencia? …Tecnología? …Avance científico? …Avance tecnológico? La Ciencia y la Tecnología, son conceptos muy unidos e inseparables, algunas veces se usan como sinónimos, aunque no lo son; subrayo las diferencias que existen entre estos. a. No hay diferencias, son conceptos sinónimos, tienen igual significado. b. La ciencia se encarga de obtener el conocimiento, la tecnología, aplica el conocimiento para producir un bien. c. La Tecnología se encarga de obtener el conocimiento, la ciencia, aplica el conocimiento para producir un bien. d. Ninguna de las anteriores. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 19Séptimo Grado APLICO Trabajo en mi cuaderno la siguiente situación: Escribo un ensayo sobre dos avances tecnológicos y científicos que se relacionen con mi vida cotidiana. Puede ayudarme ver a mi alrededor, las vitrinas de las tiendas, el parque, un bus, los postes de tendido eléctrico etc. Observo mi colonia, mi hogar e identifico inventos de utilidad en la vida cotidiana. 1. Selecciono el literal que representa la contribución que hacen los dispositivos móviles a la vida diaria de una persona. A. Al consumo irracional. B. Facilitan las Comunicaciones. C. No contribuyen. D. Miedo al teléfono. AUTOEVALUACIÓN Después de estudiado este contenido, respondo correctamente; selecciono de entre los literales, el que representa la respuesta correcta y relleno la burbuja correspondiente en la tabla ubicada al final de las preguntas A B C D 1 Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo identificar las diferencias entre ciencia y tecnología. Identifico con facilidad ejemplos de avances científicos. Identifico con facilidad ejemplos de avance tecnológicos. Puedo definir con mis propias palabras ciencia y tecnología. SÍNO 20 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias SOLUCIONES PRACTICO 1. …Ciencia? Es conocimiento, obtenido a partir de investigaciones y experimentos, este conocimiento es replicable, ordenado y validado por los científicos. …Tecnología? El conocimiento se convierte en tecnología, cuando se aplica al mejoramiento de nuestra vida, permite diseñar, crear, inventar y manufacturar (hacer) bienes materiales; …Avance científico? Es un nuevo conocimiento, nuevos descubrimientos y mejoras en el conocimiento existente. …Avance tecnológico? Evolución de un producto, innovación de los bienes permitiendo facilitar más la vida del ser humano. 2. B AUTOEVALUACIÓN 1. B. LECCIÓN 1.2. LA MATERIA INDICADOR DE LOGRO: Experimenta y describe correctamente las propiedades físicas cuantificables de la materia. Observo a mi alrededor, veo muchos objetos diferentes; también, personas y animales; y si veo hacia el cielo, puedo contemplar las estrellas, nubes, el sol y la luna. ¿Qué tienen en común todos ellos? ¡Están formados por materia! Todo lo que nos rodea es materia: Mi cuerpo, la mesa, la silla, el piso, el aire... APRENDO ¿Qué es la Materia? Materia es todo aquello que tiene masa y volumen (ocupa un espacio). Todos los cuerpos materiales poseen esas dos cualidades. Ejemplos de materia: aire, nubes, arboles, sal, azúcar, mi cuerpo. Los estados de la materia son líquido, sólido y gaseoso. Figura 7. Una vista de San Salvador. http://bit.ly/2DN2dIE PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 21Séptimo Grado Las propiedades físicas son aquellas que se pueden medir sin que se afecte la composición o la identidad de la materia. Las propiedades de la materia se clasifican en dos grandes grupos: generales y específicas. Las propiedades generales son comunes a cualquier tipo de materia sin excepción, las propiedades específicas son las que nos permiten diferenciar cada tipo de materia, de modo que podamos identificarla. A continuación, se presenta un mapa conceptual para visualizar las propiedades físicas de la materia. Figura 8. Mapa conceptual de las propiedades físicas de la materia. Propiedades Físicas de la Materia Generales Masa Densidad Punto de fusión Conductibilidad eléctrica Punto de ebullición Solubilidad Volumen Peso Longitud Específicas PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA MASA: Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, para medirla utilizamos una balanza. La unidad fundamental es el kilogramo (kg). Si quiero reportar masas más pequeñas, utilizo el gramo (g) o miligramo (mg). Para grandes cantidades de masa, utilizamos la tonelada (tm). VOLUMEN: Es el espacio que ocupa un cuerpo. La unidad fundamental para medirlo es el metro cúbico (m3). Para medir volúmenes más pequeños utilizamos sus submúltiplos: cm3 y mm3. Otra unidad muy utilizada para medir el volumen es el litro (L) y sus múltiplos y submúltiplos, especialmente el mililitro (mL). Para calcular el volumen de un sólido, como un cubo, esfera, prisma, cilindros, entre otros. Se recurre a fórmulas matemáticas establecidas para cada uno de ellos. Figura 9. Algunos tipos de balanza. http://bit.ly/2mRLbRK Figura 10. Volumen de un sólido irregular como una piedra, utilizo el método de inmersión, sumerjo el objeto en un recipiente con un volumen conocido de líquido. Así, el volumen del objeto será la diferencia entre el volumen final y el inicial, para esta piedra será 4mL. http://bit.ly/2DWODmh 22 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias PESO: Es la fuerza con la que la Tierra atrae un cuerpo. Como el peso es una fuerza, se mide en unidades de fuerza. En el sistema internacional de unidades, su unidad de medida es el newton que se representa con el símbolo N. LONGITUD: Es la distancia entre dos puntos, o la mayor de las dimensiones en una superficie. La unidad básica es el metro y, dependiendo de la distancia que se desee medir, se utilizan distintos tipos de cintas métricas o reglas. DENSIDAD (d): Es la cantidad de masa (m) contenida en un determinado volumen (V). Un metal y un trozo de corcho del mismo tamaño tienen el mismo volumen; pero su masa es diferente. Podemos calcular su densidad mediante la fórmula d=m/V, por ejemplo la densidad para un cuerpo con masa de 20 g y un volumen de 10 cm3, se calcula dividiendo 20 g entre 10 cm3, la densidad es igual a d= 10 g/cm3. Figura 11. Para medir el peso, utilizamos un aparato llamado dinamómetro, aquí algunos dinamómetros báscula. http://bit.ly/2DntaS2 Figura 12. Cintas métricas con diferente longitud. http://bit.ly/2rmuN15 Figura 14. Ejemplo de cálculo de densidad. http://bit.ly/2Dz29yC En lenguaje cotidiano el peso y la masa pueden ;parecer conceptos equivalentes: sin embargo, desde el punto de vista científico, son dos conceptos distintos que no de- bemos confundir. Para aclarar conceptos, diremos que la masa (m) es la cantidad de materia de un cuerpo y el peso (P) es el efecto de la gravedad sobre esa materia. El Astronauta en la Luna y la Tierra tiene igual masa; pero peso diferente, la fuerza de gravedad es mayor en la Tierra, en consecuencia tendrá más peso.Figura 13. Astronauta con igual masa en la Tierra y en la Luna, pero con peso distinto. http://bit.ly/2DTxh9K PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LA MATERIA PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 23Séptimo Grado CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA: Es la medida de la capacidad de un material para dejar pasar la corriente eléctrica a través de él. La conductividad depende de la estructura interna del material que estamos midiendo y no es igual en todos los materiales, por ello es una propiedad específica. PUNTO DE EBULLICIÓN: La temperatura a la cual un líquido hierve. Por ejemplo la temperatura de ebullición del agua es 100 °C, el alcohol etílico hierve a 78 °C. PUNTO DE FUSIÓN: Es la temperatura a la cual un sólido pasa a líquido. Por ejemplo la temperatura de fusión del hierro es 1,538 °C, el azúcar se convierte en líquida a 186 °C. SOLUBILIDAD: Es la capacidad de una sustancia para disolverse en otra. La sustancia que se disuelve se conoce como soluto, mientras que aquella en la cual éste se disuelve, recibe el nombre de disolvente. Figura 15. La regla metálica conduce la corriente. http://bit.ly/2mYBfXa Figura 16. Agua hirviendo, es decir alcanzo su punto de ebullición. http://bit.ly/2Dv5oXF Figura 17. Azúcar fundida. http://bit.ly/2FYSL5x Figura 18. En a. el azúcar es soluble en agua, en b. el aceite No es soluble en agua. http://bit.ly/2rsjGU2 h ttp://bit.ly/2FZeVEV A. Escribo algunos ejemplos de materia. B. Hago una lista de las propiedades físicas generales de la materia. C. Para saber más visito el sitio web http://bit.ly/2m2rWGh Antes de continuar con la lección, debo entender el concepto de Magnitud física, aquellas propiedades que pueden medirse y expresar su resultado mediante un número y una unidad (como por ejemplo: g, mL, cm3, y otras). Son magnitudes: la longitud, la masa, el volumen, entre otros. Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: 24 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo definir con mis propias palabras el concepto de materia. Identifico con facilidad ejemplos de materia. Identifico las propiedades físicas generales de la materia. Identifico las propiedades físicas específicas de la materia. SÍ NO PRACTICO 1 2 3 Traslado las respuestas, preguntas o actividades asignadas en esta sección a mi cuaderno. Tengo figura de acción de Spider man, que tiene una masa de 10 g y un volumen de 5 cm3, ¿Cuál es la densidad de la figura de acción? (pista: para calcular la densidad me auxilio con la figura 14). Quiero calcular el volumen de una papa, observo la siguiente figura ¿Cuál es el volumen de la papa? Vf = Volumen del líquido más el volumen de la papa Vi = Volumen del líquido El volumen de la papa será: Vpapa = Vf - Vi Me pregunto: si la papa del ejercicio anterior tiene unamasa de 5 gramos ¿cuál será su densidad? PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 25Séptimo Grado Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Calculé con facilidad la densidad de la figura de acción. Calculé con facilidad el volumen de la papa. Identifico sin dificultad la diferencia entre densidad y volumen. SÍ NO APLICO Elaboro un mapa mental de las propiedades físicas de la materia. 1. Un ejemplo de propiedad física de la materia es la siguiente: A. El agua. B. Clavo oxidado. C. Una balanza. D. Punto de ebullición. AUTOEVALUACIÓN Después de estudiado este contenido, respondo correctamente; selecciono de entre los literales, el que representa la respuesta correcta y relleno la burbuja correspondiente en la tabla ubicada al final de las preguntas A B C D 1 SOLUCIONES PRACTICO 1. La densidad de la figura de acción es igual a 2 g/cm3. 2. El volumen de la papa es de 4 mL (4 cm3). 3. La densidad de la papa es igual a 1.25 g/ cm3. AUTOEVALUACIÓN 1. D. 26 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias LECCIÓN 1.3. EL ÁTOMO INDICADOR DE LOGRO: Representa y describe con creatividad los diferentes modelos atómicos que ilustran la evolución de la concepción de la estructura del átomo. Las propiedades se clasifican de diferente forma; pero ¿cómo las comprendo y las explico? ¿Qué hace que los diamantes sean duros; mientras la sal de mesa sea quebradiza y se disuelve en agua? ¿Por qué el papel se quema y el agua apaga el fuego? La estructura y el comportamiento de los átomos es la clave para entender las propiedades físicas y químicas de la materia. Las propiedades de la materia se explican a través de un modelo científico, llamado Modelo corpuscular de la materia, que es una representación de cómo está formada. Los principios del modelo corpuscular de la materia son: APRENDO La materia está formada por partículas. Puedes imaginarlas como pequeñas esferas de distintos tamaños. Las partículas están en continuo movimiento. Siempre están en movimiento, ya sea vibrando, desplazándose y rotando. Entre las partículas hay vacío. Entre ellas no existe ningún otro tipo de materia. Entre las partículas hay fuerzas de atracción. Estas determinan que las partículas se encuentren unidas o separadas. 1 2 3 4 La materia está formada por partículas pequeñísimas llamadas ÁTOMOS. El átomo es la unidad estructural básica de la materia. Un modelo atómico es una representación gráfica de la estructura que tienen los átomos, representa una explicación o esquema de la composición de un átomo. ¿Cómo imagino un átomo? En la actualidad se sabe que los átomos son partículas formadas por protones, neutrones y electrones. Está constituido por dos partes, el núcleo y la envoltura o zona extranuclear. El núcleo es la parte central, contiene a los neutrones y protones; los electrones giran alrededor del núcleo y constituyen la envoltura del átomo. El modelo atómico ha evolucionado con el tiempo hasta el actual, el cuadro siguiente lo muestra. Figura 19. Estructura un átomo. http://bit.ly/1qz0Sso PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 27Séptimo Grado HISTORIA DE UN ÁTOMO: MODELOS ATÓMICOS Las ideas sobre cómo son los átomos han cambiado a través de los años, esta grafica muestra los modelos atómicos y cómo se han desarrollado. NO PRESENTA MODELO MODELO DE LA ESFERA SÓLIDA MODELO DEL BUDÍN DE PASAS MODELO NUCLEAR MODELO PLANETARIO MODELO MECÁNICO CUÁNTICO Considero que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas indivisibles llamadas átomos. Considero al átomo como una minúscula esfera indivisible y sin cambios. Todos los átomos de un mismo elemento químico son iguales. Descubrió los electrones, propone que los átomos están compuestos de electrones dispersos en una nube esférica positiva, como pasas en un budín. Demostró que los átomos no son sólidos, la mayor parte es espacio vacío, y que las cargas positivas están concentradas en el núcleo. Bohr modifico el modelo de Rutherford, indicando que los electrones se mueven alrededor del núcleo en orbitas fijas. Indicó que es imposible conocer la posición de un electrón, estos están en zonas llamadas nubes de electrones (orbitales) donde es más probable encontrarlos. A. Mi modelo atómico favorito es _____ B. Diseño con base en lo leído y mi imaginación un modelo atómico. Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Reconozco la unidad estructural básica de la materia. Identifico con facilidad los diferentes modelos atómicos. Puedo diseñar un modelo atómico imaginario con base a lo aprendido Identifico las propiedades físicas específicas de la materia. SÍ NO Tomado de: http://sfpquimica12.blogspot.com/2016/10/blog-post.html?m=0 28 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias PRACTICO 1 2 3 Traslado las respuestas, preguntas o actividades asignadas en esta sección a mi cuaderno. Indico en el diagrama utilizando los colores indicados en el nombre de cada partícula, ubico lo que se me solicita. (Utilice los colores indicados en el nombre de cada partícula subatómica): a. El núcleo. b. ¿Dónde se ubican los electrones, neutrones y protones? c. Zona extranuclear. Subrayo la respuesta correcta: La materia está formada por partículas pequeñísimas, llamadas: a. Átomos. b. Envoltura. c. Esferas sólidas. d. Núcleos. Observo la imagen y estimo el número de electrones que tiene el átomo. ¿Qué modelo atómico aplica a esta imagen? Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Identificó en un diagrama de modelo atómico el núcleo y la zona extranuclear. Identifico los electrones, neutrones y protones en un modelo atómico. Identifico los diferentes modelos atómicos. SÍ NO tomado de: https://www.storyboardthat.com/es/lesson-plans/ensenanza-de-los-atomos PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 29Séptimo Grado APLICO Diseño un cuadro comparativo sobre las características de los diferentes modelos atómicos. 1. ¿A qué llamamos modelo atómico? A. Es la unidad estructural básica de la materia. B. A una representación física de cómo se forma la materia. C. A una representación gráfica de la estructura que tienen los átomos. D. Ninguna de las anteriores. AUTOEVALUACIÓN Después de estudiado este contenido, respondo correctamente; selecciono de entre los literales, el que representa la respuesta correcta y relleno la burbuja correspondiente en la tabla ubicada al final de las preguntas A B C D 1 SOLUCIONES PRACTICO 1. 2. a. 3. El modelo presenta 4 electrones, aplica el modelo planetario AUTOEVALUACIÓN 1. C 30 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias LECCIÓN 1.4. ORDENANDO LOS ELEMENTOS INDICADOR DE LOGRO: Identifica correctamente los nombres, símbolos y características de algunos elementos químicos en la tabla periódica. Cuando veo un clavo de hierro, un anillo de oro o plata, estoy hablando de materia, que está formada por átomos. El clavo de hierro está compuesto de átomos de hierro, el anillo de átomos de oro o plata. Sí todo lo que nos rodea es materia, y la materia está formada por átomos, me pregunto: ¿Cuántos tipos de átomos hay? Si son muchos tipos de átomos, ¿cómo están ordenados para no confundirlos? Es sorprendente la diversidad de animales, objetos, plantas y personas que veo a mi alrededor, todo está formado por tan solo más de 100 tipos diferentes de átomos, a cada tipo de átomo se le llama elemento químico. APRENDO Un elemento químico es materia que está constituida por átomos de la misma clase, y que tienen la misma cantidad de protones en el núcleo. Figura 20. Ejemplo de algunos elementos químicos. http://bit.ly/2mZLUA4 En la actualidad se han descubierto 118 elementos. Todos los elementos químicos están ordenados en un arreglollamado la TABLA PERIÓDICA, que es un cuadro que organiza todos los elementos químicos conocidos (ver figura 21). En la Tabla Periódica, todos los elementos están representados con la abreviatura de su nombre, lo que llamamos símbolo químico, la abreviatura está formada por una o dos letras que abrevian el nombre del elemento; por ejemplo: El oxígeno (O), cobre (Cu), oro (Au), nitrógeno (N) y carbono (C). Los elementos químicos, se acomodan en la tabla periódica de tal forma, que los que se encuentran cercanos, tienen propiedades o características semejantes. Se conoce como tabla periódica a un esquema diseñado para organizar y segmentar los elementos químicos, de acuerdo a las propiedades y particularidades que posea. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 31Séptimo Grado En la tabla periódica moderna los elementos están dispuestos en orden de número atómico creciente; el número atómico se define como número de protones que contiene en su núcleo un átomo determinado. ¿Por qué la tabla periódica tiene el diseño que tiene en la actualidad? Es consecuencia de los estudios de muchos investigadores, y el modelo ha evolucionado desde la primera tabla periódica publicada por Mendeleev en 1869. Figura 21. Tabla periódica de los elementos. http://bit.ly/2mZLUA4 Número Atómico: Número de protones contenidos en el núcleo de un átomo. Figura 22.Representación del elemento químico Plata. http://bit.ly/2G4hHIW 32 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias En la siguiente tabla, observo el listado de algunos elementos químicos y sus características. Nombre y Símbolo Número atómico Algunas Características Hidrógeno H 1 El primero de los elementos de la tabla periódica es un gas. Es el más abundante en el universo entero, ocupando casi el 74% de toda la materia visible del universo; además tiene usos comerciales e industriales, se usa en la fabricación de combustible para cohetes. Carbono C 6 El 18% de nuestro cuerpo está formado por carbono. Los diamantes son una forma de carbono y está presente en todo ser vivo, se encuentra también en la gasolina de los vehículos. Oxigeno O 8 Es un gas incoloro, en estado líquido y sólido toma un color azul pálido, no tiene olor o sabor; el oxígeno está presente en los cuerpos de todo ser vivo, está presente en el aire que respiramos. Aluminio Al 13 Conocido como el príncipe de los metales, es uno de los elementos más abundante de la naturaleza. Se trata de uno de los metales más útiles y más empleados industrialmente por la humanidad, dadas sus propiedades de ligereza, maleabilidad y larga vida; además de resistencia a la corrosión. Calcio Ca 20 Se encuentra en nuestros huesos, dientes por lo que es muy importante en nutrición, siendo esencial en la formación y el fortalecimiento de las estructuras óseas. Algunos alimentos ricos en calcio son, por ejemplo, los lácteos (leche, yogur, queso), bebidas de soja y vegetales de color verde oscuro. Hierro Fe 26 Es uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre y más aún en el núcleo de la Tierra. Es fácil de moldear y usar en diversas actividades humanas. Está presenta en la sangre humana. Zinc Zn 30 Es un metal que conduce la electricidad. Óxido de zinc puede encontrarse en numerosos productos farmacéuticos, cosméticos y de uso cotidiano, desde productos de caucho a baterías. Es un elemento esencial para el desarrollo de muchas clases de organismos vegetales y animales. La deficiencia de zinc en la dieta humana deteriora el crecimiento y debilita el sistema inmune. Plata Ag 47 Es un metal blanco y brillante. Es uno de los metales de uso más común y de mayor historia, es un metal poco abundante en la naturaleza, tiene usos contra hongos y bacterias, por lo que es un componente de algunos medicamentos. Oro Au 79 Es un metal considerado valioso desde la antigüedad, es fundamental en la economía mundial, en la acuñación y el intercambio monetario. Se emplea también en medicina, odontología y en los más diversos dispositivos eléctricos. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 33Séptimo Grado 1. ¿Qué elementos químicos me rodean? 2. Recuerdo los conceptos de: materia y átomo. Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo definir con mis propias palabras el concepto de elemento. Identifico con facilidad los símbolos químicos de los elementos en la tabla periódica. Puedo relacionar el número atómico con el número de protones de un átomo. Identifico los diferentes aspectos que identifican un elemento químico en la tabla periódica. SÍ NO PRACTICO 1 Traslado las respuestas, preguntas o actividades asignadas en esta sección a mi cuaderno. Utilizo la tabla periódica encontrada en la lección y completo la siguiente tabla: Elemento Símbolo Número atómico Cobre N 24 2 ¿Qué es un elemento químico? Escribo tres ejemplos de ellos. 34 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias 3 Para los siguientes elementos químicos, escribo el número de protones que poseen (recuerdo el concepto de número atómico). He S Ca Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo definir con mis propias palabras un elemento químico. Relaciono el nombre de los elementos químicos con su símbolo químico. Identifico el número de protones utilizando el número atómico. SÍ NO APLICO Observo a mí alrededor, identifico 10 elementos químicos que estén en mi entorno, elaboro tarjetas que muestren la representación de estos elementos químicos y escribo sus características en la parte trasera de la tarjeta. 1. El Número Atómico es igual a: A. Al número de protones contenidos en el núcleo de un átomo. B. Al número de electrones contenidos en el núcleo de un átomo. C. Al número de neutrones contenidos en el núcleo de un átomo. D. Todas las anteriores AUTOEVALUACIÓN Después de estudiado este contenido, respondo correctamente; selecciono de entre los literales, el que representa la respuesta correcta y relleno la burbuja correspondiente en la tabla ubicada al final de las preguntas A B C D 1 PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 35Séptimo Grado SOLUCIONES PRACTICO 1. Elemento Símbolo Número atómico Cobre Cu 29 Nitrógeno N 7 Cromo Cr 24 2. Un Elemento químico es materia que está constituida por átomos de la misma clase, y que tiene la misma cantidad de protones en el núcleo. 3. He 2 S 16 Ca 20 AUTOEVALUACIÓN 1. A LECCIÓN 1.5. CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS INDICADOR DE LOGRO: Ubica en la tabla periódica los metales y no metales; los elementos representativos, de transición, gases nobles y de las series de lantánidos y actínidos. Con un amigo nos hacemos la siguiente pregunta Si todos los elementos químicos están ordenados en la tabla periódica de acuerdo a su número atómico, como aprendí en la lección anterior, ¿por qué tiene la tabla zonas de colores diferentes? Y ¿por qué algunos no están en el grupo principal si no que están abajo como aislados? APRENDO 36 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Más de la mitad de los elementos químicos conocidos hoy en día se descubrieron entre 1800 y 1900. Durante este período, los químicos notaron que muchos elementos muestran similitudes con otro. La tabla periódica se agrupa en períodos y familias o grupos. Los períodos corresponden a una fila horizontal de la tabla periódica, y una familia es una columna vertical de la tabla periódica. Al igual que en mi familia, cada miembro tiene características, gustos y comportamientos parecidos; la tabla periódica tiene diferentes “familias de elementos”; Se ordenan de esta forma debido a sus características parecidas. También los elementos pueden dividirse en tres grandes categorías: metales, metaloides y no metales. Un metal es un buen conductor de calor y electricidad; mientras que un no metal es usualmente un conductor pobre de calor y electricidad; un metaloidetiene características; tanto de metales como de no metales. Los períodos corresponden a una fila horizontal de la tabla periódica, y una familia es una columna vertical de la tabla periódica Grupos o Familias Pe río do s tomado de: https://www.ptable.com/?lang=es PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 37Séptimo Grado Los elementos de la tabla periódica pueden clasificarse en función de sus electrones y su ordenamiento (tema que estudiaré en los grados superiores); así podemos distinguir los siguientes bloques (veo figura 24): 1) Elementos representativos: Son aquellos elementos que están ubicados en las familias elementos 1, 2,13, 14, 15, 16, 17 y 18. El grupo 18 recibe un nombre especial: Gases Nobles o Gases raros, todos los miembros de este grupo de elementos representativos son gases. 2) Elementos de transición: Son los elementos que están ubicados en las familias centrales de la tabla periódica; es decir, los grupos del 3 al 12, para dar un total de 10 grupos. 3) Elementos de transición interna: Comprende dos series de 14 elementos cada una de ellas, que reciben el nombre de: Lantánidos (Lantánoides) y Actínidos (Actínoides). ¿Cuál es la importancia y la utilidad de la tabla periódica? La Importancia y utilidad de la tabla periódica se centra en el hecho de presentar a los elementos conocidos de una manera ordenada; además de unificar su representación por medio del símbolo químico para ser reconocido e identificado en cualquier parte del planeta. También permite almacenar información sobre las características y propiedades de los elementos. Figura 24. Clasificación de elementos en representativos, de transición y transición interna. http://bit.ly/2E1j9LB Para mí: ¿Cuál es la importancia y utilidad de la Tabla Periódica? Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: 38 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Identifico las familias y periodos en la tabla periódica. Numero las tres grandes categorías en las que se dividen los elementos químicos en la tabla periódica. Identifico las familias que son clasificados como elementos representativos. Puedo distinguir entre elementos de transición y transición interna. SÍ NO PRACTICO 1 2 3 Realizo las actividades asignadas en esta sección en mi cuaderno. Los elementos de la siguiente lista: Na, Cs, Cm, H, F, Xe, Sc, La, Ac, Ce y Pd, los clasifico como representativos, de transición actínoide o lantánoide, utilizo la tabla periódica para agruparlos. Representativos Transición Lantánoides Actínoides Agrupo los elementos químicos siguientes como metales o no metales: Mo, Mn, I, N, Xe, Li, H y U. Metales No Metales A partir de lo desarrollado en el APRENDO, escribo lo qué entiendo por grupo o familia en la Tabla Periódica. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 39Séptimo Grado Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo diferenciar en la tabla periódica los elementos representativos y de los de transición. Puedo identificar los elementos metálicos de no metálicos con la ayuda de la tabla periódica. Puedo definir con mis propias palabras que es un grupo en la tabla periódica. SÍ NO APLICO Observo a mi alrededor, identifico 10 elementos químicos que estén en mi entorno, elaboro un dibujo de la tabla periódica, y utilizando diferentes colores ubico los metales y no metales; los elementos representativos, de transición, gases nobles y de las series de lantánidos y actínidos, si los hay. 1. En la siguiente tabla periódica identifico, según el color a los metales no metales y metaloides. AUTOEVALUACIÓN Después de estudiado este contenido, respondo correctamente; selecciono de entre los literales, el que representa la respuesta correcta y relleno la burbuja correspondiente en la tabla ubicada al final de las preguntas A B C D 1 tomado de: https://www.experimentoscientificos.es/enlace-metalico/ A. Metal-Metaloide-No metal B. No Metal-Metal-Metaloide C. Metaloide-No Metal-Metal D. Ninguna de las anteriores 40 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias SOLUCIONES PRACTICO 1. Representativos Transición Lantánoides Actínoides Na, Cs, H, F, Xe Sc, Pd La, Ce Ac, Cm 2. Metales No Metales Mo, Mn, Li, U I, N, Xe, H 3. Una Familia o Grupo es una columna vertical de la tabla periódica. AUTOEVALUACIÓN 1. A LECCIÓN 1.6. ELEMENTOS Y COMPUESTOS INDICADOR DE LOGRO: Identifica y explica con seguridad la diferencia entre sustancia, elemento, compuesto y mezcla. Observo las nubes, siento el aire y el agua fría cuando voy a la playa. Todas las cosas que existen son materia, y están formadas por átomos, me pregunto ¿el aire está compuesto solo de oxígeno y, el agua de mar es solo agua o hay algo más? APRENDO Como se estudió en las lecciones anteriores, los átomos son las unidades básicas que conforman la materia, todas las cosas que nos rodean, sean sólidas, líquidas o gaseosas, están formadas de átomos. En la materia podemos encontrar dos grandes categorías: sustancias y mezclas. ¿Qué es una Sustancia? Es una forma de materia que tiene una composición constante y propiedades definidas. Son ejemplo de sustancia: El agua pura, el azúcar, la sal, el oro y la plata. ¿Qué es una Mezcla? Es una combinación de dos o más sustancias y de composición variable. Son ejemplo de sustancia: El aire (es una mezcla de gases), el cemento, un cereal con pasas y una gaseosa. Figura 26. a. Una mezcla de arena y viruta de hierro. b. El imán permite separar las virutas de hierro (sustancia pura de composición constante) de la Arena (una mezcla con una composición variada). CHANG Raymond, Química General, 6° edición, Mc Graw-Hill, 2011. (a) (b) PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 41Séptimo Grado Me pregunto ¿Cómo se juntan los átomos para formar una sustancia como la sal, azúcar, la leche y todo lo que me rodea? ¿Por qué la sal y el azúcar saben diferentes? Las características de cada tipo de materia es consecuencia de los átomos que la forman. El tipo y cantidad de átomos que forman un tipo de materia se llama composición química. Cuando los átomos se unen, forman moléculas. Una molécula es una agrupación que se produce cuando dos o más átomos iguales o diferentes se unen, como por ejemplo: H2, HCl, C6H12O6. A diferencia de un elemento químico que está constituido por átomos de la misma clase, como Fe, Na, I, O. ¿Cómo se une un átomo con otro átomo? La unión que permite la unión de un átomo con otro, se le llama enlace químico. Un ELEMENTO químico es materia que está constituida por átomos de la misma clase. Una MOLÉCULA es una agrupación que se produce cuando dos o más átomos iguales o diferentes se unen. La gran mayoría de las moléculas siempre contienen dos o más átomos. Ellos pueden ser átomos del mismo elemento, como el oxígeno molecular (O2), como en el ozono (O3), o pueden ser combinaciones de dos o más elementos diferentes como el agua (H2O). ¿Qué es un compuesto? Un compuesto es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos por enlaces químicos en proporciones fijas. ¿Cómo puedo diferenciar entre un elemento y un compuesto? ELEMENTO COMPUESTO Están formados por átomos del mismo tipo con igual número de protones y de Electrones. Es Materia que no puede ser separada en otra más simple – No podemos separar o partir el sodio (Na) y generar medio sodio. Se forman por la unión de dos o más elementos químicos, y siempre estarán combinados en cantidades exactas y fijas. Es decir el agua H2O, siempre estará formada por 2 átomos de oxígeno (O) y 1 de hidrógeno (H). Materia que puede ser separada en sus componentes por diferentes métodos, por ejemplo: el H2O puede separarse en los componentes que la forman, dos átomo de hidrógenos H y un átomo de oxigeno (O). 42 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Se representan porsímbolos químicos: Na, Mg, Cr, entre otros. Cada uno de los elementos presenta propiedades físicas y características específicas. Por ejemplo, el sodio (Na) es un metal, blando, explosivo y no podemos comerlo. El Cloro (Cl) es un gas y es tóxico. Se representan por fórmulas que son dos o más símbolos de los elementos que los componen, indicando la proporción en que están combinados. Por ejemplo, la fórmula del agua, H2O, nos dice que tiene 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Cada uno de los compuestos presenta propiedades físicas y características diferentes a los elementos que lo formaron. Por ejemplo, la Sal (NaCl) forma cristales, es sólido y podemos comerlo. Sus características y propiedades físicas son totalmente diferentes a los elementos que la formaron. Figura 26. Formación de la sal. http://bit.ly/2Gb3cTY Elaboro un mapa conceptual con lo aprendido en la lección. Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo establecer la diferencia entre un elemento y un compuesto. Puedo establecer la diferencia entre una mezcla y una sustancia. Comprendo el concepto de enlace químico. Identifico las diferencias entre una molécula y un elemento. SÍ NO PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 43Séptimo Grado Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Establezco con facilidad las diferencias entre los conceptos aprendidos. Identifico sin dificultad los elementos y los compuestos en una lista. SÍ NO PRACTICO 1 2 Realizo las actividades asignadas en esta sección en mi cuaderno. Escribo una diferencia entre los siguientes conceptos: Sustancia Mezcla Elemento Molécula Agrupo las siguientes sustancias según su clasificación en elemento y compuesto, para el compuesto escribo la proporción en la que están combinados (observo el ejemplo): Mo (molibdeno), C2H4O2 (ácido acético), I, N, H2S (sulfuro de hidrógeno), H2SO4 (ácido sulfúrico) Elemento Compuesto APLICO Elaboro una lista de sustancias, elementos, compuestos y mezclas que hay en mi casa o que utilizo en mi vida cotidiana. Luego lo comparto con familiares o amigos para que se den cuenta que si estoy logrando aprendizajes. 44 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias 1. Una diferencia entre un elemento y un compuesto es: A. Un elemento lo puedo separar en sus componentes y el compuesto no. B. Un compuesto lo puedo separar en sus componentes y un elemento no. C. Tanto un elemento como un compuesto lo puedo separar en sus componentes. D. Ninguna de las anteriores. AUTOEVALUACIÓN Después de estudiado este contenido, respondo correctamente; selecciono de entre los literales, el que representa la respuesta correcta y relleno la burbuja correspondiente en la tabla ubicada al final de las preguntas A B C D 1 SOLUCIONES PRACTICO 1. Sustancia Mezcla Tiene una composición constante. Tiene una composición variable. Elemento Molécula Átomos de la misma clase. Dos o más átomos iguales o diferentes unidos por enlace. 2. Elemento Compuesto Mo, I, N C2H4O2, Proporción 2C, 4H y 2O. H2S, Proporción 2H y 1S. H2SO4, Proporción 2H, 1S y 4O. AUTOEVALUACIÓN 1. B. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 45Séptimo Grado LECCIÓN 1.7. EL AGUA INDICADOR DE LOGRO: Identifica, describe y analiza adecuadamente las propiedades físicas del agua: punto de ebullición, punto de congelación, densidad, tensión superficial, capilaridad y capacidad calorífica. Sé que el agua es materia y que puedo encontrarla en los tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Sin embargo, cuando están el líquido y el sólido en un vaso de agua; por ejemplo, el sólido no se hunde, lejos de eso el hielo flota. ¿Me gustaría poder explicar esto? APRENDO Figura 27. Una serie de imágenes que muestran nuestro planeta con abundante agua tomado de: http://bit.ly/2BWyH5u; http://bit.ly/2DvVyBv; http:// bit.ly/2F8x8yv; http://bit.ly/2rA3oZn. Debido a que las moléculas de agua son demasiado pequeñas para observarlas a simple vista; pero las visualizamos usando Modelos moleculares, represento los átomos como esferas, cada esfera es un átomo, una clase de átomo se diferencia de otra por el color. En la fígura se muestra el modelo molecular de la molécula de agua, los átomos de hidrógeno son representados por bolas blancas, el oxigeno por bolas rojas. La barra entre cada átomo representa el enlace que une a los átomos. Figura 28. Modelo molecular del agua. https://bit.ly/2Mt9YKF La fórmula química es la representación de los elementos que forman un compuesto o molécula y la proporción en que se encuentran. La fórmula química del agua es H2O, 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno. 46 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias El agua se presenta en tres formas (fases): una sólida (hielo), una líquida (llamada simplemente agua) y una gaseosa (vapor o vapor de agua), que se producen cuando varía la temperatura, el estado de la materia cambia, pero no su composición. PUNTO DE CONGELACIÓN: Es la temperatura a la cual un líquido pasa a sólido. El punto de congelación del agua es 0 °C. PUNTO DE EBULLICIÓN: La temperatura a la cual un líquido hierve. El punto de ebullición del agua es 100 °C. Figura 29. Fases del agua. http://bit.ly/2BpGZhf El agua es una molécula relativa mente pequeña; pero tiene un punto de ebullición muy alto en comparación con otras moléculas de igual tamaño. La causa de esto es la capacidad de las moléculas de agua de unirse fuertemente unas con otras, fuerzas de atracción. Figura 30. Fases del agua. https://ti.me/1WLAnOX Algunas propiedades físicas del agua son: el punto de ebullición, punto de congelación, densidad, tensión superficial, capilaridad y capacidad calorífica. En la lección 1.2 aprendí de la definición de las primeras tres propiedades. La densidad está definida como la cantidad de masa (m) contenida en un determinado volumen (v); para el agua es igual a 1 g/cm3. Cuando el agua está en estado líquido y a temperatura ambiente (cerca de 25 °C), su densidad es aproximadamente igual 1.0 g/cm3. Pero cuando pasa al estado sólido, con temperaturas de 0 °C o menos, su densidad disminuye a 0.92 g/cm3. Esto explica por qué el hielo flota sobre el agua, como sucede con los icebergs, inmensos bloques de hielo, que flotan sobre los océanos. Debajo de todo ese hielo hay peces, animales marinos y flora acuática, el agua que se congela flota a la superficie evitando que los seres vivos en el fondo de los ríos, lagos y océanos se congelen. ¿Puede el agua ir hacia arriba en un tubo? ¿En contra de la gravedad? Sí, gracias a la Capilaridad. La capilaridad es la capacidad que tiene el agua de ascender en contra de la gravedad por pequeños tubitos o capilares. La acción capilar hace posible que las plantas transporten el agua desde las raíces a las hojas, que las toallas sequen, que podamos llorar y que se rompan las galletas cuando las mojamos en la leche o chocolate. Figura 31. Tensión superficial, el peso del insecto queda compensado por las fuerzas de atracción entre las moléculas que empujan al insecto hacia arriba impidiendo que se hunda. http://bit.ly/2Dy0Mgp PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 47Séptimo Grado En la figura a la izquierda, las hojas se empezaron a teñir luego de estar sumergidos los tallos en agua coloreada, al sacar los tallos hay círculos coloreados en la base. El agua de color subió por los capilares, unos tubitos, estos se llaman vasos conductores del xilema o simplemente xilema. ¿Por qué se produce la acción capilar? Las moléculas de agua buscan estar muy juntas, se atraen. Esta atracción tan especial se llama cohesión. La cohesión hace que en la superficie del agua se forme lo que parece una piel, este efecto se llama tensión superficial. Pero, el agua no solo se atrae a sí misma, también busca pegarse a otras cosas; por ejemplo, las paredesde los vasos, este hecho se llama adhesión. En resumen, el agua se pega a sí misma (cohesión) y también a todo lo que ve (adhesión). En el experimento el agua, se pega a los pequeños capilares del apio por adhesión. Como el agua de la superficie está fuertemente unida debido a la tensión superficial, será arrastrada por las moléculas que se pegan a los capilares del apio. Y así molécula a molécula el agua coloreada sube a través del tallo hasta las hojas. Figura 32. La acción de la capilaridad en los tallos de apio. http://bit.ly/2DI14Et La última propiedad en tratar es la Capacidad específica o capacidad de absorber calor. El agua tiene una alta capacidad calorífica. Para entenderlo de manera sencilla, una sustancia con alta capacidad calorífica necesita absorber mucha energía para aumentar su temperatura. Cuando hace mucho frío y ponemos a calentar una olla de agua, está tardará algún tiempo para que hierva, debe absorber suficiente energía calorífica (el fuego de la cocina) para pasar de una temperatura de unos 25 °C a 100 °C que es la temperatura del punto de ebullición del agua. Diseño un experimento que pueda realizar en casa, donde observe las tres fases del agua. Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo numerar las propiedades físicas del agua. Identifico con facilidad los elementos químicos que forman la molécula de agua. Puedo definir el concepto de capilaridad con mis propias palabras. Puedo explicar con mis propias palabras por qué los zancudos caminan sobre el agua. SÍ NO 48 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo explicar por qué no se congelan el fondo de los ríos y mares. Explico con mis propias palabras las propiedades físicas del agua. Identifico sin dificultad las diferentes fases del agua SÍ NO PRACTICO 1 2 3 Realizo las actividades asignadas en esta sección en mi cuaderno. Completo la siguiente tabla, escribo los valores de las propiedades físicas del agua solicitadas. Punto de ebullición Punto de congelación Densidad Escribo los conceptos de las siguientes propiedades del agua. a. Punto de congelación. b. Capilaridad. El agua presenta tres fases, ¿Cuáles son? APLICO Elabora un cuadro comparativo sobre las fases del agua, propiedades físicas y una imagen de la aplicación de la propiedad. PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 49Séptimo Grado 1. ¿Cuántos átomos de Hidrógeno (H) y oxigeno (O) tiene la molécula de agua? A. Un átomo de O y uno de H. B. Un átomo de H y dos de O. C. Dos átomos de O y dos de H. D. Un átomo de O y dos de H. AUTOEVALUACIÓN Después de estudiado este contenido, respondo correctamente; selecciono de entre los literales, el que representa la respuesta correcta y relleno la burbuja correspondiente en la tabla ubicada al final de las preguntas A B C D 1 SOLUCIONES PRACTICO 1. Punto de ebullición Punto de congelación Densidad 100 °C O°C 1 g/cm3 2. a. Es la temperatura a la cual un líquido pasa a sólido. b. La capilaridad es la capacidad que tiene el agua de ascender en contra de la gravedad por pequeños tubitos o capilares. 3. Líquido, sólido y gaseoso AUTOEVALUACIÓN 1. D. 50 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias LECCIÓN 1.8. SOLUTO Y SOLVENTE INDICADOR DE LOGRO: Identifica con interés y diferencia correctamente el soluto y el solvente como los componentes de una solución o mezcla homogénea. Al preparar una limonada, agrego a un vaso con agua, jugo de limón y azúcar. Pienso ¿Cuándo una sustancia es soluble en otra como se llama la mezcla resultante? ¿Qué sé de disoluciones? ¿Cuáles son los componentes de una disolución? APRENDO Figura 32. Varias tipos de bebidas que puedo tomar frías o calientes. http://bit.ly/2Gfqt70; http://bit.ly/2DMdj3e La mayor parte de las sustancias con las que interactuamos en la vida cotidiana son mezclas, aunque la composición de la mezcla puede variar. Hay mezclas heterogéneas donde se diferencian distintos componentes a simple vista, como en la mezcla de cereal con semillas y en el yogur con las fresas se pueden diferenciar cada uno de sus componentes. También hay mezclas homogéneas, en ellas no se pueden diferenciar los componentes a simple vista, ni con un microscopio. Como por ejemplo en una azucarada, hay agua y azúcar, pero no las distinguimos. A estas mezclas homogéneas se les llama disoluciones (llamadas también soluciones), y en ellas al componente que se presenta en mayor cantidad se le llama disolvente (llamado también solvente), mientras que los demás componentes se les llaman soluto, el soluto son los componentes que están en menor cantidad en la mezcla en la mayoría de los casos. Mezclas Soluto Solvente Mezclas Heterogéneas Mezclas Homogéneas o disoluciones Figura 33. Clasificación de las mezclas Figura 34. Componentes de una disolución, A. Soluto (en menor cantidad) y B. Solvente. http://bit.ly/2nm880l PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 51Séptimo Grado Debo recordar que, las mezclas homogéneas se denominan disoluciones. En el mundo que nos rodea abundan ejemplos de disoluciones. El aire que respiramos es una disolución de varios gases. El latón es una disolución sólida de zinc en cobre. Los fluidos que corren por el cuerpo son disoluciones y transportan una gran variedad de nutrimentos indispensables, sales y otros materiales. A continuación se presenta una serie de ejemplos de disoluciones. Ejemplo de disoluciones Estado de la disolución Estado del disolvente Estado del soluto Ejemplo Gas Líquido Líquido Líquido Sólido Sólido Sólido Gas Líquido Líquido Líquido Sólido Sólido Sólido Aire Oxígeno en agua Alcohol en agua Sal en agua Hidrógeno en paladio Mercurio en plata Plata en oro Gas Gas Líquido Sólido Gas Líquido Sólido Figura 35. Ejemplos de disoluciones, se muestra en solvente, en este caso es agua (el agua es conocido como el solvente universal, ya que puede disolver casi todo) y varios ejemplos de soluto. Modificado de http://bit.ly/2nma1Kg 52 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Esquematizo los componentes de una mezcla homogénea, y escribo el concepto de cada componente. Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Puedo diferenciar entre una mezcla homogénea y una heterogénea. Numero con facilidad los componentes de una mezcla homogénea. Identifico con facilidad las disoluciones que utilizo en mi vida cotidiana. Identifico con facilidad el estado físico de las disoluciones. SÍ NO PRACTICO 1 2 Realizo las actividades asignadas en esta sección en mi cuaderno. Identifico el soluto en las siguientes disoluciones. Escribo los conceptos de las siguientes propiedades del agua. a. Punto de congelación. b. Capilaridad. Disolución Soluto Solvente Licuado de leche con guineo Gelatina con pedacitos de piña A.__________ B.__________ C.__________ tomado de: https://catana48.wordpress.com/2014/10/30/los-tipos-de-mezclas/ ; http://quimicahastaenlasopa.blogspot.com/ PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 53Séptimo Grado Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en las casillas Sí o No, según el aprendizaje que he obtenido de cada elemento a evaluar. Identificó con facilidad el soluto en una disolución. Identificó con facilidad el solvente en una disolución. Identifico sin dificultad la diferencia entre soluto y solvente. SÍ NO APLICO Elabora un mapa mental de aspectos comunes en el que represento los componentes de una mezcla homogénea, sus definiciones y tres ejemplos de este tipo de mezclas que encuentro en mi vida diaria. 1. Selecciono la afirmación correcta sobre las mezclas. A. Las mezclas heterogéneas son llamadas disoluciones.B. Todas las mezclas son disoluciones. C. Las mezclas homogéneas son llamadas disoluciones. D. Todas las anteriores son correctas AUTOEVALUACIÓN Después de estudiado este contenido, respondo correctamente; selecciono de entre los literales, el que representa la respuesta correcta y relleno la burbuja correspondiente en la tabla ubicada al final de la pregunta. A B C D 1 SOLUCIONES PRACTICO 1. A. Sal B. Arena C. Aceite. 2. Disolución Soluto Solvente Licuado de leche con guineo Guineo Leche Gelatina con pedacitos de piña Piña Gelatina AUTOEVALUACIÓN 1. C. 54 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias LECCIÓN 1.9. CONSERVACIÓN DE LA MASA Y ENERGÍA INDICADOR DE LOGRO: Explica con claridad y ejemplifica el principio de la conservación de la masa – energía y sus transformaciones. Tengo idea de: ¿Existe alguna diferencia entre la masa de la leña y la masa de las cenizas que se obtienen después de quemar la leña?, ¿Qué se hizo la masa restante? APRENDO ¿Qué establece la ley de conservación de masa y energía por separado? Ley de la conservación de la masa propuesta por Antoine Laurent Lavoisier que publicó sus resultados en el 1789 establece que la masa no se crea ni se destruye y que la masa total de las sustancias involucradas en un cambio químico permanece constante. Ley de la conservación de la energía es a James Prescott Joule a quien se le acredita esta ley a mediados del siglo XIX. Establece: la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma. Afirma que: -No existe ni puede existir nada capaz de generar energía. -No existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía. -Si se observa que la cantidad de energía varía, siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante.Figura 1. Dibujo de Antoine Lavoisier y prescott Joule Fuente: http://bit.ly/2DHw7RF y http://bit. ly/2rKvPEe PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 55Séptimo Grado Ley de la conservación de la masa. Masa: es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. En los experimentos realizados en la época de Lavoisier se pesaban diferentes objetos para después quemarlos y pesar sus cenizas. Las cenizas siempre pesaban menos que el material original, Lavoisier se encontró con este problema de la combustión y la pérdida de masa en sus experimentos previos se dio cuenta que había una variable que no controlaba, si durante la combustión se libera algún tipo de gas este se perdía pues los experimentos se realizaban de manera abierta sin tapas herméticas. Lavoisier introdujo los materiales dentro de un recipiente y después los selló, luego pesó todo el sistema y lo calentó para ocasionar la combustión: una vez terminada la combustión de nuevo pesó todo el sistema. Así se dio cuenta que el sistema pesaba lo mismo antes y después de la combustión La conclusión a la que Lavoisier llegó es que el objeto quemado perdía peso pues parte del objeto quemado escapaba en forma de gas. Masa inicial = Masa finalMasa inicial = Masa final Entonces la masa de la ceniza no es exactamente igual a la del material original, debido a que una parte de la masa se ha convertido en gas y al sumar las masas de la ceniza y el gas se obtiene la masa de la leña. Ejemplo: Cuando encendemos la madera, se convierte en cenizas. El hierro se convierte en partículas oxidadas cuando se expone a la humedad. Así, la materia como la madera y la tela, entre otros. se convierte en dióxido de carbono, (CO2) vapor de agua y cenizas. http://quimicahastaenlasopa.blogspot.com/ tomado de: http://marthaleyde.blogspot.com tomado de: https://quintogradomav.wordpress.com tomado de: http://www.porque.es 56 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias Cuando un combustible (gasolina, gas, carbón, alcohol o madera) se combina con el oxígeno, se forma una llama que desprende calor al quemar, y luz al arder. Se produce con la sola presencia de oxígeno o con sustancias que lo contengan, como el aire atmosférico. Tras esto se originan sustancias gaseosas, entre ellas dióxido de carbono, vapor de agua, monóxido de carbono (CO), nitrógeno (N2) y otros gases aéreos contaminantes. Ley de la conservación de la energía. Energía: se puede entender como la posibilidad que tiene un cuerpo de producir algún cambio, acción o efecto en sí mismo o sobre otro cuerpo. Todo sistema que pasa de un estado a otro produce fenómenos físicos o químicos que no son más que manifestaciones de alguna transformación de la energía. Esta puede presentarse en diferentes formas: cinética, potencial, eléctrica, mecánica, química, entre otras. Los cuerpos poseen energía en formas muy diversas. Pues bien, la energía se encuentra en constante transformación. Todas las formas de energía pueden convertirse, pasando de unas a otras. Ejemplos: • Al arder la madera, la energía química de la misma se transforma en térmica y luminosa. • Al girar las aspas de un aerogenerador, la energía mecánica del viento se transforma en energía eléctrica. • Cuando un niño patea una pelota de fútbol, la energía potencial almacenada en el niño se convierte en energía cinética y pone al niño en movimiento. • El agua cae del cielo que convierte la energía potencial en energía cinética. Esta energía se usa para rotar la turbina de un generador para producir electricidad. En este proceso, la energía potencial del agua en una presa se puede convertir en energía cinética que luego puede convertirse en energía eléctrica. • En una presa que contiene agua almacenada (energía potencial), al abrir la compuerta va cayendo (energía cinética) y al agua es encaminada a mover una turbina (energía mecánica), que a su vez puede generar electricidad (energía eléctrica). La electricidad al prender un foco puede dar luz (energía luminosa) o también puede encender un calentador (energía calorífica). Estos tipos de energía son aún susceptibles de transformarse. Ley de la conservación de la masa- energía. En 1905 el físico germano-estadounidense Albert Einstein (1879-1955) concluyo que bajo ciertas condiciones la masa y la energía pueden cambiar una a la otra y viceversa. Einstein combino la ley de la conservación de la masa y la ley de la conservación de la energía y observo que mientras la masa y la energía pueden cambiar en su forma, el total de masa y energía permanece constante. Figura 2. Albert Einstein. http://bit.ly/2qTwbro PARA LA NIÑEZ Y JUVENTUD 57Séptimo Grado E: energía (Joule (J)) m: masa (Kilogramos (kg)) c: velocidad de la luz (3x108m/s) E=mc2 Por lo tanto, se puede afirmar en general que: La masa y la energía no pueden crearse ni destruirse, sino que solo pueden convertirse o transformarse en otra forma. Por lo tanto, se puede decir que la cantidad total de masa y energía es constante. Una pequeña cantidad de masa forma una enorme cantidad de energía y una enorme cantidad de energía crea materia. Ejemplo: la teoría del Big Bang. Einstein realizo la siguiente formula: Ejemplos de Transformaciones de masa - energía. En fenómenos nucleares como: Fisión nuclear (ruptura parcial de núcleos atómicos). Ejemplos: Energía Nuclear, armamento nuclear, bombas atomicas, etc. Fusión nuclear (unión de núcleos atómicos). Ejemplo: la mayor parte de energía que genera el sol. Figura 3. Proceso de fisión nuclear. https://istockpho.to/2DEFtJT Figura 4. Proceso de fusión nuclear. http://bit.ly/2nkKLDB En estos fenómenos están involucradas grandes cantidades de energía y los cambios de masa son apreciables y se pueden evaluar con la ecuación de Einstein. 58 PROYECTO EDUCACIÓNCiencias 1. ¿Quién propuso la ley de conservación de la masa? ¿Qué establece esta ley? ¿Qué experimento realizo? 2. ¿Quién propuso la ley de conservación de la energía? ¿Qué establece esta ley? 3. ¿Quien propuso la ley de conservación de masa-energía? ¿Qué se puede afirmar sobre esta ley? Antes de continuar con el desarrollo de la lección, reflexiono lo siguiente: Reflexiono lo aprendido: Marco con una “X” en
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