CALOR Y T.pdf

egb2

Cie

ncia

s N

atur

ales

PARA SEGUIR APRENDIENDOm a t e r i a l p a r a a l u m n o s

Unidad de Recursos DidcticosSUBSECRETARA DE EDUCACIN BSICA

Ministro de Educacin

Lic. Andrs DelichSubsecretario de Educacin

Lic. Gustavo Iaies

Unidad de Recursos DidcticosCoordinacin general: Prof. Silvia Gojman

Equipo de Produccin Pedaggica

Coordinacin: Raquel Gurevich

Autora: Graciela Caironi

Lectura crtica: Laura Lacreu

Equipo de Produccin Editorial

Coordinacin: Priscila Schmied

Edicin: Cecilia Pisos

Edicin de ilustraciones: Gustavo Damiani

Ilustraciones: Julin CastroDaniel Rezza

Diseo: Clara Batista

PARA SEGUIR APRENDIENDOm a t e r i a l p a r a a l u m n o s

Para seguir aprendiendo. Material para alumnos es una coleccin destinada a todos los niveles deescolaridad, integrada por propuestas de actividades correspondientes a las reas de Lengua,Matemtica, Ciencias Sociales y Ciencias Naturales.

Las actividades que se presentan han sido diseadas por equipos de especialistas, con el objetivo deque los docentes puedan disponer de un conjunto variado y actualizado de consignas de trabajo,ejercicios, experiencias, problemas, textos para trabajar en el aula, y puedan seleccionar aquellosque les resulten ms apropiados segn su programacin y su grupo de alumnos. Desde la coleccin,se proponen situaciones contextualizadas a travs de las cuales se busca que los alumnos tenganoportunidad de analizar y procesar informacin, de discutir y reflexionar, de formular hiptesis y dejustificar sus opiniones y decisiones. La intencin es contribuir, de este modo, a que los alumnos seapropien de contenidos nodales y especficos de las distintas reas.

Esperamos que Para seguir aprendiendo se convierta en una herramienta de utilidad para el traba-jo docente cotidiano y que resulte un aporte concreto para que los alumnos disfruten de valiosasexperiencias de aprendizaje.

Unidad de Recursos Didcticos

Ministerio de Educacin. Subsecretara de Educacin Bsica. Unidad de Recursos Didcticos. Pizzurno 935. Ciudad de Buenos Aires.Hecho el depsito que establece la ley 11.723. Libro de edicin argentina. Impreso en Formacolor Impresores S.R.L., Buenos Aires,Argentina. Mayo de 2001. Primera edicin. ISBN 950-00-0455-0

ndice de actividades

1. Comer y alimentarse ............................................................................................ 2

2. Adaptaciones a la alimentacin............................................................................ 3

3. Cmo obtiene nuestro organismo los nutrientes de los alimentos? .................... 4

4. Los termmetros: instrumentos de medicin ........................................................ 7

5. Termmetros diferentes: para qu sirven? .......................................................... 8

6. El calor: energa en trnsito ................................................................................. 9

7. Calor y temperatura ........................................................................................... 10

8. El calor y sus formas de propagacin ................................................................. 12

9. Conductores trmicos ........................................................................................ 14

10. Termos.... ............................................................................................................16

11. Aislantes trmicos .............................................................................................. 18

12. Equilibrio trmico ............................................................................................... 19

13. Circuitos elctricos ............................................................................................. 20

14. Circuitos en serie y en paralelo........................................................................... 22

15. Mezclas de materiales slidos............................................................................. 24

16. Mezclas de materiales slidos y lquidos ............................................................. 26

17. Separacin de mezclas con un componente lquido .......................................... 28

COMIENZA LA ACTIVIDAD

1. Observen el yodo y el almidn.

De qu color es la tintura de yodo? De qu color es el almidn?

Pongan una cucharadita de almidn en polvo sobre una cpsula de Petri (o un platito) y agr-guenle unas gotas de tintura de yodo.

Qu sucede? Qu color toma el almidn? Qu sucede si, en lugar de almidn, usan az-car o sal? Tambin cambia el color?

El yodo es una sustancia que, al combinarse con el almidn, "reacciona" tomando una coloracinviolcea. Como slo reacciona de esa manera con el almidn, se dice que el yodo es un indicador.Por eso, para probar la presencia de almidn en algunas sustancias se utiliza la tintura de yodo.

2. Utilicen la tintura de yodo para saber si los alimentos que trajeron tienen almidn.

Relacionen la presencia de almidn con el origen de los alimentos (vegetal o animal), y redac-ten un texto en el que relaten y expliquen las relaciones que encontraron.

2 Ciencias Naturales EGB 2

1 Comer y alimentarseTodos los seres vivos debemos alimentarnos para vivir. De los alimentos, tomamos las sustancias ne-cesarias para crecer y tener energa.

Para cubrir esa necesidad de alimento, los seres humanos comemos. Si buscamos en el diccionariola palabra "comer", dice: "Ingerir alimento. Mascar y tragar el alimento". Y si buscamos "alimen-to", encontramos: "Sustancia que nutre, que proporciona los nutrientes necesarios para la vida".

Todos los seres vivos comen? Hagan una lista de diez seres vivos. Anoten de qu se alimenta cadauno, y cmo consigue ese alimento. Luego, compartan lo que hicieron entre todos. Pusieron algu-na planta en la lista? Si no lo hicieron, piensen ahora de qu se alimentan las plantas y cmo con-siguen su alimento.

Las plantas no comen, es decir, no ingieren alimento, sino que fabrican las sustancias que les sirvende alimento. Sabemos que, para que las plantas se conserven saludables, debemos regarlas, peroeso no quiere decir que se alimentan del agua ni que sea lo nico que necesitan.

Qu pasara si pusiramos una maceta en un lugar a oscuras durante un tiempo prolongado, aun-que la regramos? Vivira una planta en un lugar sin aire?

Lean informacin sobre la fotosntesis para conocer la importancia del aire, del suelo y del solpara la vida de una planta.

No todo el alimento que la planta fabrica lo utiliza inmediatamente, sino que una parte es transforma-da en almidn, que es una sustancia de reserva. De esta manera, las plantas almacenan alimento queutilizan cuando no pueden realizar fotosntesis (por ejemplo, en invierno, cuando no tienen hojas).

PARA DETECTAR EL ALMIDN

En esta actividad vamos a conocer una sustancia que permite detectar la presencia de almidn.Luego vamos a tratar de detectar en qu alimentos hay almidn.

pequeas porciones de distintos alimentos: papa, manzana, duraz-no, batata, rodajas de pepino, pan, carne, queso, huevo, leche,fiambre, tallos de apio o de acelga, harina de trigo, maicena, galle-titas, miel, manteca

almidn en polvo y tintura de yodo.

Para realizar esta actividad necesitan:

3EGB2 Ciencias Naturales

Todos los seres vivos se alimentan: las plantas producen su alimento mediante el proceso de fotosn-tesis y los animales ingieren sustancias que les sirven de alimento. Hay partes del cuerpo de los ani-males especializadas en la obtencin y aprovechamiento del alimento. Esas partes son diferentes, se-gn los hbitos y los ambientes en que viven los distintos animales.

OBSERVACIN DE BOCAS, PICOS Y EXTREMIDADES

En esta actividad vamos a tomar dos grupos de animales, los mamferos y las aves, para analizar laspartes de sus cuerpos que se relacionan con la forma de conseguir el alimento.

En lo posible, traten de hacer observaciones directas de los animales y sus partes: observen animales dela zona donde viven, o vayan a un zoolgico o a un museo de Ciencias Naturales. Pero si eso no es po-sible, pueden conseguir imgenes en enciclopedias, o material multimedia.

Bocas

a. Observen sus propios dientes, notarn que no son todos iguales. Identifiquen incisivos, caninosy molares.

Cmo son sus formas? Qu relacin podr haber entre la forma de cada tipo de diente y lafuncin que cumple?

Coman una rodaja de pan, despacio y pensando en los dientes que utilizan.

Con cules cortan? Con cules mastican? Les parece que la forma de los dientes tiene quever con su funcin?

b. Seguramente han visto alguna vez un perro royendo un hueso..

Qu dientes utiliza para sacar los trozos de carne pegados al hueso? Y para triturar el ali-mento?

c. Observen directamente o busquen informacin sobre la forma de los dientes de distintos mam-feros, y relacinenlas con su tipo de alimentacin. Traten de encontrar caractersticas que les per-mitan clasificar los dientes en relacin con la alimentacin.

La forma de la mandbula, tambin vara segn el tipo de alimentacin?

d. En el caso de las aves, sus bocas son los picos. Comparen distintas aves.

Todas tienen los picos iguales? Qu relacin encuentran entre los diferentes picos y el tipo dealimentacin de distintas aves?

Extremidades

Qu relacin tienen las patas de los mamferos con su forma de comer?

Si pensamos en el modo de conseguir el alimento, veremos que algunos animales corren a sus pre-sas; otros cavan; otros clavan sus garras; otros remueven lodo o cortan frutos de los rboles.

Y en el caso de las aves? Tambin sus patas pueden ofrecernos informacin sobre su forma dealimentarse.

La observacin de los esqueletos de animales si ponemos especial atencin en la forma y tamaode la cabeza, la mandbula, la implantacin y forma de los dientes, la cadera, las extremidades de-lanteras y traseras puede darnos mucha informacin sobre sus hbitos alimentarios.

a. Para investigar las adaptaciones de los animales en relacin con su alimentacin, organcense engrupos y decidan cmo dividirn la tarea. Algunos grupos pueden ocuparse de "bocas" y otrosde "extremidades"; o unos pueden dedicarse a los mamferos y otros a las aves. Pueden propo-ner cualquier otra divisin de las tareas que a ustedes les resulte interesante: lo importante esque est representada la mayor variedad de especies posible.

b. Una vez recogida la informacin, intercambien los resultados y las conclusiones a las que hayanllegado, y elaboren una infografa sobre los animales, sus hbitos de alimentacin y la variedadde estructuras corporales que utilizan para alimentarse.

2Adaptaciones a la alimentacin


Los alimentos que comemos poseen los nutrientes que nuestro cuerpo necesita. A travs de la di-gestin, la compleja materia que forma a los alimentos se convierte en sustancias ms simples, estaspasan a la sangre, quien las distribuye a todas las clulas. En la boca, los alimentos son triturados, ycomienza tambin su descomposicin qumica por accin de enzimas que se encuentran en la sali-va y que actan sobre los hidratos de carbono. El estmago produce jugos gstricos, cuyas enzimasactan principalmente sobre las protenas. Finalmente, el intestino delgado, con sus jugos y los delhgado y el pncreas, completa ese proceso sobre las protenas y los lpidos. El conjunto de estosprocesos se llama digestin qumica. En el intestino delgado se produce tambin la absorcin dela mayor parte de los nutrientes.

Para conocer las partes del aparato digestivo y sus funciones, recurran a material informativo so-bre el tema. Realicen una sntesis de la informacin que encontraron.

DIGESTIN QUMICA

En esta actividad van a reconocer algunos de los procesos qumicos que se llevan a cabo en el sis-tema digestivo, representados por las experiencias que siguen.

3 Cmo obtiene nuestro organismolos nutrientes de los alimentos?

6 cpsulas de Petri o platitos, varillas de vidrio, 10 tubos de ensayo, tapones de goma para tubos deensayo, gradillas, guantes de ltex, cido clorhdrico diluido (se consigue en ferreteras con el nombrede cido muritico), agua, detergente, anticido medicinal lquido, miga de pan, carne picada, csca-ras de huevo, trocitos de frutas, limaduras de hierro, bicarbonato de sodio, aceite.

Para realizar esta actividad van a necesitar:


1. Saliva: Preparen seis cpsulas de Petri. Coloquen trocitos de pan en dos cpsulas, un poquito decarne picada en otras dos y unas gotas de aceite en otras dos, como se muestra en la figura:

En cada una de las cpsulas numeradas con 1 coloquen unas pocas gotas de agua sobre elalimento (las gotas debes quedar en el centro sin mojarlo completamente).

En cada una de las cpsulas numeradas con 2 agreguen unas gotas de saliva sobre el alimen-to. (la gota debe quedar en el centro, sin mojarlo completamente).

Esperen unos minutos y observen. Toquen las sustancias con la varilla. Qu cambios notanen los alimentos? Registren todas sus observaciones en el cuadro:

con agua

con saliva

pan carne picada aceite

2. cido clorhdrico: Lean todas las instrucciones antes de comenzar a experimentar.

Preparen dos series de cinco tubos de ensayo. En cada serie, numeren los tubos del 1 al 5 y aco-mdenlos en las gradillas. Van a poner en ellos las sustancias como se indica a continuacin.

pan carne picada aceite

1 2 1 21 2

3. Anticidos: Preparen dos series de dos tubos, numrenlos y coloquen en los tubos N 1, cscarade huevo y en los tubos N 2, limaduras de hierro. Acomdenlos sobre las gradillas.

Vuelvan a observar al cabo de unos minutos y completen en el siguiente espacio.

5EGB 2 Ciencias Naturales

Luego de colocar los alimentos en los tubos, debern:

- agregar 5 ml de agua a cada tubo de la serie 1; - agregar 5 ml de cido clorhdrico diluido a cada tubo de la serie 2.

Serie 1 cscara de huevo trocitos de fruta bicarbonato de sodio limaduras de hierro carne picada

Serie 2 cscara de huevo trocitos de fruta bicarbonato de sodio limaduras de hierro carne picada

Tubo 4 Tubo 5Tubo 3Tubo 2Tubo 1

Agregadode Agua

Agregadode cido

Tubo 3bicarbonato de sodio

Tubo 4limaduras de hierro

Tubo 5carne picada

Tubo 2trocitos de fruta

Tubo 1cscara de huevo

CUIDADO! El cido clorhdrico es una sustan-cia peligrosa; por lo tanto, pidan ayuda al maes-tro para manipularlo, y usen guantes de ltexmientras estn experimentando con l o con lassustancias a las que lo sometieron. Eviten el con-tacto con los ojos o la piel, NO lo huelan.

Van a trabajar nuevamente con cido clorhdrico,as que tomen las precauciones necesarias.

1 observacin

2 observacin

1 observacin

2 observacin

A medida que van agregando el agua o el ci-do, observen qu le sucede al alimento. Toquenlas sustancias con las varillas de vidrio, paraprobar si notan algn cambio que no sea visi-ble. Pueden tomar los tubos y moverlos suave-mente, pero con mucho cuidado (no derra-men el contenido). Anoten sus observacionesen el cuadro que hay ms abajo, en el casillerocorrespondiente a la primera observacin.

Agreguen cido a todos los tubos, ob-serven y anoten lo que sucede. Esperenunos segundos y registren si notan al-gn cambio o reaccin.

Luego agreguen una cucharadita de anticido en una de las series de tubos: qu sucede?

4. Detergentes: Pongan 10 ml de aceite en dos tubos de ensayo. Agreguen en uno de ellos10 ml deagua y tapen con tapn de goma. Agiten el tubo y observen. Qu sucedi? Cmo estn las sus-tancias? Dejen descansar unos segundos y vuelvan a observar. Cmo estn las sustancias ahora?

En el otro tubo agreguen 10 ml de detergente, tapen y agiten. Cmo se ven las sustancias?Qu suceder si las dejan descansar unos segundos? Dejen el tubo y observen. Pasa lo mismoque con el agua? Qu accin pudo haber ejercido el detergente sobre el aceite?

Las experiencias realizadas representan fenmenos que ocurren en nuestro cuerpo durante elproceso digestivo. Relean el texto que explica la accin de los jugos digestivos, repasen la infor-macin que encontraron, y traten de responder a las siguientes cuestiones.

En qu rganos se dan procesos similares a los representados en cada una de las experiencias?

En qu jugos est presente el cido clorhdrico? A qu jugos representa el detergente?

A veces, algunas comidas nos producen "acidez". Eso sucede porque esos alimentos son difciles dedigerir y provocan una mayor produccin de jugo gstrico. En qu experiencias se muestra es-to?Qu efecto producen los anticidos cuando nos sentimos as?

Por qu creen que los mdicos recomiendan masticar muy bien la comida para una buena digestin?


Los termmetros son instrumentos de uso bastante frecuente: los usan los mdicos, los cocineros, lasfamilias, los cientficos, los tcnicos del servicio meteorolgico. Pero, qu es un termmetro? Por qudecimos que es un instrumento de medicin? Qu diferencias existen entre los distintos tipos de ter-mmetros? En esta actividad podrn contestarse estas preguntas y conocer mejor estos instrumentos.

Si buscan en el diccionario la palabra "termmetro" encontrarn una definicin como sta: "Instru-mento para medir la temperatura de una sustancia o cuerpo".

1. Renanse en grupos, y consigan un termmetro clnico, uno de laboratorio y uno ambiental pa-ra cada grupo.

a. Obsrvenlos y comprenlos, conversen entre ustedes para determinar cules son los elemen-tos o partes comunes a los tres y en qu partes o elementos se diferencian.

Tengan en cuenta otras caractersticas como materiales, colores, formas. Anoten estas obser-vaciones en un cuadro comparativo.

b. Ustedes conocen otros instrumentos de medicin: la regla, el transportador, las balanzas, losrecipientes graduados, etc. Comparen esos instrumentos con el termmetro, cul es la par-te en la que se lee el valor medido?

c. Dibujen los termmetros con la mayor precisin posible. Si encuentran nuevas similitudes odiferencias que antes no haban visto, agrguenlas al cuadro.

d. Conversen entre ustedes y, con todo lo que observaron hasta aqu, establezcan cules, de todaslas partes que lo forman, son "imprescindibles" para que algo sea considerado un termmetro.

e. Pueden recurrir al maestro o a algn material de informacin para saber los nombres de laspartes. Luego, completen la definicin del diccionario con una descripcin del termmetro.Pueden incluir un esquema del mismo.

f. Averigen qu otros tipos de termmetros existen y cmo funcionan: por ejemplo los que sepegan en la frente para ver si tenemos fiebre. Cmo se mide en este caso la temperatura?

CMO FUNCIONAN LOS TERMMETROS?

1. Reunidos en grupos, antes de experimentar, contesten estas preguntas:

Qu suceder con la columna de mercurio de un termmetro si...

...encierran entre los dedos el bulbo del termmetro?

...encierran entre los dedos el extremo opuesto al bulbo?

...introducen el bulbo en agua caliente?

...introducen el extremo opuesto al bulbo en agua caliente?

...introducen el bulbo en un recipiente con cubitos de hielo?

...introducen el extremo opuesto al bulbo en un recipiente con cubitos de hielo?

...colocan el termmetro vertical con el bulbo hacia abajo?

...colocan el termmetro vertical con el bulbo hacia arriba?

4 Los termmetros: instrumentos de medicin

gradilla (o cualquier elemento que sirvapara apoyar el tubo);

tinta;

alcohol;

agua;

hielo.

un termmetro de laboratorio;

recipientes de vidrio (vasos de precipitados, por ejemplo)

un tubo de ensayo resistente al calor;

tapn para tubo perforado, en el que colocarn un tubitode vidrio (puede usarse una pajita de refrescos transparente);

pinza sujeta tubos o broche de madera;

Para probar el funcionamiento de los termmetros, van a necesitar:


a. Ahora, prueben todo lo anterior y contrasten los resultados con sus predicciones. Entre unaprueba y otra, dejen el termmetro unos segundos sobre la mesa (cuidado, que no ruedehasta el suelo!) y observen qu sucede con la columna de mercurio.

b. Si hubo diferencias entre lo que ustedes pensaron y lo que sucedi, traten de encontrar unaexplicacin; piensen, por ejemplo, en qu casos el termmetro "funcion" y en qu casos no,qu es lo que cambia en cada caso, etc.

c. Despus, traten de explicar cmo funcionan los termmetros y compartan sus explicacionescon sus compaeros.

2. La siguiente experiencia los ayudar a entender lo que sucede dentro del termmetro.


a. Preparen los dispositivos con los materiales indicados al principio de la actividad: llenen el tubode ensayo con el agua o alcohol coloreados con tinta. Colquenle el tapn con el tubito y mar-quen en l hasta dnde llega el lquido. Pueden dividirse en grupos: unos trabajan con alcoholcoloreado y otros con agua coloreada.

tubo de ensayo

tapn perforado

tubito donde harn las marcas

Preparen tres recipientes sobre la mesa: uno con agua bastante caliente (alrededor de 80 C),otro con agua tibia (unos 40 C), otro con agua con hielo.

Sujeten el tubo con la pinza e introdzcanlo en el primer recipiente, qu sucede con el lqui-do coloreado? Marquen el nivel en el tubito del tapn. Apoyen el tubo en la gradilla y ano-ten lo sucedido. Pueden acompaar ese registro con dibujos.

Observen tambin lo que sucede en el tubo mientras est en la gradilla.

b. Sumerjan el tubo sucesivamente en el segundo y en el tercer recipiente. Registren.

Qu sucedi en cada caso con el lquido coloreado dentro del tubo?

c. Comenten sus conclusiones con los otros grupos, para ver si hubo similitudes entre todos los gru-pos, tanto los que trabajaron con agua coloreada como los que usaron alcohol. Traten de rela-cionar lo sucedido con lo que vieron que ocurra en los termmetros. Luego, entre todos, elabo-ren un breve texto que explique el funcionamiento del termmetro. Seguramente van a necesi-tar averiguar informacin sobre la dilatacin de los lquidos.


Tanto en casa como en el consultorio del mdico o en el laboratorio de la escuela, podemos encon-trar diferentes tipos de termmetros. Les proponemos algunas actividades para que puedan refle-xionar sobre sus diferencias y sus usos.


a. Comparen las escalas numricas de los tres termmetros.

A partir de qu temperatura puede medir cada uno? Hasta qu temperatura puede medir ca-da uno? Qu intervalos pueden medirse con cada uno?

b. Averigen entre los adultos cules son las temperaturas mximas y mnimas registradas en la zo-na, a qu temperatura hierve el agua, cul es la temperatura normal del cuerpo humano y has-ta cunto puede ascender cuando uno tiene mucha fiebre.Pueden relacionar estos datos conlas diferencias en los termmetros? Anoten sus conclusiones y comprtanlas con sus compae-ros. Piensen y anoten en qu casos utilizaran cada termmetro.

c. Pdanle al maestro que agite el termmetro clnico para "bajar" la temperatura . Uno de cadagrupo registrar su temperatura corporal, primero con el termmetro de laboratorio y luego conel termmetro clnico. Para ello lo dejarn un rato puesto bajo la axila, luego lo sacarn y leernla temperatura. Qu diferencias encuentran?

d. Prueben leer nuevamente la temperatura con el termmetro de laboratorio, pero sin quitarlo dela axila. Continan las diferencias con la lectura anterior? Qu sucede con la columna de mer-curio si sacan el termmetro y vuelven a leer? Cmo lo explican?

e. Vuelvan a probar con ambos termmetros, pero una vez que han registrado la temperatura cor-poral, coloquen los termmetros en un recipiente con agua fra. Qu sucede?

f. Conversen entre ustedes acerca de cules son las diferencias entre el termmetro clnico y el delaboratorio. Qu temperatura mide el termmetro de laboratorio cuando lo sostienen en la ma-no (del lado opuesto al bulbo)?

Por qu los habrn diseado as?Qu utilidad tiene esa caracterstica?

g. Coloquen el termmetro de laborato-rio y el ambiental sobre la mesa; regis-tren la temperatura que marcan.

Utilicen ambos termmetros en dis-tintas situaciones: al sol, a la som-bra, en la heladera, en agua fra ycaliente, etc. (Pueden organizarsede manera que distintos gruposprueben distintas situaciones, y luego compartan entre todos los registros de observacin.)Qu observan con respecto a la temperatura que marca cada termmetro?

Comparen las diferencias en la estructura de cada uno: forma, materiales, cmo se sostienen, etc.Qu relacin tienen estas diferencias con el uso que se les da?

h. Ya estn en condiciones de dar una "clase magistral" sobre los termmetros... Se animan?

Para eso, pueden organizarse y cada grupo elegir una manera diferente de compartir con otros to-do lo que aprendieron sobre los termmetros: dar una charla para los chicos de otro grado, elabo-rar un folleto sobre los termmetros, escribir una pgina de enciclopedia, disear una infografa...

5 Termmetros diferentes: para qu sirven?

un termmetro clnico, uno de laboratorio y unoambiental;

algunos recipientes,

agua.


Un poco de informacin...

En el termmetro clnico, la columna de mercu-rio no desciende en contacto con un objeto msfro, porque est diseado para registrar la m-xima temperatura alcanzada. Para ello, tieneuna estrangulacin cerca del bulbo, que impideque el mercurio retroceda. Slo se puede lograrel descenso agitndolo.


Lean la siguiente definicin de "calor" y conversen entre ustedes sobre lo que leyeron.

a. Cada uno piense tres ejemplos de situaciones en las que cree que se da esa transmisinde calor. Expliquen cmo creen que se produce y hagan un esquema mostrando cmo esel flujo de calor.

Luego, renanse en pequeos grupos para discutir los ejemplos de todos y proponer algu-nas experiencias sencillas que puedan mostrar lo que pensaron (para eso, pueden pedirayuda al maestro).

b. Observen los dibujos, discutan entre ustedes y expliquen por qu cada personaje dice loque dice.

6El calor: energa en trnsito

Calor: Es una forma de energa, a la que se la con-sidera "en trnsito" pues se transmite de uncuerpo a otro. Tambin se lo conoce como ener-ga trmica. Esa transmisin se da slo cuandoentre los dos cuerpos hay una diferencia de tem-peratura, ya que el calor fluye del cuerpo que seencuentra a mayor temperatura hacia el de me-nor temperatura. Este fenmeno se da aun den-tro de un mismo cuerpo: el calor se propaga den-tro de un mismo objeto, desde las zonas de ma-yor temperatura a las de menor temperatura.

c. Reunidos en grupos, traten de explicar (Pueden ayudarse con grficos o dibujos):

Qu quiere decir "calentar"?

Qu quiere decir "enfriar"?


Estos dos conceptos estn muy ligados, pero no se refieren a lo mismo. Para poder pensar sobreellos, divdanse en grupos y realicen estas experiencias.

7 Calor y temperatura

trpode y mechero (dispositivo para calentar),

termmetro de laboratorio,

vasos de precipitados,

agua,

lpiz y papel.

Para realizar esta actividad van a necesitar, por grupo:


Hasta cunto puede aumentar la temperatura del agua?

a. Coloquen en un vaso 100 ml de agua, midan su temperatura, regstrenla en el cuadro donde di-ce tiempo 0, y luego pongan el agua a calentar.

Deben medir y registrar la temperatura cada 30 segundos hasta que el agua comience a hervir.

Marquen de alguna manera en el registro a qu temperatura comenz a hervir el agua.

Luego de que haya comenzado a hervir, deben realizar por lo menos 4 registros ms.

Para el registro pueden elaborar unatabla como sta:

b. Luego, vuelquen los resultados de la tabla en un grfico como el siguiente:

c. Discutan en el grupo y respondan:

A qu temperatura hirvi el agua? Marquen ese punto en la curva con un color.

Qu sucedi con la temperatura luego de que comenz la ebullicin?

Continu el calentamiento del agua luego de que empez a hervir?

Qu suceder si calentamos el doble de volumen de agua?

a. Vamos a repetir la experiencia pero con 200 ml de agua, utilizando el mismo mechero de la ex-periencia anterior. Preparen la tabla para el registro, y antes de empezar la experiencia discutanen el grupo acerca de qu diferencias podr haber con la experiencia anterior.

ATENCIN. Para medir la temperatura, hay quetener en cuenta que el termmetro no debe to-car el fondo ni las paredes del vaso, y que la lec-tura se realiza con el bulbo del termmetro su-mergido.

Tiempo

VASOS COM 100 MILILITROS DE AGUA

0 30 seg. 1 min. 1.30 2 2.30 3 3.30 4 4.30 5

Temperatura

YTemperatura

XTiempo


Variar la temperatura de ebullicin? Y el tiempo que tarda el agua en hervir? Y la tempera-tura posterior a la ebullicin?

b. Realicen un grfico como el anterior, que refleje sus hiptesis sobre cmo variar la temperatura eneste caso.

c. Realicen la experiencia, confeccionen el grfico y anoten a qu temperatura hirvi el agua y qusucedi en los registros posteriores a la ebullicin.

Coincide con lo que ustedes haban pensado?

Pueden sacar alguna conclusin respecto de la relacin entre la cantidad de calor que recibi elagua, su temperatura y el tiempo?

Y si aumentamos la cantidad de calor entregada?

a. Finalmente, van a repetir la misma experiencia, colocando nuevamente 200 ml de agua en el va-so, pero esta vez la calentarn con dos mecheros iguales al que usaron en la experiencia ante-rior. Anoten previamente lo que creen que suceder y preparen la tabla de registro.

b. Realicen la experiencia, registren y grafiquen.

c. Comparen los grficos de las tres experiencias.

Qu similitudes encuentran? Qu diferencias? Qu explicacin podran dar a esto?

d. Comparen los resultados de las experiencias con los otros grupos. Discutan y respondan entre todos:

Una vez que el agua llega a la ebullicin, sigue recibiendo calor?

Luego de que el agua llega a la ebullicin, sigue aumentando su temperatura?

La cantidad de calor recibida por el agua en la primera experiencia, fue igual, mayor o menorque en la segunda?

Y comparando la segunda y la tercera?

Al aumentar la cantidad de calor recibida, vara la temperatura final del agua?

e. Basndose en las experiencias realizadas, justifiquen la siguiente afirmacin:

La temperatura no es una medida del calor.

f. Busquen informacin sobre el calor y la temperatura. Comparen las explicaciones con sus expe-riencias y sus definiciones. Modifiquen lo que crean necesario.

g. En forma individual, resuelvan las siguientes consignas:

Es verdad que...

...el termmetro se utiliza para medir la temperatura de un objeto?

...el termmetro se utiliza para medir la cantidad de calor que transmite un cuerpo?

Cules de estos grficos corresponden a registros de calentamiento de agua? Justifiquen to-das sus respuestas.


Sabemos que los materiales aumentan su temperatura cuando reciben calor. Para entender esta afir-macin, es necesario conocer un poco ms sobre este fenmeno.

Lean el siguiente texto:

8 El calor y sus formas de propagacin

Como hemos dicho, un cuerpo transfierecalor a otro, que as aumenta su tempera-tura. Pero, qu sucede con el cuerpo queestaba a mayor temperatura? En la vidacotidiana, diramos que "se enfra", peroeste trmino no es muy cientfico, pues enrealidad lo que est sucediendo es que esasustancia cede calor a la otra, y por eso,desciende su temperatura. Es decir, la sus-tancia que estaba inicialmente ms calien-te no "recibe fro" sino que "pierde calor".

Cmo se produce esa transferencia decalor entre las sustancias?

Existen tres formas de transferencia o pro-pagacin del calor.

Conduccin

Es el fenmeno por el cual las partculasde un cuerpo que estn expuestas a lafuente de calor intensifican su movimiento y lo transmiten a las partculas "vecinas". De este mo-do, el movimiento se va transmitiendo de partcula en partcula, hasta afectar a todas. Por ejemplo,si calentamos el extremo de una varilla de metal, el movimiento de las partculas se ir transmitien-do a lo largo de la varilla hasta el otro extremo, aumentando la temperatura de toda la varilla. En algunos materiales, como la plata, este fenmeno se produce a mayor velocidad que en otros;por ello, son buenos conductores trmicos. Algunos materiales son malos conductores trmicos; es decir, tienen poca capacidad de conduc-cin. Se los llama aislantes trmicos.

Conveccin

Algunos materiales, como el aire y el agua, no son buenos conductores del calor por conduccin.Sin embargo, conducen el calor mediante otro mecanismo, la conveccin. El fenmeno de convec-cin es tpico de los materiales fluidos, como los lquidos o los gases. Al igual que el resto de los ma-teriales, al calentarse los fluidos se dilatan. Esto provoca que las masas de aire o agua caliente as-ciendan, y las que estn a menor temperatura, desciendan. Estas ltimas, al ponerse en contactocon la fuente de calor, se dilatan y vuelven a ascender. As, se produce una circulacin de aire o agua,que se llama corriente de conveccin.

Radiacin

Algunos objetos tienen mayor capacidad para absorber la radiacin electromagntica (luz, rayos ul-travioletas, rayos infrarrojos, etc.) que otros. Esa absorcin de energa genera un aumento de la tem-peratura. La capacidad de absorcin de energa est relacionada, entre otras cosas, con las carac-tersticas de la superficie del objeto: una superficie opaca absorbe ms radiacin que una brillante;una superficie negra absorbe ms que una blanca.

Las partculas que constituyen la materia se man-tienen unidas por una fuerza llamada "fuerza decohesin". Pero no estn absolutamente fijas, si-no que oscilan y se desplazan.

Si a cualquier material le entregamos energa(por ejemplo, en forma de calor), el movimientode las partculas se hace ms intenso y aumentala temperatura del material. Dicho de otro mo-do, la intensidad del movimiento de las partcu-las de una sustancia determina su temperatura.

Tomemos, como ejemplo, el agua. En su estadoslido, el hielo, las partculas se encuentran ms"unidas", es decir, el movimiento de sus partcu-las es mnimo. Si ponemos un cubito de hielo encontacto con un cuerpo a mayor temperatura, seproducir la transferencia de calor del objeto alhielo. Las partculas que forman el hielo comen-zarn a intensificar su movimiento, aumentarsu temperatura y, en consecuencia, se producirsu cambio de estado. Si continuamos entregandocalor al agua, ahora lquida, la oscilacin de laspartculas ser cada vez ms intensa; por lo tan-to, la temperatura del agua aumentar.

Teniendo en cuenta lo que leyeron y entendieron, respondan a las siguientes preguntas y reali-cen las experiencias que se plantean ms abajo.

Por qu se calienta el mango de una cuchara de metal al revolver una salsa? Por qu no se ca-lienta el mango de una cuchara de madera?

Por qu se calienta toda el agua de una cacerola, si el fuego est debajo? Completen su res-puesta con un dibujo que esquematice la explicacin.

Por qu se dice que es mejor poner las estufas cerca del piso? Dnde ser conveniente colo-car los acondicionadores de aire? Justifiquen sus respuestas y grafiquen.

Es errneo decir que la heladera "enfra" aquello que est en su interior. Expliquen por qu.

1.


tres latas de metal, pintura blanca y negra, termmetro, agua.


un vaso grande y alto,

una bolita o clavo,

una pinza larga de laboratorio,

un mechero y

un termmetro.



Preparen tres latas de metal de la siguiente manera: una pintada de negro mate, otra de blan-co mate (en lo posible pintadas por dentro y por fuera) y dejen la tercera sin pintura ni envol-torio, lo ms brillante posible.

Coloquen dentro de cada lata una determinada cantidad de agua (la misma para las tres), mi-dan la temperatura, tpenlas y djenlas al sol.

Cmo piensan que variar la temperatura en cada una de ellas? Cada tanto, abran las la-tas y vuelvan a medir la temperatura. Sucede lo que pensaron?

Repitan la experiencia colocando un cubito de hielo en el interior de las latas.

Con qu parte del texto que leyeron antes explicaran estos fenmenos?

2.


Coloquen agua en el vaso y midan la temperatura.

Tomen la bolita o clavo con la pinza y sostnganla sobre la llama del mechero hasta que secaliente.

Con cuidado, pongan la bolita en el fondo del vaso, e inmediatamente midan la temperaturadel agua cerca de la bolita y en la superficie. Qu esperan que suceda al cabo de un tiempo?

Esperen unos segundos y vuelvan a medir.

Representen esquemticamente la experiencia y expliquen cmo se propaga el calor en este caso.


9 Conductores trmicos

a. Lean primero la acti-vidad completa. Lue-go experimenten.

b. Antes de empezar,elaboren una listaen la que ordenen, segn lo que a ustedes les parece, los materiales de las varillas de menor amayor capacidad de conduccin del calor.


El experimento consiste en pegar los botoncitos (o los elementos que hayan elegido) en unextremo de cada varilla, usando para ello una gota de la parafina de la vela.

Luego coloquen agua bien calientedentro del recipiente e introduzcan dea una varilla por vez en el agua calien-te. Es importante que en todas las va-rillas los botones se encuentren a lamisma distancia del extremo que va asumergirse.

c. Para pensar antes de la experiencia.

Por qu creen que este experimento puede mostrar cul es el material que conduce mejor el ca-lor? Qu esperan que suceda con los botoncitos pegados a las varillas cuando las pongan encontacto con el agua caliente? Cmo van a hacer para distinguir qu material conduce mejor ycul peor?

Tal vez tengan que usar un reloj con segundero o un cronmetro.

d. Elaboren un cuadro que les permita registrar los resultados.

e. Ahora, prueben con cada varilla (si al cabo de 3 o 4 minutos no ven ningn resultado, puedensuponer que el material conduce muy mal el calor).

Qu sucede en cada caso? Registren los resultados en el cuadro. Cmo los explican?

Todos los materiales condujeron igual el calor? Comparen los resultados de la experiencia con lalista que elaboraron al principio. Coinciden?

2.

Con la siguiente experienciase puede visualizar ms clara-mente cmo fluye el calor atravs de los materiales.

botn pegadocon parafina

varilla

agua caliente

El calor es energa que va de un cuerpo a otro. No hay manera de "pararlo"? Podr "moverse"a travs de cualquier material? A continuacin van a encontrar experiencias que los ayudarn a en-contrar respuestas, y situaciones que los llevarn a seguir pensando sobre estas cuestiones.

Conduce o no conduce?

En estas experiencias van a probar la transmisin del calor en distintos materiales; es decir, la capa-cidad de conduccin del calor que tienen esos materiales.

1.

varillas de diferentes materia-les: madera, telgopor, plstico,acero, vidrio, hierro, plata, alu-minio (pueden usar cucharitasu otros elementos de esos ma-teriales que tengan a mano);

una vela;


un recipiente (de los de helado,por ejemplo); agua caliente; bo-toncitos pequeos (o algunas se-millas como lentejas o chinches).

(Organicen en cada grupo quinpuede conseguir cada cosa.)

dos varillas largas (unos 30 cm): una de metal y otra de vidrio;

la vela y los botoncitos de la experiencia anterior;

un cronmetro; un mechero y una manopla de las que se usanen la cocina (o una pinza de madera) para no quemarse.

Van a probar cmo conducen el calor estos materiales.




Peguen con la vela varios botoncitos a lo largode las varillas, dejando intervalos iguales entre uno y otro. Se trata de sostener la varilla de unextremo, tomndola con la manopla o la pinza, mientras el otro extremo es expuesto al ca-lor de la llama del mechero.

Deben controlar cada cunto tiempo se despegan los botones en cada varilla. Registren losresultados.

a. Organicen en el grupo quin sostendr la varilla, quin cronometrar y quin registrar. Puedenhacerlo primero con una varilla y despus con la otra; o que dos chicos sostengan las varillas,mientras otros controlan con el cronmetro y otros registran.

b. Comparen los resultados de las dos varillas y elaboren un breve texto acerca de la capacidad deconduccin del calor de estos dos materiales.

3.

Nuevamente, van a probar la capacidad de conduccin de algunos materiales. Ya han visto que las va-rillas de metal conducen bien el calor, as que van a preparar varias varillas metlicas.


A cada varilla le van a hacer un "mango", con alguno de los siguientes materiales: telgopor,papel (varias vueltas de papel de diario), tela, papel de aluminio, goma plstico.

En cada mango peguen un botoncito con la vela, acomoden las varillas con sus mangos y bo-tones pegados en un recipiente con los mangos hacia arriba y agreguen agua caliente.

Qu sucede en cada caso? A qu se deben las diferencias?

a. Con todo lo que han reflexionado y probado, clasifiquen los materiales que usaron en "buenosconductores" y "malos conductores" del calor. Cul es el "mejor" conductor?

b. Para pensar individualmente, contestar y despus compartir con los compaeros:

1. Patricio quiere regalarle a su hermana un jarro para tomar caf con leche. En el negocio lemostraron uno de vidrio, uno de metal revestido en madera y otro de vidrio con asa de me-tal. Patricio eligi uno, pensando que con l su hermana no se quemara las manos.

Cul eligi? Por qu?

2. Patricio observaba a su tortugo Sancho en un da de verano. A la maana, el animalito es-taba medio dormido, al sol. Patricio pens que con el sol del medioda tendra mucho calor;entonces, le hizo un "techito" con una chapa y se fue a comer. Pero cuando fue a ver a sutortugo ms tarde, Sancho haba abandonado su refugio y se haba escondido debajo de unamesita de madera. Por qu Sancho reaccion as?

3. Es invierno, y dos amigos quieren ir a pescar. Llenaron una botella con t y deciden llevarlaen algn recipiente que lo mantenga caliente, pero no saben cul elegir. Tienen un pote detelgopor, un frasco grande de vidrio, una lata alta, una caja cilndrica de cartn y un envasede plstico. Todos tienen las dimensiones justas para que entre la botella. Cul o cules lessugieren ustedes a los chicos? Por qu?

botones pegados con parafina

mechero

telgopor,

papel de diario,

tela,

papel de aluminio,

varillas metlicas (pueden ser trozos de unos20 centmetros de alambre grueso);

botoncitos,

vela;


goma,

plstico.


Coloquen la misma cantidad deagua bien fra en cada frasco chi-co, midan la temperatura de to-dos los frascos y tpenlos.

Coloquen los frascos tapados dentro de los recipientes grandes. Rellenen el espacio entre el fras-co pequeo y las paredes del grande: en uno con papel de diario; en otro, con papel de alumi-nio; en otro, con agua a temperatura ambiente y en el otro no pongan nada (Qu hay, en es-te ltimo caso, entre el frasco y el otro recipiente?)


Para mantener caliente el agua del mate o llevarnos el agua fresca a un paseo, usamos termos. Es-tos objetos estn diseados para conservar la temperatura de su contenido. Cmo funcionan?Cmo estn hechos? Para responder a estas preguntas les proponemos fabricar unos "termos".

Pueden dividir la clase en cuatro grupos: dos grupos realizarn la experiencia con agua fra y otrosdos, con agua caliente; luego, compartirn sus conclusiones.

A. CON AGUA FRA (GRUPOS 1 Y 2)

10 Termos

4 frascos chicos con tapa,

4 recipientes ms grandes que los frascos, tambincon tapa (pueden ser frascos ms grandes o latas),

papel de diario,

papel de aluminio,

agua,

termmetro.


Frasco 1 (papel de diario)

Frasco 2 (papel de alumnio)

Frasco 3 (agua)

Frasco 4 (aire)

Temperatura inicial

Cmo variar la temperatura a los 20min. (hiptesis)

Temperatura medida a los 20 min.

b. Dejen los dispositivos armados durante 20 minutos; mientras tanto, anoten en sus cuadros qucreen que suceder con la temperatura del agua en cada uno.

c. Luego destapen y midan las temperaturas.

Qu sucedi? Eran correctas sus anticipaciones?

Cul o cules de los "termos" funcion mejor? Cmo lo explican?

agua papel

a. Hagan una tabla como la que sigue para anotar todas las observaciones. Comiencen registran-do la temperatura inicial que midieron al principio.

B. CON AGUA CALIENTE (GRUPOS 3 Y 4)


Coloquen la misma cantidad de agua biencaliente en cada frasco chico, midan la temperatura de todos y tapen.

Coloquen los frascos tapados dentro de los recipientes grandes. En uno, rellenen el espacioentre el frasco pequeo y las paredes del grande con papel de diario; en otro, con papel dealuminio; en otro, con agua a temperatura ambiente, y en el otro no pongan nada (Qu hay,en este ltimo caso, entre el frasco y el otro recipiente?)


los mismos elementos que en laexperiencia anterior.


Frasco 1 (papel de diario)

Frasco 2 (papel de alumnio)

Frasco 3 (agua)

Frasco 4 (aire)

Temperatura inicial

Cmo variar la temperatura a los 20min. (hiptesis)

Temperatura medida a los 20 min.

a. Hagan una tabla como la que sigue para anotar todas las observaciones. Comiencen registran-do la temperatura inicial que midieron al principio.

agua papel

Dejen los dispositivos armados durante 20 minutos; mientras tanto, anoten en sus cuadrosqu creen que suceder con la temperatura del agua en cada uno.

Luego destapen y midan las temperaturas.

Qu sucedi? Eran correctas sus anticipaciones?

Cul o cules de los "termos" funcion mejor? Cmo lo explican?

C. AHORA TODOS JUNTOS

a. Compartan entre todos los grupos los resultados de las experiencias y sus conclusiones.

Los termos que "funcionaron" bien con el agua caliente, tambin lo hicieron con el agua fra?Cmo lo explican?

Qu funcin cumplieron los "rellenos" que pusieron entre las paredes de ambos frascos?

b. Consigan uno o varios termos y, con mucho cuidado, desrmenlos. Observen cmo estn fabri-cados y con qu materiales. Qu hay entre el recipiente interior y el exterior? A cul de los ter-mos que construyeron ustedes se parecen?

c. Los materiales que no permiten la transmisin del calor se llaman "aislantes trmicos". Cada unoen su carpeta responda: Por qu piensan que se llaman as? Se animan a hacer una lista demateriales aislantes? Qu otros usos pueden darse a esos materiales?

d. Hagan un esquema del termo en la carpeta, identifiquen sus partes y no olviden sealar lo quehay entre las dos paredes. Acompaen el dibujo con una explicacin de su funcionamiento.


Tarde de verano, mucho calor... Qu ropa conviene ponerse?

Maana de invierno, mucho fro... Por qu nos abriga la ropa de lana?

Conversen entre ustedes y den respuesta a estas preguntas. Justifiquen sus respuestas, y anoten loque piensan.

Despus realicen la experiencia que les proponemos a continuacin para completar estas ideas.


Tres de los frascos tendrn agua calientey los otros tres, agua con hielo. Si quie-ren, pueden organizarse con el resto delos chicos para hacer las experiencias porseparado: algunos las hacen con el aguacon hielo; otros con el agua caliente.

a. En tres de los frascos pongan la misma cantidad de agua caliente (el agua debe estar a la mis-ma temperatura en los tres), midan la temperatura de los tres frascos, tpenlos y numrenlos.Anoten en un cuadro las temperaturas de los tres al comenzar la experiencia.

Envuelvan el frasco N1 con la tela de algodn, el frasco N2 con el tejido de lana y al N3 nolo cubran con nada. Coloquen los tres frascos en un lugar fresco durante media hora.

Qu piensan que suceder con la temperatura del agua en cada frasco? Variar de la mis-ma manera en los tres? Cul piensan que ser la influencia de los envoltorios?

Destapen los frascos, y midan las temperaturas; antenlas en el cuadro. Coincidi con lo queanticiparon? Discutan entre ustedes para dar una explicacin y luego comprtanla con el res-to de sus compaeros.

b. En los otros tres frascos pongan un poco de agua con tres o cuatro cubitos de hielo (los tres fras-cos deben tener la misma cantidad de agua y de hielo).

Midan sus temperaturas, tpenlos y numrenlos. Anoten en un cuadro las temperaturas delos tres. Envuelvan el frasco N 1 con la tela de algodn, el frasco N 2 con el tejido de lanay al N 3 no lo cubran con nada. Coloquen los tres frascos en un lugar al sol o cerca de unafuente de calor durante media hora.

Qu piensan que suceder con la temperatura del agua en cada frasco? Variar de la mis-ma manera en los tres? Cul piensan que ser la influencia de los envoltorios?

Destapen los frascos y observen su contenido. Qu pas? Cmo estn el agua y el hielo?Anoten sus observaciones. Midan las temperaturas; antenlas en el cuadro.

Eran correctas sus hiptesis? Discutan entre ustedes para encontrar una explicacin y luegocomprtanla con el resto de sus compaeros.

c. Comparen los resultados de las dos experiencias y traten de explicar qu papel jug el tejido delana en ambas.

d. Entre todos, contesten estas preguntas:

La ropa de lana que usamos en invierno, nos da calor? Por qu en verano no usamos ropa delana?

e. Para completar estos conocimientos busquen informacin acerca del calor, conductores y aislan-tes del calor.

11 Aislantes trmicos

6 frascos de vidrio con tapa,

2 trozos de tela de algodn,

2 trozos de tela de lana o tejido de lana (puede seralgn pulver viejo),

termmetro,

agua y

cubitos de hielo.



Como consecuencia de la transmisin de calor de un objeto a otro, disminuye la temperatura delobjeto que est ms caliente y aumenta la del que est a menor temperatura.

Qu piensan que suceder si colocamos un vaso con agua muy fra (por ejemplo, a 4 C) dentrode otro recipiente con agua caliente (por ejemplo, a 80 C)? Cmo piensan que ser la transferen-cia de calor? Cmo piensan que variar la temperatura del agua del vaso? Y la del otro recipien-te? Cul ser la temperatura final en cada recipiente?

Ahora que ya han propuesto sus respuestas, van a realizar estas experiencias para poner a pruebasus hiptesis.

Para el registro de las experiencias, pre-paren una tabla como sta:

Preparen tambin un grfico de coordenadas para volcar luego los resultados de la experiencia. En

12Equilibrio trmico

un vaso,

un recipiente resistente al calor de mayortamao que el vaso,

2 termmetros,

cronmetro o reloj con segundero,

agua.


Tiempo (seg.)

C Agua interior

C Agua exterior

0 10 20 30 40 50 60 70 80

el mismo grfico van a marcar los puntos y las lneas correspondientes al agua de ambos recipien-tes, as que conviene que usen distintos colores.


Coloquen agua bien fra en el vaso, midan la temperatura y antenla en la tabla (tiempo 0).

Pongan agua bien caliente en el recipiente grande, midan la temperatura y antenla (tiempo 0).

Coloquen el vaso dentro del recipiente (deben tener cuidado de que no se mezcle el agua de am-bos) y comiencen a cronometrar, midiendo ambas temperaturas cada 10 segundos; al mismotiempo, vayan completando la tabla. Cuando, luego de tres mediciones, obtengan el mismo re-sultado, dejen de medir.

Realicen el grfico correspondiente a esta experiencia y analcenlo.

Qu sucedi con las temperaturas en ambos recipientes? Sus hiptesis eran acertadas? Si nolo eran, dnde piensan que estuvo el error?

Qu habra pasado si hubieran puesto agua caliente en el vaso y agua fra en el recipiente exte-rior? Hagan un grfico mostrando cmo se veran las curvas en este caso. Hagan la experienciapara contrastar sus hiptesis con los datos experimentales.

a. Redacten un informe sobre los resultados de sus experimentos.

b. Busquen informacin sobre "equilibrio trmico" y relacinenla con los resultados obtenidos.

YTemperatura

XTiempo


Probablemente ustedes sepan que, para encender una lmpara, hace falta electricidad. Tal vez tam-bin sepan que la electricidad es una forma de energa. En esta actividad van a experimentar concables, pilas y lamparitas para analizar este fenmeno y entender cmo es posible que al tocar unatecla o una perilla, se encienda una lmpara.

13 Circuitos elctricos


Primero, reunidos en grupos, con dos trozos de cable (de unos 10 o 15 cm cada uno), una lam-parita y una pila van a buscar la manera de que la lamparita se encienda. Recuerden que, pararealizar las conexiones, los extremos del cable deben estar "pelados" unos 2 cm, ms o menos.Para pelarlos, pidan al maestro que los ayude a usar el pelacables.

Cuando hayan conseguido encender la lamparita, analicen cmo han conectado los elementos.

Qu partes de la pila deben "tocar" los cables?

Qu partes de la lamparita?

Prueben algunas modificaciones para ver si sigue funcionando. Por ejemplo, si un extremo delcable toca la base de la pila, seguir funcionando si lo hacen tocar las paredes?

Cuando ya estn seguros de que han encontrado el modo correcto, dibujen el dispositivo quequed armado. Analicen cul es la fuente de energa y cmo llega sta hasta la lamparita.

Lo que han armado es un "circuito elctrico". Por qu se llamar as? Por dnde "circula" laelectricidad? Por qu no se "escapa" de los cables? Por qu los extremos de los cables debenestar "pelados"?

Prueben armar el circuito, pero utilizando dos pilas. Qu partes de las pilas deben estar en con-tacto para que el circuito funcione?

a. Observen los siguientes esquemas. Identifiquen cules son circuitos elctricos (es decir, en culesse encendera la lamparita) y cules no. Luego, prueben armarlos para comprobar sus respuestas.

b. Observen una pila: ve-rn que tiene un signo+ en un extremo y unsigno - en el otro. Esoindica los polos positivoy negativo de la pila,respectivamente. Ya pro-baron que, para que elcircuito funcione, losextremos de los cablesdeben estar conectadosa los polos y a la lamparita. Tomen un portapilas y observen de qu modo se realizan las conexio-nes en este objeto. Vern que hay "patitas" a las que fijar los cables. Cada "patita" correspondea uno de los polos de la pila: al conectar los cables en ellas, estarn reproduciendo lo que hicie-ron antes cuando apoyaron directamente el cable en los polos. Si utilizan portapilas para dos pilas

lamparitas de linterna,

portalmparas,

portapilas,

interruptores,

pelacables,

martillo,

trincheta,


cable,

pilas medianas o grandes,

un cartn grueso (o madera) deunos 20 por 20 cm,

chinches,

tachuelas o clavitos,

cinta aisladora.


(es lo conveniente), fjense cmo indica que se deben poner las pilas en l y comparen con el cir-cuito que armaron antes. Si observan un portalmparas, comprobarn que las "patitas" de stecumplen la misma funcin.

Teniendo en cuenta este anlisis, les proponemos ahora armar un circuito fijo sobre la madera.Pueden usar las tachuelas para fijar los distintos componentes del circuito.

El interruptor

Mientras los cables estn conectados a la pila y a la lamparita, sta se mantendr encendida, puesel circuito est cerrado y se produce la circulacin de la electricidad. Si se quiere interrumpir la co-rriente elctrica, se puede desconectar algn cable o cortarlo, y si se quiere restablecer la circulaciny encender la lamparita, hay que volver a unirlos. Para poder encender y apagar la lamparita a vo-luntad, sin soltar ninguna de las conexiones, se utilizan los interruptores.

a. Discutan en los grupos cules deestos objetos podran funcionarcomo interruptor: clip de metal,clip de plstico, palito de fsforo,trozo de sorbete, tirita de cartn,trocito de papel de aluminio. etc.

b. Prueben y comparen con sus predicciones; para ello, fijen los extremos libres de los cables conchinches o clavitos a la madera y luego vayan probando con los distintos materiales, haciendocontacto con las cabezas de los clavos o chinches.

Qu tienen en comn los elementos que s funcionaron?

Un poco de informacin

Los interruptores comerciales cumplen con este princi-pio. Pueden tener distintas formas: algunos tienen te-clas, otros "botones"; pero en todos se cumple que inte-rrumpen y restablecen la circulacin de energa. Obser-ven un interruptor y vean cmo son las conexiones.Agreguen uno al circuito que armaron sobre la tabla.

interruptor

c. Con todo lo que probaron y aprendieron, les proponemos disear un objeto elctrico. Puede seruna linterna, un velador, agregarle una luz a un juguete, etc. Recuerden que, para llevar a caboun proyecto como ste, ser muy importante organizarse y establecer los pasos a seguir: plani-ficar y disear, analizando bien las posibilidades de armado para elegir la que creen mejor, por-que es ms fcil, ms cmoda o ms segura. Por ejemplo, si van a armar una linterna, ademsdel funcionamiento de la parte elctrica debern pensar cmo armar el "cuerpo", cmo fijar laspartes, etc. Recurran a su imaginacin para hacerlo "original". Por ejemplo, cmo podran ha-cer para que su linterna d luz de color? Luego, deben organizarse para tener todo el material ylas herramientas necesarias (pidan ayuda al maestro para manipular aquellas que pueden ser pe-ligrosas). Por ltimo, deben armar su objeto elctrico. Si en la ejecucin surgen problemas, dis-cutan entre todos cul es la mejor manera de resolverlos.


En los circuitos elctricos, la energa circula por el cable en un recorrido cerrado. En algn lugar delrecorrido puede haber un interruptor, que nos permitir interrumpir o restablecer a voluntad la cir-culacin de energa.

a. Este es un circuito sencillo. Describan el recorrido de la electricidad:

14 Circuitos en serie y en paralelo

Pero un circuito puede tener ms de una lamparita o arte-facto elctrico. Cmo podr conectarse ms de una lam-parita en un circuito? Para saberlo, realicen las pruebasque les proponemos a continuacin. Como van a probardiferentes circuitos y van a realizar varios grficos, les mos-tramos una manera sencilla de representar los componen-tes, para no tener que dibujar todo cada vez.

Para graficar un circuito elctrico, se utilizan ciertos smbolos convencionales, algunos de ellos son:

lmpara pila interruptor resistencia

chinche

b. Realicen el esquema del circuito del comienzo, utilizando estos smbolos.

lamparitas de linterna,

portalmparas,

portapilas,

interruptores,

pelacables,

martillo,


cable,

pilas

un cartn grueso (o madera) deunos 30 por 30 cm,

chinches,

cinta aisladora.


Armen sobre el cartn un circuito, sosteniendo los elementos con las chinches. Decidan dn-de colocarn el interruptor, corten all el cable y pelen las puntas. Para "fabricar" un interrup-tor pueden valerse de un clip largo de metal, y colocarlo como muestra el dibujo.

Qu suceder si colocan otra lamparita en el recorrido? Encendern las dos?Iluminarn de lamisma manera? Anoten lo que piensan y luego prueben.

Si ponen otra lamparita ms, qu suceder? Prueben. Comparen el brillo de las lamparitas cuan-do hay una, dos o tres encendidas. Cmo explican lo que sucede?

Lo que han armado es un "circuito en serie", en el que todas las lamparitas se encuentran ubi-cadas en un mismo "camino" de la corriente elctrica. Busquen informacin acerca de cmo cir-cula la electricidad en este tipo de circuitos.

clip de metal


a. Les presentamos unos esquemas de circuitos en serie. Observen dnde estn ubicados los inte-rruptores en cada caso.

Qu suceder si desconectan el interruptor en cada caso? Se apagarn todas las lamparitas oslo una?

Y si desenroscan una de las lamparitas?

b. Pongan a prueba sus predicciones con el circuito que armaron antes. Qu explicacin puedendar a esto?

c. Observen este esquema de circuito:

Cul es el recorrido de la energaelctrica en este circuito? Encende-rn las dos lamparitas?

d. Modifiquen el circuito que armaronantes de modo que les quede similaral del esquema.

Ser posible ubicar un interruptor en este circuito, de modo que slo apague la lamparita delmedio?

e. Discutan entre ustedes para decidir dnde deberan ponerlo; luego, prueben. Si no funciona, re-visen cmo es el recorrido de la corriente elctrica y vuelvan a considerar el problema.

f. Si ya lo consiguieron, piensen dnde pondran un interruptor para apagar la otra lamparita, ydnde deberan ubicar uno que cortara la energa de ambas.

Prueben lo que han diseado.

Este circuito se llama "circuito en paralelo". Este modo de conectar los artefactos permite disponeren forma individual el encendido o apagado de cada lamparita.

Se podrn agregar ms lamparitas a un circuito en paralelo, manteniendo la posibilidad deprenderlas y apagarlas en forma individual? Hagan un esquema con las ideas que tengan, disc-tanlas entre ustedes y despus prueben.

g. Comparen los dos tipos de circuitos y traten de establecer las ventajas y desventajas de cada uno.

Qu tipo de circuito ser el que se usa en la instalacin elctrica de una casa? Por qu?

h. Aqu les presentamos los esquemas de un circuito en paralelo. Los interruptores estn sealadoscon las letras A, B y C. Pueden decir qu lamparitas se apagarn al accionar cada uno de ellos?


Todas las cosas de nuestro planeta estn formadas por distintos materiales. Esos materiales tienenpropiedades particulares que los definen, pero... qu pasa cuando los mezclamos?Cambian laspropiedades? Se obtienen otros materiales? Para encontrar respuestas a estas preguntas, van a rea-lizar las siguientes actividades.

15 Mezclas de materiales slidos

sal gruesa,

harina,

talco o yeso,

arena,

piedritas para pecera,


bolitas,

clavos pequeos,

trocitos de telgopor,

botones,

limaduras de hierro,

Para realizar esta actividad van a necesitar una buena variedad de ma-teriales. Si no tienen en la escuela, pueden organizarse para aportarlosentre todos. Algunos materiales sugeridos son:

Adems, debern disponer de algunos elementos y utensilios comocoladores y tamices de distintos tamaos, zarandas, imanes, pinzas,filtros, cucharas, espumaderas, etc.


a. Dispongan los materiales en una mesa, de manera que estn al alcance de todos, luego renan-se en grupos y preparen varios frascos o vasos transparentes (bien limpios y secos) en los queprobarn las mezclas. Tambin deben conseguir una varilla de vidrio para mezclar.

Conversen en el grupo y elijan tres de los materiales que hay. Cuntas combinaciones de ados pueden hacer con esos tres materiales? Anoten las posibilidades.

Dibujen en sus carpetas cmo creen que se vern las mezclas, y contesten estas preguntas:

Qu aspecto tendr la mezcla (color, textura, homogeneidad, etc.)?

El aspecto de la mezcla, se parecer al de los materiales por separado?

Se distinguirn en la mezcla cada uno de los materiales que la forman?

Si dejan descansar un rato la mezcla, los materiales se separarn? Y si la agitan suavemente?

Una vez hecha la mezcla, se mantendr cada uno de los materiales igual a como era antesde mezclarse?

b. Prueben las posibilidades elegidas. Recuerden que, cuando realicen las mezclas, deben ponercantidades similares de cada material, y no usar todo lo que tienen, pues necesitarn tener unpoco como testigo para comparar sus caractersticas.

c. Comparen los resultados con lo que haban anticipado. A la luz de la experiencia, vuelvan a res-ponder las preguntas.


d. Ahora, van a pensar si es posible separar los materiales y recuperarlos nuevamente. Conversen ypropongan mtodos para lograrlo. Para elegir los utensilios, tengan en cuenta las caractersticasde la mezcla, ya que debern elegir aquellos que permitan realizar el proceso ms rpidamente,con mayor precisin, con menor desperdicio o prdida de material, etc.

Pueden organizar sus propuestas en un cuadro como ste:

Mezcla Mtodo para separar los materiales Utensillos para separar los materiales

Mezclas que pueden separarse con elementos de colado

Mezclas que pueden separarse con imanes

Mezclas que pueden separarse con pinzas

e. Comenten entre todos las ideas que han presentado. Si quieren modificar algo antes de experi-mentar, hganlo. Luego, procedan a separar las mezclas con el mtodo y los utensilios elegidos.

Qu propiedades de los materiales tuvieron en cuenta para elegir el mtodo de separacin?

f. Observen y registren los resultados. Para ello, pueden organizar un nuevo cuadro, como el siguiente:

g. Observen los materiales obtenidos luego de la separacin

Son los mismos que antes de mezclar o sufrieron algn cambio? Para responder, comprenloscon la porcin de material que dejaron como testigo.

h. Hagan una puesta en comn de todos los grupos, para contarse con qu materiales trabaj ca-da uno y a qu conclusiones llegaron. Comparen los resultados de todos.

i. Ahora, pueden contestar la pregunta del inicio.

Cuando mezclamos materiales, estos siguen existiendo como tales en la mezcla? Cambian suspropiedades al mezclarse?

j. Prueben con una ltima mezcla: arena, piedritas y limaduras de hierro. Observen cmo queda lamezcla y propongan formas de separar nuevamente los materiales.


En estas actividades van a realizar algunas mezclas en las que, por lo menos, uno de los componentes se-r un lquido. A continuacin, tratarn de analizar qu comportamientos presentan esos componentes.

Si no tienen en la escuela algunos de los materiales, pueden organizarse para aportarlos entre todos.

16 Mezclas de materiales slidos y lquidos

agua,

aceite,

detergente,

sal fina,

sal gruesa,

azcar,

alcohol,


parafina,

azul de metileno,

arena,

bolitas o piedritas,

limaduras de hierro,

telgopor desgranado, etc.

Preparen varios frascos o vasos transparentes (bien limpios y secos)en los que probarn las mezclas, y tengan a mano una o dos vari-llas de vidrio para mezclar. Por otra parte, debern disponer de al-gunos elementos y utensilios, como coladores y tamices de distintostamaos, zarandas, imanes, pinzas, filtros de tela y de papel, cucha-ras, espumaderas, etc.


Numeren cuatro frascos. Coloquen en ellos una cucharada grande de cada material, del siguien-te modo: en el frasco N1, limaduras de hierro y arena; en el N 2, telgopor y piedritas; en el N3,azcar y arena; en el N 4, sal gruesa y telgopor.

Mezclen con la varilla de vidrio y observen las mezclas.

Agreguen 100 ml de agua a cada vaso, revuelvan con la varilla y observen.

Qu aspecto tiene la mezcla (color, textura, homogeneidad, etc.)? Tiene que ver con el aspec-to de los materiales por separado?

Se distinguen los materiales mezclados?

Si la dejan descansar un rato, los materiales se separan?

a. Elaboren un cuadro de doble entrada para volcar toda esa informacin.

b. Discutan en el grupo si en estas mezclas siguen estando el agua y los otros materiales o se con-virtieron en una nueva sustancia.

Podran volver a separar los tres materiales en cada caso? Cmo?

c. Diseen algunos mtodos para separar los materiales, utilizando los utensilios propuestos al iniciode esta actividad (o los que ustedes crean convenientes). Como son mezclas de tres sustancias, se-r necesario aclarar qu mtodo separa cada sustancia y el orden que seguirn. Toda esta planifi-cacin debe estar anotada, para corregir y revisar en caso de tener que resolver algn problema.

Pudieron separar todos los materiales?

d. Hagan una puesta en comn con el resto de sus compaeros y, entre todos, elaboren un esque-ma que muestre qu mtodos de separacin utilizaron para las distintas mezclas.

Si en algn caso les qued una mezcla sin separar, a qu se debe? Cul es la dificultad? Qucreen que sucedi en ese caso con los materiales que usaron?

Mezclas particulares: soluciones

Preparen ahora tres vasos o frascos.

Coloquen en cada uno 100 ml de agua a temperatura ambiente (unos 30 C). Numrenlos.


Agreguen en cada uno dos cucharaditas de sal (no colmadas) y agiten.

Qu aspecto tiene la mezcla (color, textura, homogeneidad, etc.)?

Tiene que ver con el aspecto de los materiales por separado?

Se distinguen los dos materiales mezclados?

Si la dejan descansar un rato, los materiales se separan?

a. Vuelquen toda esa informacin en un cuadro de doble entrada.

Un poco de informacin

Este tipo de mezcla en la que los componentes no pueden distinguirse y enla que, luego de un rato, los materiales no se separan, se llama "solucin".En las soluciones, uno de los componentes disuelve a otro. En la solucinque prepararon, el agua es "solvente" de la sal, es decir, tiene la propiedadde disolverla. La sal es "soluto" respecto del agua; es decir, se disuelve enella. Algunos solutos son ms solubles en agua que otros. Algunos solutosque son poco solubles en agua son solubles en otros solventes.

En los vasos N 2 y N 3, agreguen otras dos cucharaditas de sal y agiten cada vez. Re-gistren lo que observan.

Si se agrega ms sal, el agua la seguir disolviendo todo el tiempo?Por qu?

En el vaso N 3, agreguen otros 100 ml de agua. Qu sucede? Anoten lo que ven.

Qu suceder si agregan otros 100 ml ms?

Qu pueden decir de la relacin entre cantidad de solvente y soluto en una solucin?

b. Repitan toda la experiencia, pero mezclando ahora agua con azcar. Comparen los resulta-dos y formulen sus conclusiones en relacin con cun solubles son estos dos solutos en agua.

Distintas soluciones

Todos los slidos se disuelven en todos los lquidos? Los lquidos, podrn ser solventes deotros lquidos? Para encontrar algunas respuestas, hagan estas experiencias.

a. Pongan en tres vasos o tubos de ensayo grandes, respectivamente; 50 ml de agua, 50 mlde aceite y 50 ml de alcohol..

Agreguen una cucharadita de sal fina a cada uno.

Qu sucede en cada caso?

Revuelvan con la varilla. En qu casos obtienen soluciones?

Repitan la operacin con azcar, parafina lquida y azul de metileno (para ello usenfrascos limpios y vuelvan a poner los tres solventes).

b. Pongan 50 ml de aceite en tres vasos o tubos de ensayo.

Agreguen agua en el primero, alcohol en el segundo y detergente en el ltimo.

Qu observan en cada uno?

Agiten con la varilla o pnganle un tapn de goma al tubo y agtenlo.

En qu casos obtuvieron soluciones?

c. Comparen los resultados y respondan a las preguntas iniciales.

Recurran a la bibliografa para buscar informacin sobre propiedades de la materia, sistemashomogneos y heterogneos, y soluciones. Relacionen esa informacin con las experienciasrealizadas y elaboren un cuadro sinptico que sintetice y represente los conceptos, incluyen-do como ejemplos las mezclas que hicieron.


En estas actividades van a disear y probar formas de separar mezclas en las cuales uno de los com-ponentes es lquido.

17 Separacin de mezclas con un componente lquido

un vaso resistente al calor,

mechero,

trpode,

tubo de ensayo grande,

pinza sujetatubos,

manopla,


varilla de vidrio,

cuchara,

tapa de metal,

espejo,

agua potable y

sal.

Antes de realizar las experiencias, revisen sus conocimientos y comprtanlos con sus compaeros.Recuerden cmo se forman las nubes y la lluvia. Cmo podran explicar que, siendo el agua de marsalada, la lluvia no lo es?

La siguiente experiencia los ayudar a responder.


Armen el dispositivo para calentar (usando el trpode y el mechero).

Pongan 100 ml de agua en un vaso de precipitados y calienten.

Sostengan el espejo sobre el vapor. Repitan la operacin con la tapa de metal.

Por qu se mojan el espejo y la tapa? De dnde proviene el agua?

Pongan 50 ml de agua en un tubo de ensayo grande, agreguen una cucharada de sal y mezclencon la varilla. Obtuvieron agua salada (si quieren, pueden probarla).

Enciendan el mechero y, sosteniendo el tubo con la pinza, comiencen a calentar.

CUIDADO! Recuerden que deben protegerselas manos con la manopla para evitar riesgos sisalpica, y que nunca deben apuntar la boca deltubo hacia ustedes ni hacia un compaero.

Mantengan el tubo de modo que no toque la llama del mechero.

Una vez que empiece a despedir vapor, acerquen la cuchara a la boca del tubo hasta que se for-men gotitas.

Qu sabor piensan que tendrn esas gotitas? Por qu?

Retiren la cuchara y prueben el agua que qued en ella. Qu sabor tiene?

Sigan calentando y probando. Al mismo tiempo, vayan registrando lo que sucede y si se modifi-ca el sabor del agua.

Continen hasta que se haya evaporado toda el agua y retiren el tubo del fuego. Qu ser elresiduo que qued en el fondo del tubo?

Retiren un poquito de ese residuo con una varilla de vidrio limpia y prueben, qu es?

Traten de explicar lo que sucedi en toda esta parte de la experiencia, utilizando para ello losconceptos de solucin y evaporacin. Relacionen su explicacin con las preguntas iniciales.


Recuperar el agua: destilacin

En la experiencia anterior, aprendieron una manera de separar el agua de la sal presente en una solucin.Sin embargo, aunque obtuvieron nuevamente la sal, no pudieron recuperar el agua.

a. Les proponemos ahora que diseen y prueben una experiencia en la que puedan separar los ma-teriales de la solucin de agua y sal y recuperarlos a ambos.

b. Si no lograron recuperar la totalidad del agua, lean la siguiente informacin.

El procedimiento de evaporar el agua y condensarla para separarla de la sal nos presenta un proble-ma: el vapor es un gas, y, como tal, es muy difcil de "atrapar", lo que ocasiona la prdida de granparte del agua. Para resolver este problema, podemos armar un dispositivo que encierre al vapor, loenfre y, ya lquido nuevamente, nos permita recogerlo en un recipiente.

Preparen nuevamente solucin salina con 50 ml de agua dentro del tubo y dispongan todo lonecesario para calentar, pero colquenle al tubo un tapn de goma perforado, en el que intro-ducirn un tubo de vidrio acodado. El extremo libre del tubo acodado debe quedar sobre un va-so o recipiente que reciba el agua.

c. Hagan la experiencia para ver si recuperan la misma (o casi la misma) cantidad de agua que pu-sieron en el tubo.

Durante el proceso, el tubito acodado se calienta, de qu modo lo mantendran fro para ase-gurar una rpida condensacin del vapor que pasa por el tubo?

d. Diseen una manera y prubenla.

e. Este dispositivo que han armado se llama "refrigerante". Si en el laboratorio de la escuela tienenun refrigerante de Graham, obsrvenlo y comprenlo con lo que ustedes armaron. Si no tienenuno, busquen en la bibliografa una imagen y una explicacin de su funcionamiento.

f. Con todo lo que hicieron, ya pueden animarse a disear una secuencia para separar mezclas mscomplejas, como agua, arena y sal; agua, limaduras de hierro y piedritas, y todas las que se lesocurran. No olviden organizar bien el trabajo, pensar qu instrumentos van a utilizar en relacincon las caractersticas de la mezcla, qu van a separar primero, etc.

g. Vuelvan a la bibliografa para buscar informacin sobre mtodos de separacin de mezclas. Or-ganicen la informacin en un cuadro o grfico, incluyendo dibujos y explicaciones de los proce-sos que ustedes realizaron.

tubo de vidrio acodado

Unidad de Recursos DidcticosSUBSECRETARA DE EDUCACIN BSICA

CALOR Y T.pdf

Documents

Transcript of CALOR Y T.pdf