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+ queMÁS

Proyecto didáctico y Dirección EditorialPedro Saccaggio

AutoríaIgnacio Miller Laura Melchiorre

EdiciónIgnacio MillerAndrés Albornoz

Corrección: Roberta Zucchello

Miller, Ignacio David Naturales 5 bonaerense Serie + que MÁS / Ignacio David Miller y Laura Melchiore ; ilustrado por Conrado Giusti ; Favian Villarraga Martinez ; Nelson Castro. - 1a ed. - Buenos Aires : Edelvives, 2012. 152 p. : il.; 27 x 22 cm.

ISBN 978-987-642-170-6

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

Proyecto visual y Dirección de ArteNatalia Fernández

Diseño de tapa Natalia Fernández

Diseño de maquetaNatalia Fernández y Cecilia Aranda

DiagramaciónCarolina Sesa

IlustraciónFavian Villarraga Martinez, Conrado Giusti, Nelson Castro

Documentación fotográficaMariana Jubany

Preimpresión y producción gráficaMaría Marta Rodríguez Denis

FotograFía

Agradecimientos: NASA/cortesía de nasaimages.org

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

Experiencias: Paula Bonacorsi. Página 11: Michiel1972/cc by-sa 3.0; p.16: Markus Gayola/cc by-sa 3.0 (ab-i); p.18: Operation Migration/USFWS; p.23: Stilfehler/cc by-sa 3.0 (a-d); p.24: Josie Kemp/DP (d); p.28:Nova/GFDL; p.29: Gryffindor/cc by-sa 3.0 (ab-i); p.30: Luis Miguel Bugallo Sánchez/cc by-sa 3.0 (a-i); p.34: Krzysztof P. Jasiutowicz/cc by-sa 3.0 (a-i); p.35: Larissa Allen/cc by-sa 3.0 (a); p.36: William Warby/cc by-sa 2.0 (a); p.44: CompoO/cc by-sa 3.0 (a), Darío Alpern/cc by-sa 3.0 (ab); p.48: Woodleywonderworks/cc by-sa 2.0 (a-d); p.55: ©Dana Bartekoske Heinemann|Dreamstime.com (a), Samuel Mann/cc by-sa 2.0 (ab-d); p.56: Daramot/cc by-sa 2.0; p.58: Nevit Dilmen/cc by-sa 3.0 (a-d); p.63: Kat Clay/cc by-sa 2.0 (ab-i), Hans Hillewaert/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.64: Ctpyjajoe/cc by-sa 3.0 (a), Richard Bartz/cc by-sa 2.5 (ab-d); p.66: Daniel Ventura/cc by-sa 3.0 (ab); p.68: Tab59/cc by-sa 2.0 (ab-d); p.72: Claudio Díaz Timm/cc by-sa 2.0 (c); p.76: Thienzieyung/cc by-sa 2.0 (a-d); p.78: Leonard J.De Francisci/cc by-sa 3.0 (a); p.86: Joe Mabel/cc by-sa 3.0 (a); p.96: 4028mdk09/cc by-sa 3.0 (a), Kryszof Mizera/cc by-sa 3.0 (d); p.98: Christian Henrich/cc by-sa 2.5 (a-i); p.99: Historicair/cc by-sa 3.0 (a-i), Johntarantino1/cc by-sa 3.0 (a-d), Che/cc by-sa 2.5 (ab-d); p.102: Forest Wonder/cc by-sa 3.0 (a); p.109: ESO/Y.Beletsky/cc by-sa 3.0 (a); p.112: Garethwiscambe ESO/Y.Beletsky/cc by-sa 2.0 (a); ESO/S.Guisard/cc by-sa 3.0 (a-d); p.116: NASA/Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (a-d), E. Kolmhofer, H. Raab; Johannes-Kepler-Observatory/cc by-sa 3.0 (ab-d); p.123: Navicore/cc by-sa 3.0 (a); p.132: Sterilgut assistenth/GNU (a-d), Liliy_M/cc by-sa 3.0 (ab-i); p.145: Pablo Bruno D’Amico/cc by-sa 2.0 (a-d).

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

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

Talleres Gráficos Edelvives (50012 Zaragoza)Certificado ISO 9001

Printed in Spain

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

+ queMÁS

5bonaerense

Cienciasnaturales

4

Así es este libro 6

1 Los materiales y el calor 8¿Es lo mismo el calor y la temperatura? 9La medición de la temperatura 10 Los termómetros 10 El termómetro clínico y el termómetro de laboratorio 11 Otros tipos de termómetros 12El equilibrio térmico 13El calor y los cambios de estado de los materiales 14 Los sólidos 15 Los líquidos 16 Los gases 17Ambiente y tecnología: El control de la temperatura en los organismos y en la tecnología 18En práctica: ¿Cómo observar el equilibrio térmico? 20Revisamos qué aprendimos 21

2 Los materiales y el sonido 22Un mundo de sonidos 23¿Cómo se transmite el sonido? 24Las propiedades del sonido 25 La intensidad 25 El tono 25 El timbre 25La reflexión del sonido 26 La reverberación 26 El sonar 27El proceso de audición 28Los instrumentos musicales 29Ambiente y tecnología: La contaminación sonora 30En práctica: ¿Se puede “ver” el tono de un sonido? 32Revisamos qué aprendimos 33

3 Los microorganismos 34Si está vivo, tiene células 35Organismos que no se observan a simple vista 36¿Cómo medir lo muy pequeño? 37El microscopio 38 El microscopio óptico 38 El microscopio electrónico 39¿Qué tipos de microorganismos existen? 40 Las bacterias 40 Los protozoos 41 Los hongos microscópicos 41 Las algas microscópicas 42 Los virus 42

Los microorganismos en la vida humana 43Ambiente y tecnología: Microorganismos en la conservación de los ambientes 44En práctica: ¿Qué aspecto tienen los microorganismos? 46Revisamos qué aprendimos 47

4 La organización del cuerpo humano 48¿Cómo se organiza el cuerpo humano? 49La función de nutrición 50Las funciones de relación y control 52La función de reproducción 54 El desarrollo antes del nacimiento 55 El desarrollo después del nacimiento 55La integración de los sistemas 56Ambiente y tecnología: Imágenes del interior del cuerpo humano 58En práctica: ¿Cómo se relacionan los sistemas del cuerpo humano? 60Revisamos qué aprendimos 61

5 Los alimentos 62Los seres vivos se alimentan 63Dos modos de alimentación 64 Los heterótrofos 64 Los autótrofos 65Los biomateriales 66El agua y los minerales 67La alimentación en nuestra vida 68 La alimentación saludable 68 Los grupos de alimentos 69 La información nutricional 70 La gráfica de la alimentación saludable 71 Consejos para una alimentación saludable 71Ambiente y tecnología: Dietas animales y dietas humanas 72En práctica: ¿Cuál es la composición de los alimentos que consumimos? 74Revisamos qué aprendimos 75

6 Las transformaciones de los alimentos 76Los alimentos se elaboran 77La producción de los alimentos 78La conservación de los alimentos 80 La conservación por eliminación del aire 80 La conservación por eliminación del agua 81 La conservación por eliminación del calor 82

5

La conservación por acción del calor 83 La conservación mediante el agregado de sustancias 84Las enfermedades transmitidas por alimentos 85Ambiente y tecnología: La seguridad alimentaria 86En práctica: ¿Cómo los microorganismos transforman los alimentos? 88Revisamos qué aprendimos 89

7 La Tierra 90¿Qué tan grande es la Tierra? 91La forma y el tamaño de la Tierra 92 Pruebas de la esfericidad de la Tierra 92 La medición del tamaño de la Tierra 93La Tierra no es solo tierra 94 El interior terrestre 94 La atmósfera 95La fuerza de gravedad 96 El peso 96 La gravedad fuera de la Tierra 97Ambiente y tecnología: La contaminación de los subsistemas terrestres 98En práctica: Una clase sobre la Tierra 100Revisamos qué aprendimos 101

8 El cielo y la Tierra 102La observación del cielo 103El Sol en el cielo 104 El Sol a lo largo del día 104 El Sol a lo largo del año 105 El reloj de Sol 105Las estrellas en el cielo 106 El movimiento de las estrellas 106 Las constelaciones 107La Luna en el cielo 108Los planetas en el cielo 109Los movimientos de la Tierra 110 El movimiento de rotación 110 Paralelos, meridianos y husos horarios 110 El movimiento de traslación 111Ambiente y tecnología: La observación del cielo a lo largo de la historia 112En práctica: ¿Cómo analizar los movimientos de la Tierra? 114Revisamos qué aprendimos 115

9 El sistema solar 116Dos teorías del universo 117Las magnitudes en el sistema solar 118 Los tamaños en el sistema solar 118 Las distancias en el sistema solar 118El Sol 119Los planetas 120 Los planetas interiores 120 Los planetas exteriores 121Otros componentes del sistema solar 122 Los satélites naturales 122 Los planetas enanos 122 Los asteroides, los cometas y los meteoroides 123Los movimientos de los planetas 124 La traslación 124 La rotación 125Ambiente y tecnología: Formaciones y fenómenos naturales en el sistema solar 126En práctica: ¿Cómo diseñar un modelo a escala del sistema solar? 128Revisamos qué aprendimos 129

Herramientas para trabajar en ciencias 130Efectuar mediciones 132Identificar variables en un experimento 133Elaborar un informe sobre una experiencia 134Familiarizarse con el uso del microscopio óptico 136Buscar las ideas principales de un texto 138Representar la información en gráficos 140Buscar definiciones y ejemplos en un texto 142Seleccionar imágenes para una presentación 144Utilizar un simulador informático para observar el cielo 146Construir modelos a escala 148Comprender el trabajo con escalas 149Repasar lo aprendido 150

6

Así es este libro

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

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

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

desarrollos tecnológicos y diversos aspectos del ambiente

y su conservación.

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Los microorganismos en la vida humanaDesde hace tiempo, se conocen los efectos beneficiosos de algunos microor-

ganismos. Las personas los aprovechan de diversas maneras. •Algunos microorganismos son utilizados en la industria alimentaria para ob-

tener varios productos. Así ocurre con las levaduras que se emplean en la fabricación del pan. Por su parte, en la elaboración del yogur, se utilizan como materia prima, además de la leche, un grupo particular de bacterias. Al actuar sobre la leche, las bacterias modifican las propiedades naturales de esta y le dan mayor consistencia y un sabor diferente.

•Hay también microorganismos que se emplean en la producción de medi-camentos y vacunas. Por ejemplo, la penicilina es un antibiótico que se ob-tiene de varias especies del hongo microscópico Penicillium. Al mismo tiem-po, muchos otros microorganismos son considerados perjudiciales, porque causan enfermedades a los seres humanos, a las plantas y a los animales. Los microorganismos que originan enfermedades son llamados patógenos. Al-gunas enfermedades causadas por microorganismos son las siguientes.

•Enfermedades causadas por bacterias: tuberculosis, neumonía, faringitis, me-ningitis, cólera, tétanos.

•Enfermedades causadas por protozoos: toxoplasmosis y paludismo, además del mal de Chagas-Mazza.

•Enfermedades causadas por hongos: pie de atleta y candidiasis.Las formas de contagio de una enfermedad provocada por microorganismos

son variadas. Por ejemplo, la meningitis se transmite de una persona a otra a tra-vés de los estornudos o por intermedio de objetos contaminados con el micro-organismo. El cólera, en cambio, se transmite a través del consumo de agua o de alimentos contaminados con la bacteria Vibrio cholerae. Y el tétanos, cuando la bacteria que lo causa entra al cuerpo a través de una herida abierta.

La tuberculosis es causada por una bacte-ria, denominada Mycobacterium tuberculo-sis. Esta enfermedad ataca principalmente los pulmones.

Para prevenir algunas de las enfermedades causadas por microorganismos, existen vacu-nas específicas, que se elaboran a partir del mismo patógeno, pero debilitado.

Entre las levaduras, se destaca la Saccharomyces cerevisiae o levadura de cerve-za, que se utiliza en la elaboración del pan, la cerveza y el vino.

5.Subrayen con rojo las afirmaciones correctas y con azul las incorrectas.

Todas las algas microscópicas son heterótrofas.

Todas las algas microscópicas son unicelulares.

Los virus no respiran.

Los virus están formados por células.

En la elaboración del yogur, se utilizan levaduras.

El pie de atleta es una infección causada por un hongo.

Los antibióticos se emplean para combatir algunos microor-ganismos patógenos.

Actividades

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Los microorganismos en la vida humanaDesde hace tiempo, se conocen los efectos beneficiosos de algunos microor-

ganismos. Las personas los aprovechan de diversas maneras. •Algunos microorganismos son utilizados en la industria alimentaria para ob-

tener varios productos. Así ocurre con las levaduras que se emplean en la fabricación del pan. Por su parte, en la elaboración del yogur, se utilizan como materia prima, además de la leche, un grupo particular de bacterias. Al actuar sobre la leche, las bacterias modifican las propiedades naturales de esta y le dan mayor consistencia y un sabor diferente.

•Hay también microorganismos que se emplean en la producción de medi-camentos y vacunas. Por ejemplo, la penicilina es un antibiótico que se ob-tiene de varias especies del hongo microscópico Penicillium. Al mismo tiem-po, muchos otros microorganismos son considerados perjudiciales, porque causan enfermedades a los seres humanos, a las plantas y a los animales. Los microorganismos que originan enfermedades son llamados patógenos. Al-gunas enfermedades causadas por microorganismos son las siguientes.

•Enfermedades causadas por bacterias: tuberculosis, neumonía, faringitis, me-ningitis, cólera, tétanos.

•Enfermedades causadas por protozoos: toxoplasmosis y paludismo, además del mal de Chagas-Mazza.

•Enfermedades causadas por hongos: pie de atleta y candidiasis.Las formas de contagio de una enfermedad provocada por microorganismos

son variadas. Por ejemplo, la meningitis se transmite de una persona a otra a tra-vés de los estornudos o por intermedio de objetos contaminados con el micro-organismo. El cólera, en cambio, se transmite a través del consumo de agua o de alimentos contaminados con la bacteria Vibrio cholerae. Y el tétanos, cuando la bacteria que lo causa entra al cuerpo a través de una herida abierta.

La tuberculosis es causada por una bacte-ria, denominada Mycobacterium tuberculo-sis. Esta enfermedad ataca principalmente los pulmones.

Para prevenir algunas de las enfermedades causadas por microorganismos, existen vacu-nas específicas, que se elaboran a partir del mismo patógeno, pero debilitado.

Entre las levaduras, se destaca la Saccharomyces cerevisiae o levadura de cerve-za, que se utiliza en la elaboración del pan, la cerveza y el vino.

5.Subrayen con rojo las afirmaciones correctas y con azul las incorrectas.

Todas las algas microscópicas son heterótrofas.

Todas las algas microscópicas son unicelulares.

Los virus no respiran.

Los virus están formados por células.

En la elaboración del yogur, se utilizan levaduras.

El pie de atleta es una infección causada por un hongo.

Los antibióticos se emplean para combatir algunos microor-ganismos patógenos.

Actividades

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

45

Los biodigestores. En las zonas rurales, cada vez es más frecuente el uso de biodigestores. Se trata de instalaciones donde se aprovecha la acción de un tipo particular de bacterias para obtener biogás a partir de la descomposición de los residuos orgánicos que se generan en la actividad agropecuaria (fundamentalmente, restos de vegetales y ex-crementos de animales).

2.residuos orgánicos

8.zona de almacenamiento de abono orgánico

3.agregado de agua

uso del abono orgánico para mejorar los suelos cultivables

6.biogás

12.uso doméstico de la electricidad

4.mezclador de desechos con agua

9.tanque de almacenamiento de biogás

5.zona de fermentación por acción de bacterias

10.uso doméstico del biogás (cocina, calefón, calefactor)

10.

11.

1.excrementos de animales

7.medidor de presión

¿Cómo es un biodigestor? A diferencia de los recipientes donde se prepara el compost, el interior del biodigestor de-be estar aislado de la entrada de oxígeno. El biogás obtenido se utiliza en las actividades domés-ticas (cocina y calefacción) o para hacer funcionar pequeñas centrales térmicas de genera-ción de energía eléctrica. Los re-siduos sólidos de la biodigestión se emplean como abono orgá-nico para mejorar la calidad de los suelos cultivables.

biodigestor

11.combustión del biogás para accionar un generador de electricidad

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44

Ambienteytecnología

Los inoculantes. Además del compost, en los cultivos se utilizan determinadas bacterias y hongos microscó-picos que, con su actividad, contribuyen al crecimien-to de las plantas. Estos microorganismos captan el gas llamado nitrógeno, que forma parte del aire, y lo trans-forman, de manera que puede ser aprovechado por las plantas. Los microorganismos son introducidos o inoculados en las semillas y, a medida que la planta crece, forman micorrizas con las raíces.

La biorremediación. También se utilizan hongos y bacterias para limpiar los suelos y las aguas contami-nados. En 2012, el investigador holandés Mark van Loosdrecht recibió un premio concedido anualmen-te por la Cumbre Mundial de Ciudades por haber de-sarrollado un método para purificar el agua usando bacterias. Este método es cincuenta veces más rápi-do que el que se emplea en las plantas potabilizado-ras tradicionales.

Microorganismos en la conservación de los ambientes

Los microorganismos son parte fundamental del buen funcionamiento de los ambientes naturales. Hongos y bacterias actúan constantemente descompo-niendo los restos y desechos de todos los organismos y transformándolos en ma-teriales simples imprescindibles para el crecimiento de las plantas. Esta actividad descomponedora es aprovechada por el hombre para reducir la contaminación provocada por las mismas actividades humanas.

El compost. En muchos lugares, se utilizan grandes contenedores para colocar los residuos orgánicos, tales como restos vegetales de las cosechas y excre-mentos de animales. Manteniendo las condiciones de humedad adecuadas, las bacterias actúan sobre esos residuos y los descomponen; de este modo, se ob-tiene un abono de óptima calidad, llamado compost, que se usa para mejorar el suelo en las áreas de cul-tivo. Así se evita el empleo de fertilizantes artificiales.

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Ambiente ytecnología

8

•El calor está presente en muchas situaciones cotidianas, desde el agua que calentamos pa-ra preparar el mate hasta la calefacción de los hogares. También interviene en otras situacio-nes, aunque no nos demos cuenta.− ¿Qué ocurre con el agua de un charco cuan-do el charco se seca? ¿Es correcto decir que el agua “desaparece”?−De dos personas que se mojan, una puede sentir el agua tibia y otra puede sentirla fres-ca. ¿Es posible que, a pesar de esas diferen-cias, el agua tenga la misma temperatura?

− ¿Cómo harían para saber con precisión cuál es la temperatura del agua?

•Imaginen la siguiente situación: se saca de la hornalla una olla con agua hirviendo y se su-merge en ella otra olla con agua helada, sin que se mezclen los líquidos. Conversen entre todos:− ¿A qué temperatura, aproximadamente, es-tá el agua hirviendo? ¿Y el agua helada? − ¿Cómo será la temperatura de cada olla luego de media hora: mayor, menor o igual? ¿Por qué?

Empecemos por acá

Losmaterialesyelcalor1

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•El calor está presente en muchas situaciones cotidianas, desde el agua que calentamos pa-ra preparar el mate hasta la calefacción de los hogares. También interviene en otras situacio-nes, aunque no nos demos cuenta.− ¿Qué ocurre con el agua de un charco cuan-do el charco se seca? ¿Es correcto decir que el agua “desaparece”?−De dos personas que se mojan, una puede sentir el agua tibia y otra puede sentirla fres-ca. ¿Es posible que, a pesar de esas diferen-cias, el agua tenga la misma temperatura?

− ¿Cómo harían para saber con precisión cuál es la temperatura del agua?

•Imaginen la siguiente situación: se saca de la hornalla una olla con agua hirviendo y se su-merge en ella otra olla con agua helada, sin que se mezclen los líquidos. Conversen entre todos:− ¿A qué temperatura, aproximadamente, es-tá el agua hirviendo? ¿Y el agua helada? − ¿Cómo será la temperatura de cada olla luego de media hora: mayor, menor o igual? ¿Por qué?

Empecemos por acá

Losmaterialesyelcalor1

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Herramientas para trabajar en ciencias

Seleccionar imágenes para una presentaciónTanto en los trabajos impresos como en las presentaciones orales, las imágenes

proporcionan una infinidad de posibilidades para hacer más comprensible y di-námica la exposición. •Cuando se seleccionan imágenes para una presentación, hay que tener en

cuenta que estas, por sí solas, pueden ser interpretadas de muy diversas ma-neras. Por ejemplo, una fotografía de la selva tropical puede servir para ejem-plificar la diversidad de especies vegetales de ese ambiente o para distinguir la biosfera del resto de los subsistemas terrestres.

•Para dirigir la atención de los destinatarios hacia el aspecto de la imagen que se desea destacar, es imprescindible que vaya acompañado de un texto; este texto, por lo general breve, es el epígrafe.Por ejemplo, Agustina buscó en internet una serie de imágenes que le sir-

ven para ilustrar un trabajo sobre la Tierra que le solicitaron en la escuela. Para organizar la página que se refiere a la esfera terrestre, eligió cuatro imágenes y las acompañó de los siguientes epígrafes.

Vista desde el espacio, la Tierra presenta zonas cubiertas por ma-sas continentales y grandes exten-siones de agua, además de nubes.

En las regiones cercanas a los polos, los rayos del Sol lle-gan de manera muy oblicua; en consecuencia, las tempe-raturas son bajas y hay grandes extensiones de hielo que se mantiene durante todo el año.

Aunque para algunos pueblos de la antigüedad la Tierra tenía forma de un disco plano, desde hace muchos siglos se sabe que es esférica, co-mo muestra esta imagen del año 1550.

En las regiones cercanas al ecuador, los rayos del Sol llegan de manera directa; en consecuencia, las tem-peraturas son altas durante todo el año y suele haber abundante vegetación.

Un panorama general de la Tierra

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145145

1. Observen las siguientes fotografías, que forman parte de una lámina referida a los subsistemas terrestres.

El turno de ustedes

2. Indiquen la letra de la imagen que consideren más re-presentativa de cada subsistema.

3. Escriban, debajo de cada fotografía, un epígrafe relacio-nado con el tema que ilustra.

4. Estas imágenes podrían haber servido para ilustrar otros temas. Indiquen cuál les parece más adecuada para…

una presentación acerca de los distintos tipos de nubes.

una página referida a la transmisión del sonido en los líquidos.

una exposición acerca de las propiedades de los gases.

una clase acerca la alimentación de los seres vivos.

5. Comparen con lo que decidieron sus compañeros para resolver las consignas anteriores y comenten las coinci-dencias y las divergencias que hubo.

6. Elijan una de las cuatro fotos de esta página y piensen para qué otro tema podrían emplearla. Redacten en sus carpetas un epígrafe en el que destaquen esa informa-ción de la imagen.

Imagen elegida:

Tema relacionado:

Nuevo epígrafe:

A

C

B

D

Atmósfera

Geosfera Biosfera

Hidrosfera

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

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

Herramientas para trabajar en ciencias

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

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

Al pie de la página hay una indicación que conecta el

capítulo con una página de la sección Herramientas para

trabajar en ciencias.

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En práctica

p. 146Herramientas para trabajar en ciencias

PASO 6 Con un poco de masilla, adhieran las banderitas sobre la región del globo terráqueo en el hemisferio que corresponde.

PASO 7 Mantengan el globo terráqueo frente a la lámpara y observen la ubicación de las banderitas. ¿En cuál de los hemisferios será verano y en cuál, invierno?

PASO 8 Giren el globo terráqueo y observen la variación de las sombras que proyectan las banderitas. ¿Cuál pro-yecta la sombra más larga? ¿Cuánto se elevará el Sol so-bre el horizonte en ese hemisferio: a una altura mayor o a una altura menor que en el otro hemisferio?

PASO 9 Coloquen el globo terráqueo del otro lado de la lámpara, manteniendo la misma distancia que an-tes. Den vuelta la lámpara y observen nuevamente las sombras proyectadas por las banderitas. Indiquen si en cada hemisferio las estaciones del año se han invertido.

Registro y análisis de los resultados • Respondan: ¿por qué el globo terráqueo está inclinado?•Relean el método que se explica en la página 103 para

determinar la posición de los puntos cardinales. Con-versen entre todos: ¿cómo se podría aplicar ese método en el modelo del globo terráqueo y la lámpara?

¿Cómo analizar los movimientos de la Tierra?

Elementos necesarios • 1 globo terráqueo•masilla plástica • 3 escarbadientes• 1 lámpara • 3 tiras de papel de aproximadamente 3 cm x 9 cm • lápiz y pegamento

Paso a paso Primera parte PASO 1 Apoyen el globo terráqueo sobre una mesa, ob-

sérvenlo e identifiquen los siguientes puntos. • El polo norte y el polo sur. • El ecuador terrestre.• El meridiano de Greenwich.

PASO 2 Tomen uno de los escarbadientes y colóquenle un poco de masilla en uno de sus extremos. Luego, adhiéranlo sobre el globo terráqueo, a la altura de la Argentina.

PASO 3 Apoyen la lámpara sobre la mesa, justo enfrente del globo terráqueo y enciéndanla, de manera que el haz de luz llegue al globo. Luego ubíquense detrás del globo terráqueo y gírenlo lentamente. Respondan: ¿cuándo será el amanecer en el lugar donde se encuentra el escar-badientes? ¿Cuándo será el atardecer? ¿En qué momento será de noche?

PASO 4 Sigan girando el globo terráqueo y observen la sombra que proyecta el escarbadientes. Respondan: ¿el largo de la sombra es siempre igual? ¿A qué momento del día corresponden las sombras más largas? ¿Y las más cortas?

Segunda parte PASO 5 Doblen las tiras de papel, de modo que cada una

tenga un largo de 4,5 cm. Coloquen cada tira sobre un escarbadientes y péguenla por sus extremos, de mane-ra que forme una “banderita”. En una de las banderitas anoten “hemisferio norte” y en la otra, “hemisferio sur”.

En la siguiente actividad construirán un modelo que les permitirá observar y aplicar lo que aprendieron en este capítulo acerca de los movimientos de la Tierra y sus efectos.

hemisferio sur

hemisferio norte

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Revisamosquéaprendimos

8.Marquen con una X el animal que no pertenece al grupo.a) Seres vivos autótrofos. Cocodrilo. Eucalipto.

Alga. Trigo.

b) Animales carnívoros. León. Perro.

Tiburón. Venado.

c)Animales omnívoros. Búho. Chimpancé. Cuervo. Tigre.

9.En sus carpetas, indiquen el principal tipo de nutriente que aportan los siguientes alimentos.

• Clasifiquen los alimentos según el grupo al que per-tenecen.

A A

B L

C I

D M

E E

F N

G T

H A

I C

J I

K Ó

L N

Yogur.

Tomate.

Fideos.

Alfajor.

Costilla de cerdo.

Manteca.

7.Completen el acróstico con la palabra a la que reem-plaza cada estrella en las oraciones.a.Los * son los seres vivos que se alimentan de los res-tos y los desechos de otros seres vivos.b.El calcio es un * que forma parte de los huesos y de los dientes.c.La * es el plan de alimentación diaria que realizan las personas.d.Las * deben ser consumidas diariamente en peque-ñas cantidades, ya que no pueden ser almacenadas en el cuerpo.e.Los seres vivos utilizan los componentes de los ali-mentos para obtener * y materiales.f.Las * son los biomateriales que proporcionan la ma-yor parte de los materiales que conforman las diferen-tes partes del cuerpo.g.Un organismo * se alimenta de otros seres vivos. h.El * permite que todos los demás nutrientes circulen por el cuerpo.i.La * y sus derivados son la principal fuente de calcio.j.A partir de los alimentos, los seres vivos obtienen *, que les permiten crecer, desarrollarse y mantener su organismo.k.Se dice que un ser vivo es * cuando produce sus pro-pios alimentos.l.Un animal * se alimenta de otros animales, de plan-tas y de hongos.

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En práctica

p. 146Herramientas para trabajar en ciencias

PASO 6 Con un poco de masilla, adhieran las banderitas sobre la región del globo terráqueo en el hemisferio que corresponde.

PASO 7 Mantengan el globo terráqueo frente a la lámpara y observen la ubicación de las banderitas. ¿En cuál de los hemisferios será verano y en cuál, invierno?

PASO 8 Giren el globo terráqueo y observen la variación de las sombras que proyectan las banderitas. ¿Cuál pro-yecta la sombra más larga? ¿Cuánto se elevará el Sol so-bre el horizonte en ese hemisferio: a una altura mayor o a una altura menor que en el otro hemisferio?

PASO 9 Coloquen el globo terráqueo del otro lado de la lámpara, manteniendo la misma distancia que an-tes. Den vuelta la lámpara y observen nuevamente las sombras proyectadas por las banderitas. Indiquen si en cada hemisferio las estaciones del año se han invertido.

Registro y análisis de los resultados • Respondan: ¿por qué el globo terráqueo está inclinado?•Relean el método que se explica en la página 103 para

determinar la posición de los puntos cardinales. Con-versen entre todos: ¿cómo se podría aplicar ese método en el modelo del globo terráqueo y la lámpara?

¿Cómo analizar los movimientos de la Tierra?

Elementos necesarios • 1 globo terráqueo•masilla plástica • 3 escarbadientes• 1 lámpara • 3 tiras de papel de aproximadamente 3 cm x 9 cm • lápiz y pegamento

Paso a paso Primera parte PASO 1 Apoyen el globo terráqueo sobre una mesa, ob-

sérvenlo e identifiquen los siguientes puntos. • El polo norte y el polo sur. • El ecuador terrestre.• El meridiano de Greenwich.

PASO 2 Tomen uno de los escarbadientes y colóquenle un poco de masilla en uno de sus extremos. Luego, adhiéranlo sobre el globo terráqueo, a la altura de la Argentina.

PASO 3 Apoyen la lámpara sobre la mesa, justo enfrente del globo terráqueo y enciéndanla, de manera que el haz de luz llegue al globo. Luego ubíquense detrás del globo terráqueo y gírenlo lentamente. Respondan: ¿cuándo será el amanecer en el lugar donde se encuentra el escar-badientes? ¿Cuándo será el atardecer? ¿En qué momento será de noche?

PASO 4 Sigan girando el globo terráqueo y observen la sombra que proyecta el escarbadientes. Respondan: ¿el largo de la sombra es siempre igual? ¿A qué momento del día corresponden las sombras más largas? ¿Y las más cortas?

Segunda parte PASO 5 Doblen las tiras de papel, de modo que cada una

tenga un largo de 4,5 cm. Coloquen cada tira sobre un escarbadientes y péguenla por sus extremos, de mane-ra que forme una “banderita”. En una de las banderitas anoten “hemisferio norte” y en la otra, “hemisferio sur”.

En la siguiente actividad construirán un modelo que les permitirá observar y aplicar lo que aprendieron en este capítulo acerca de los movimientos de la Tierra y sus efectos.

hemisferio sur

hemisferio norte

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En práctica

p. 146Herramientas para trabajar en ciencias

PASO 6 Con un poco de masilla, adhieran las banderitas sobre la región del globo terráqueo en el hemisferio que corresponde.

PASO 7 Mantengan el globo terráqueo frente a la lámpara y observen la ubicación de las banderitas. ¿En cuál de los hemisferios será verano y en cuál, invierno?

PASO 8 Giren el globo terráqueo y observen la variación de las sombras que proyectan las banderitas. ¿Cuál pro-yecta la sombra más larga? ¿Cuánto se elevará el Sol so-bre el horizonte en ese hemisferio: a una altura mayor o a una altura menor que en el otro hemisferio?

PASO 9 Coloquen el globo terráqueo del otro lado de la lámpara, manteniendo la misma distancia que an-tes. Den vuelta la lámpara y observen nuevamente las sombras proyectadas por las banderitas. Indiquen si en cada hemisferio las estaciones del año se han invertido.

Registro y análisis de los resultados • Respondan: ¿por qué el globo terráqueo está inclinado?•Relean el método que se explica en la página 103 para

determinar la posición de los puntos cardinales. Con-versen entre todos: ¿cómo se podría aplicar ese método en el modelo del globo terráqueo y la lámpara?

¿Cómo analizar los movimientos de la Tierra?

Elementos necesarios • 1 globo terráqueo•masilla plástica • 3 escarbadientes• 1 lámpara • 3 tiras de papel de aproximadamente 3 cm x 9 cm • lápiz y pegamento

Paso a paso Primera parte PASO 1 Apoyen el globo terráqueo sobre una mesa, ob-

sérvenlo e identifiquen los siguientes puntos. • El polo norte y el polo sur. • El ecuador terrestre.• El meridiano de Greenwich.

PASO 2 Tomen uno de los escarbadientes y colóquenle un poco de masilla en uno de sus extremos. Luego, adhiéranlo sobre el globo terráqueo, a la altura de la Argentina.

PASO 3 Apoyen la lámpara sobre la mesa, justo enfrente del globo terráqueo y enciéndanla, de manera que el haz de luz llegue al globo. Luego ubíquense detrás del globo terráqueo y gírenlo lentamente. Respondan: ¿cuándo será el amanecer en el lugar donde se encuentra el escar-badientes? ¿Cuándo será el atardecer? ¿En qué momento será de noche?

PASO 4 Sigan girando el globo terráqueo y observen la sombra que proyecta el escarbadientes. Respondan: ¿el largo de la sombra es siempre igual? ¿A qué momento del día corresponden las sombras más largas? ¿Y las más cortas?

Segunda parte PASO 5 Doblen las tiras de papel, de modo que cada una

tenga un largo de 4,5 cm. Coloquen cada tira sobre un escarbadientes y péguenla por sus extremos, de mane-ra que forme una “banderita”. En una de las banderitas anoten “hemisferio norte” y en la otra, “hemisferio sur”.

En la siguiente actividad construirán un modelo que les permitirá observar y aplicar lo que aprendieron en este capítulo acerca de los movimientos de la Tierra y sus efectos.

hemisferio sur

hemisferio norte

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75

Revisamosquéaprendimos

8.Marquen con una X el animal que no pertenece al grupo.a) Seres vivos autótrofos. Cocodrilo. Eucalipto.

Alga. Trigo.

b) Animales carnívoros. León. Perro.

Tiburón. Venado.

c)Animales omnívoros. Búho. Chimpancé. Cuervo. Tigre.

9.En sus carpetas, indiquen el principal tipo de nutriente que aportan los siguientes alimentos.

• Clasifiquen los alimentos según el grupo al que per-tenecen.

A A

B L

C I

D M

E E

F N

G T

H A

I C

J I

K Ó

L N

Yogur.

Tomate.

Fideos.

Alfajor.

Costilla de cerdo.

Manteca.

7.Completen el acróstico con la palabra a la que reem-plaza cada estrella en las oraciones.a.Los * son los seres vivos que se alimentan de los res-tos y los desechos de otros seres vivos.b.El calcio es un * que forma parte de los huesos y de los dientes.c.La * es el plan de alimentación diaria que realizan las personas.d.Las * deben ser consumidas diariamente en peque-ñas cantidades, ya que no pueden ser almacenadas en el cuerpo.e.Los seres vivos utilizan los componentes de los ali-mentos para obtener * y materiales.f.Las * son los biomateriales que proporcionan la ma-yor parte de los materiales que conforman las diferen-tes partes del cuerpo.g.Un organismo * se alimenta de otros seres vivos. h.El * permite que todos los demás nutrientes circulen por el cuerpo.i.La * y sus derivados son la principal fuente de calcio.j.A partir de los alimentos, los seres vivos obtienen *, que les permiten crecer, desarrollarse y mantener su organismo.k.Se dice que un ser vivo es * cuando produce sus pro-pios alimentos.l.Un animal * se alimenta de otros animales, de plan-tas y de hongos.

(062-075)_U5_Natu5º.indd 75 9/26/12 4:23 PM

8

• El calor está presente en muchas situaciones cotidianas, desde el agua que calentamos pa-ra preparar el mate hasta la calefacción de los hogares. También interviene en otras situacio-nes, aunque no nos demos cuenta. − ¿Qué ocurre con el agua de un charco cuan-do el charco se seca? ¿Es correcto decir que el agua “desaparece”? −De dos personas que se mojan, una puede sentir el agua tibia y otra puede sentirla fres-ca. ¿Es posible que, a pesar de esas diferen-cias, el agua tenga la misma temperatura?

− ¿Cómo harían para saber con precisión cuál es la temperatura del agua?

• Imaginen la siguiente situación: se saca de la hornalla una olla con agua hirviendo y se su-merge en ella otra olla con agua helada, sin que se mezclen los líquidos. Conversen entre todos: − ¿A qué temperatura, aproximadamente, es-tá el agua hirviendo? ¿Y el agua helada? − ¿Cómo será la temperatura de cada olla luego de media hora: mayor, menor o igual? ¿Por qué?

Empecemos por acá

Los materiales y el calor1

9

¿Es lo mismo el calor y la temperatura?En la vida cotidiana, las palabras calor y temperatura se utilizan como sinóni-

mos, muchas veces con el mismo significado. Así, alguien dice que “tiene calor” cuando siente que la temperatura del lugar en el que se encuentra es elevada. También, al realizar ejercicios, se habla de “entrar en calor” para referirse al au-mento de la temperatura de los músculos. Si bien el calor y la temperatura están relacionados, en realidad se trata de fenómenos distintos.

Al colocar una olla con agua fría sobre una hornalla encendida, la temperatu-ra del agua se va elevando hasta que comienza a hervir. Esto se debe a que el fue-go de la hornalla, que tiene una temperatura más alta que el agua, transfiere calor a esta, que se encuentra a una menor temperatura. De esta manera, la temperatura del agua aumenta y llega al hervor. Si luego se apaga la hornalla, la temperatura del agua volverá a bajar porque deja de recibir calor.

La temperatura es una propiedad que indica qué tan caliente o frío se en-cuentra un cuerpo (ya sea líquido, como el agua; gaseoso, como el gas de la hor-nalla; o sólido, como la olla). En sí misma, la temperatura no es algo que se trans-mita. Lo que se transmite, en cambio, es el calor. Esto ocurre siempre que hay dos o más objetos o materiales con diferente temperatura: en estos casos, el calor se transfiere desde los objetos o los materiales que tienen mayor temperatura hacia los que tienen menor temperatura.

El aumento de temperatura que se produce cuando los materiales o los ob-jetos reciben calor provoca, a su vez, diversos cambios en esos materiales u obje-tos. De esta manera, un objeto puede dilatarse (es decir, aumentar de volumen) cuando su temperatura sube; por el contrario, al disminuir su temperatura, se contrae. Cuando se los calienta, los objetos pueden también deformarse. En mu-chos casos, además, puede ocurrir que un material cambie de estado al alcanzar determinada temperatura. Así, un material sólido puede volverse líquido y, a su vez, un líquido puede volverse un gas.

Las baldosas pueden romperse debido a su-cesivas dilataciones y contracciones produci-das por la acción del calor

Los plásticos se deforman fácilmente cuando se los calienta. Cuando se los vuelve a enfriar, ya no recuperan su forma original.

La cera de una vela se halla en estado sólido, y cuando se calienta, pasa al estado líquido.

Al poner a calentar el agua de una olla, el ca-lor se transmite desde el fuego de la hornalla hacia el agua. A medida que el agua recibe calor, su temperatura aumenta.

Luego de permanecer un tiempo sobre la hornalla encendida, el agua hierve. En ese momento, su temperatura es de 100 ºC.

10

La medición de la temperaturaEn la vida de todos los días, nos conformamos con nuestras sensaciones

para determinar la temperatura de algún objeto, algún material o algún ambien-te. Por ejemplo, cuando sostenemos con nuestra mano una lata de gaseosa que estaba en la heladera, la sentimos fría. Esto es así porque nuestra mano tiene ma-yor temperatura que la lata. Sin embargo, si esa misma lata la tocáramos después de habernos lavado las manos con agua fría, quizás la sentiríamos tibia.

Los termómetrosPara obtener una medición exacta de la temperatura a la que se encuentra

un material o un objeto, o de cuál es la temperatura que hay en un ambiente, se utiliza un termómetro. Los termómetros son instrumentos especialmente dise-ñados para medir la temperatura.

Existen diversos tipos de termómetros. En muchos se aprovecha el fenómeno de la dilatación de los materiales que se produce al aumentar su temperatura. Por lo general, el material que se utiliza en estos termómetros son líquidos que se dilatan fácilmente, como el mercurio o el alcohol.

En el interior de este tipo de termómetros hay un tubo muy fino denomina-do capilar. El capilar finaliza con un engrosamiento, el bulbo, donde está alojado el material líquido. Cuando este material recibe calor, se dilata y, entonces, ascien-de por el capilar.

Para conocer cuál es la temperatura que marca el termómetro, este tiene una escala graduada, denominada escala térmica o escala de temperatura. En la Argentina, al igual que en muchos otros países, se utiliza la escala Celsius, en la que la unidad de medida de la temperatura es el grado Celsius (°C). En esta escala, el grado cero (0 ºC) equivale a la temperatura a la que el agua se congela, mientras que los cien grados (100 ºC) equivalen a la temperatura a la que el agua hierve. En otros países (como los Estados Unidos) se utiliza la escala Fahrenheit. Los científi-cos, además de la escala Celsius, emplean la escala Kelvin.

A través del tacto, no es posible establecer con precisión la temperatura de un material o un objeto. Por ejemplo, el agua de un re-cipiente puede sentirse más caliente en una mano que en la otra.

En los termómetros tradicionales se aprovecha la dilatación que el calor produce en los materiales para medir la temperatura.

Termómetros sin mercurioEl mercurio es uno de los pocos metales que se mantiene en estado líquido, a temperatura ambiente. Además, se dilata con facilidad al calentarse. Estas características han hecho que se lo utilice en muchos termómetros. Sin embargo, actual-mente se están reemplazando los termómetros de mercurio por ter-mómetros de otros materiales, como el galinstano (una aleación de galio y otros metales), ya que el mercurio es un material muy tóxico y conta-minante.

bulbo

líquido

escala de temperatura

capilar

11

capilar

ausencia de estrechamiento del capilar

escala de temperaturalíquido

El termómetro clínico y el termómetro de laboratorioEl termómetro que se utiliza en nuestras casas y en los hospitales para medir

la temperatura corporal se denomina termómetro clínico. En los laboratorios, también se utilizan termómetros para medir la temperatura de materiales líqui-dos, gaseosos y sólidos. Por eso, este tipo de termómetros recibe el nombre de termómetros de laboratorio.

Aunque los termómetros clínicos y los termómetros de laboratorio tienen muchas similitudes, también presentan importantes diferencias.

• El termómetro clínico tiene un estrechamiento en el capilar, cerca del bulbo. Este estrechamiento es el que hace que se pueda leer la temperatura regis-trada sin que el termómetro y el cuerpo estén en contacto. Por eso, cada vez que se tiene que utilizar un termómetro clínico, es necesario sacudirlo para hacer que el líquido que se ha dilatado baje por el tubo. El termómetro de laboratorio, en cambio, no tiene estrechamiento antes del bulbo; por este motivo, una vez que es retirado del material cuya temperatura midió, marca la temperatura ambiente.

• El valor normal de la temperatura corporal de las personas es de unos 36,8 °C, pero esta puede variar, cuando se está enfermo, hasta alrededor de dos grados menos o cinco grados más. Por eso, los termómetros clínicos tienen una escala reducida que comienza en 34 °C y finaliza en 42 °C. En cambio, la escala de los termómetros de laboratorio es más amplia. En general, los termómetros de laboratorio permiten registrar temperaturas inferiores a los 0 °C y superiores a los 100 °C.

Actualmente, existen termómetros digitales. Estos termómetros, a diferencia de los ter-mómetros de mercurio o alcohol, no utilizan la dilatación de un material para funcionar.

Los termómetros de laboratorio permiten medir temperaturas más bajas que los ter-mómetros clínicos. Además, solo registran la temperatura de un material mientras perma-nece en contacto con este.

1. Consigan un termómetro clínico y un termómetro de la-boratorio como los que se muestran en estas páginas y realicen la siguiente experiencia, para observar su funcio-namiento. • Agiten el termómetro clínico hasta que marque no más de 35 ºC. Luego, colóquenlo en una de sus axilas, presionen el brazo hacia el pecho y esperen cinco minutos. • Saquen el termómetro y observen la temperatura marcada. Registren el dato. Esperen treinta segundos y vuelvan a observar la temperatura registrada.

Actividades

• Repitan los mismos pasos utilizando un termómetro de laboratorio.• En la carpeta, respondan estas preguntas.

− ¿Qué temperatura marcó el termómetro clínico? − ¿Y el termómetro de laboratorio? − ¿En qué termómetro es más sencillo leer la tempe-ratura? − ¿Cuál de los dos termómetros les parece que es más confiable para medir la temperatura corporal? ¿Por qué?

12

Otros tipos de termómetros Además del termómetro clínico y el termómetro de laboratorio, existen otros

tipos de termómetros, que son usados en diferentes actividades. • Los meteorólogos (es decir, aquellos que estudian el estado del tiempo at-

mosférico) utilizan dos termómetros, llamados termómetros de máxima y de mínima, que registran, respectivamente, la temperatura más alta y la más baja que se produjeron durante el día. El termómetro de máxima, al igual que el termómetro clínico, posee un estrechamiento cerca del bulbo, que impide que el líquido retroceda. El termómetro de mínima tiene en el capilar, junto con el líquido, una pequeña barra de vidrio que desciende a medida que dis-minuye la temperatura, pero que no sube, aunque la temperatura aumente.

• En las fundiciones se utilizan termómetros denominados pirómetros, que pueden medir la temperatura de los metales a distancia, ya que estos se en-cuentran a una temperatura muy elevada. En algunos pirómetros, se aprove-cha el cambio de color que se produce en los materiales cuando están muy calientes. Estos pirómetros poseen un alambre que se calienta y emite luz con el paso de la electricidad, generada por una batería. Al comparar el color que adquiere el alambre al calentarse con el color que tiene un objeto muy caliente, es posible determinar la temperatura de este. Actualmente, existen también pirómetros que pueden medir la temperatura de un material a par-tir solo del calor que irradia. Estos pirómetros se conocen como pirómetros infrarrojos.

• Un tipo de termómetro muy utilizado en diversas industrias es el termóme-tro bimetálico. Este termómetro consiste en una tira enrollada formada por dos metales distintos (por ejemplo, latón y hierro), uno de los cuales se dilata más que el otro cuando aumenta su temperatura. De esta manera, la tira se enrolla y desenrolla con los cambios de temperatura, y mueve una aguja ubicada sobre una escala térmica.

En los termómetros bimetálicos, se apro-vecha el hecho de que algunos metales se dilatan más que otros al calentarse.

Pirómetro infrarrojo.

Un termómetro de máxima y de mínima, utilizado en meteorología.

latón

latón

escala

tira bimetálica

504030

20

10

0 100

90

80

7060

ºC

El latón se contrae más que el hierro cuando se enfría

El latón se dilata más que el hierro cuando se calienta

hierro

hierro

aguja indicadora

13

Al colocar el cubito de hielo en el jarro, el calor se transmite desde el líquido al cubito,y este comienza a derretirse.

Finalmente, una vez que el cubito se derritió, todo el líquido tiene una misma tempera-tura (más baja que al principio), y alcanza el equilibrio térmico.

A medida que el cubito se va derritiendo, la temperatura del líquido es diferente en dis-tintas partes del jarro.

El equilibrio térmico Cuando sacamos de la heladera una botella de agua y la dejamos durante

un tiempo sobre la mesa de la cocina, el agua se calienta a la misma temperatura del aire que la rodea. Esto ocurre porque, cuando dos objetos o materiales que tienen diferentes temperaturas están en contacto, el calor se transmite desde el objeto o el material con mayor temperatura hacia el que se encuentra a menor temperatura. Luego de un tiempo, los dos cuerpos alcanzan la misma tempera-tura y ya no hay más transferencia de calor. Este fenómeno recibe el nombre de equilibrio térmico.

Otro ejemplo de equilibrio térmico se puede observar al colocar un cubito de hielo en un recipiente con un líquido caliente.

Cuando se toma la temperatura con un termómetro, el líquido que se en-cuentra en el bulbo se dilata hasta llegar a la misma temperatura que tiene el cuer-po con el que está en contacto. Al equilibrarse la temperatura del termómetro con la del objeto, el material no se dilata más: ese es el momento de observar el valor de la temperatura que marca el termómetro. Esto quiere decir que un ter-mómetro marca la temperatura que se quiere registrar cuando logra el equilibrio térmico con el objeto analizado.

2. Indiquen qué tipo de termómetro usarían para medir la temperatura en cada una de las siguientes situaciones.• Saber a qué temperatura está el aire.• Determinar qué tan caliente está un metal. • Asegurarse de que un pollo se cocinó a la temperatu-

ra deseada.

Actividades

• Medir cómo va cambiando la temperatura del agua de un vaso cuando se le agrega un cubito de hielo.

3. En pequeños grupos, diseñen y escriban en sus carpetas una experiencia sencilla para demostrar el equilibrio tér-mico. Como materiales, utilicen un litro de agua caliente y un litro de agua fría.

14

El gas natural que se usa en la cocina es un ejemplo de material en estado gaseoso.

El calor y los cambios de estado de los materialesEn general, a temperatura ambiente, los materiales se encuentran en una ma-

nera o estado determinado. Por ejemplo, el hierro con el que están hechas algu-nas herramientas se halla en estado sólido; la lavandina que se usa en la limpieza, un jugo de frutas o el alcohol se encuentran en estado líquido; y el aire que res-piramos está formado por materiales en estado gaseoso, al igual que el gas con el que se inflan los globos.

Aunque en condiciones habituales los materiales se hallan en uno de los tres estados, su estado puede cambiar. Esto ocurre, por ejemplo, cuando reciben o transfieren calor, lo que hace que aumente o disminuya su temperatura.

En algunos casos, los cambios de estado que provoca la transmisión de calor se pueden observar en la vida diaria, como ocurre cuando se calienta agua hasta que hierve y se transforma en vapor. En otros casos, es necesario muchísimo más calor para observar algún cambio, como cuando se funde un metal.

Los cambios de estado son cambios físicos. Esto quiere decir que, aunque cambie de estado, el material sigue siendo el mismo. Sin embargo, algunas de sus propiedades pueden modificarse. Por ejemplo, los metales en estado sólido son duros y resistentes; en cambio, cuando se encuentran en estado líquido, pierden estas propiedades.

En la naturaleza, el agua puede hallarse habitualmente en los tres estados. Por ejemplo, se encuentra en estado líquido cuando cae en forma de lluvia; en estado sólido, cuando cae en forma de granizo; y en estado gaseoso, cuando después de la lluvia sale el sol y los charcos se evaporan.

El cuarto estado de la materiaAdemás de los estados sólido, líqui-do y gaseoso, existe un cuarto esta-do de la materia, denominado plas-ma. Un material pasa al estado de plasma cuando, luego de alcanzar el estado gaseoso, se lo calienta y presiona hasta altísimas temperatu-ras (por encima de los 10.000 ºC). Aunque parezca increíble, se trata del estado más habitual en que se encuentra la materia en el univer-so: el Sol y las demás estrellas, así como la materia que hay entre es-tas, se hallan en estado de plasma. Una de las aplicaciones tecnológi-cas más conocidas del plasma es el material que se halla en el interior de las lámparas fluorescentes (o de bajo consumo).

gaseoso

vaporizaciónfusión

sublimación

sublimación inversa

solidificación condensación

sólido

líquido

Cambios de estado que se producen cuando un material recibe calor.

Cambios de estado que se producen cuando un material libera calor.

15

Los sólidosLos materiales en estado sólido se caracterizan por tener una forma propia,

que solo puede ser cambiada si se deforma el material ejerciendo una presión sobre él. Además, tienen un volumen constante: a menos que se modifique su tempe-ratura, ocupan siempre el mismo espacio.

Además de estas características generales, los materiales en estado sólido pue-den tener algunas de las siguientes propiedades.La dureza. Un sólido es más duro que otro cuando presenta una cierta resisten-cia a ser desgastado, rayado o penetrado por este. Entre los sólidos más duros se encuentran el diamante y el cuarzo; entre los más blandos, el yeso y el talco.La tenacidad. Un sólido es tenaz cuando no se rompe fácilmente al ser golpeado. El hierro, el acero, el hormigón y los plásticos son sólidos tenaces; por el contrario, el vidrio y, en general, los cerámicos, son frágiles, es decir, materiales con poca tenacidad.La elasticidad. Un sólido es elástico cuando recupera su forma original después de haber sido deformado. Así ocurre, por ejemplo, con el caucho y con algunos plásticos. Los sólidos que no recuperan su forma original luego de haber sido de-formados (como el plomo, la madera y el vidrio) son inelásticos.La ductilidad. Un sólido es dúctil si puede estirarse en hilos con facilidad. El co-bre, con el que se hacen los cables eléctricos, es el ejemplo más conocido de un sólido dúctil. La maleabilidad. Un sólido es maleable si puede extenderse en láminas con cier-ta facilidad. El oro y la plata, por ejemplo, son sólidos maleables.

Cuando a un sólido se le proporciona calor suficiente, su temperatura aumenta y se derrite o funde, es decir, cambia al estado líquido. La temperatura a la que un material se funde se denomina punto de fusión y, desde ya, no es la misma en todos los materiales. Así, mientras el punto de fusión del hielo es 0 ºC, el de la cera es 52 ºC y el del estaño, 240 ºC. Otros materiales tienen puntos de fusión mucho más altos: por ejemplo, el punto de fusión del acero es 1.200 ºC.

Por otra parte, un material sólido puede pasar directamente al estado gaseoso. Este cambio de estado se llama sublimación o, también, volatilización.

Para medir la dureza de un material, en las industrias se utilizan instrumentos denomi-nados durómetros.

La fusión de los metales (lo que se conoce como fundición) permite moldearlos y, así, fabricar objetos muy diversos.

Las bolitas de naftalina se volatilizan a tem-peratura ambiente: pasan directamente del estado sólido al estado gaseoso.

4. Tachen, en cada caso, la palabra que no corresponde.

La maleabilidad / elasticidad es la capacidad de algunos ma-teriales sólidos de extenderse hasta formar láminas.

Un material dúctil puede esti-rarse hasta hacer con él hilos / láminas.

El caucho / vidrio es un mate-rial elástico, ya que recupera su forma luego de haber sido de-formado.

La fusión / volatilización es el cambio de estado sólido al esta-do gaseoso.

Actividades

16

Los líquidosLos materiales en estado líquido se caracterizan por no tener forma propia;

por eso, se adaptan a la forma del recipiente que los contiene. Por ejemplo, un litro de leche puede tomar la forma de una botella o de un sachet. Además, tie-nen un volumen constante: aunque se dilatan o se contraen mucho más que los sólidos cuando se modifica su temperatura, prácticamente no se los puede comprimir.

Otra propiedad de los líquidos es que pueden fluir. Si no están contenidos en un recipiente, se deslizan, se escurren. Según se deslicen con mayor o menor dificultad, los líquidos son más o menos viscosos. Un líquido es viscoso cuando fluye lentamente. La miel y el aceite son ejemplos de líquidos de gran viscosidad.

La viscosidad de los líquidos y, a la vez, el hecho de que conserven su volu-men tienen diversas consecuencias. Una de ellas es que la superficie de muchos líquidos actúa como una delgada membrana elástica, capaz de soportar cierto peso. Este fenómeno se conoce como tensión superficial.

Cuando a un líquido se le proporciona calor suficiente, ocurre un cambio de estado por vaporización y pasa al estado gaseoso. Y si un líquido se enfría lo suficiente, se solidifica, es decir, cambia al estado sólido.

Debido a la tensión superficial, algunos insectos pueden desplazarse con sus patas sobre la superficie del agua sin hundirse.

Si se eleva mucho la temperatura de un líquido, este pasa rápida-mente al estado gaseoso. Esta forma de vaporización se denomina ebullición.

La miel es un líquido con mucha viscosidad; por eso, no fluye fácilmente.

Los líquidos también poseen la propiedad de ascender a lo largo de tubos muy delgados, lo que se conoce como capilaridad.

A veces, el paso del estado líquido al gaseoso puede ocurrir a tem-peratura ambiente. En este caso, la vaporización recibe el nombre de evaporación.

17

Los gasesLos materiales en estado gaseoso se caracterizan por no tener forma propia:

al igual que los líquidos, se adaptan a la forma del recipiente que los contiene, como ocurre con el aire en el interior de una pelota. Pero, a diferencia de los líqui-dos, los gases no tienen un volumen constante; esto significa que se expanden y se comprimen con mucha facilidad. Por eso, los gases ocupan todo el espacio disponible en el recipiente que los contiene.

Si a un gas se lo enfría lo suficiente, cambia al estado líquido. Este cambio de estado se denomina condensación. Por ejemplo, cuando el vapor de agua (que no es visible) entra en contacto con una superficie fría, como un espejo, se condensa y se forman pequeñas gotas de agua en estado líquido sobre el espejo.

En algunas ocasiones, además, un material en estado gaseoso puede pasar di-rectamente al estado sólido, sin pasar antes por el estado líquido. Este cambio de estado recibe el nombre de sublimación inversa. En la naturaleza, la sublimación inversa se observa en la formación de la nieve, que se origina cuando el vapor de agua presente en la atmósfera se congela.

El rocío está formado por las gotas de agua que se originan por condensación. Se lo pue-de observar en las hojas de las plantas du-rante una noche fría.

Las nubes consisten en pequeñas gotas de agua que se forman por condensación, cuan-do el vapor de agua de la atmósfera se enfría.

La escarcha está formada por pequeños cris-tales de hielo producidos por sublimación inversa. Esto ocurre cuando la temperatura desciende por debajo de los 0 ºC.

La propiedad de los gases de poder ser com-primidos se aprovecha, por ejemplo, para in-flar los neumáticos.

5. Anoten junto a cada concepto la letra de la definición que le corresponde.

tensión superficial

viscosidad

solidificación

ebullición

sublimación inversa

evaporación

Actividades

A. Propiedad de los líquidos de fluir con mayor o menor facilidad. B. Pasaje rápido de un líquido al estado gaseoso. C. Pasaje lento de un líquido al estado gaseoso. D. Propiedad de los líquidos de presentar en su superficie una delgada membrana elástica, que soporta cierto peso.E. Pasaje de un gas al estado sólido. F. Pasaje de un líquido al estado sólido.

18

Ambientey tecnología

Los animales endotermos. En las aves y los mamí-feros, el organismo genera más calor cuando la tem-peratura exterior desciende, y cede calor al medio, cuando la temperatura exterior asciende. Para que el sistema de regulación interna funcione, deben ali-mentarse varias veces al día, al contrario de los ecto-termos, que pueden pasar varios días sin comer.

El control de la temperatura en los organismos y en la tecnología

Los seres vivos están expuestos a constantes cambios de temperatura en el ambiente. Frente a estos cambios, necesitan que la temperatura de su cuerpo se mantenga estable para que este pueda funcionar correctamente. De manera similar, el funcionamiento de muchas máquinas y muchos aparatos depende de algún mecanismo que regule la temperatura.

Cuando llega el invierno. Además de poseer medios internos que regulan la tempe-ratura de sus cuerpos para mantenerla constante, muchas aves y muchos mamíferos migran desde las regiones donde comienza el invierno hacia otras con clima más cáli-do. Algunas especies, como el piche patagónico, permanecen en su sitio durante el in-vierno, pero entran en estado de hibernación: el ritmo de la respiración disminuye y se preparan para dormir durante varias semanas.

Los animales ectotermos. Muchos animales, como los peces, las tortugas, los lagartos, los anfibios y la mayoría de los peces y de los invertebrados, depen-den casi exclusivamente del medio externo para re-gular la temperatura de sus cuerpos, que varía según las variaciones de la temperatura del ambiente. Por este motivo, no suelen habitar en lugares muy fríos.

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Para regular la temperatura de los artefactos. En los hogares, se utilizan diversos artefactos que necesitan mantener una tempera-tura determinada. Para ello, cuentan con dispositivos reguladores llamados termostatos. Los termostatos tienen cierto parecido con los mecanismos que se usan para encender y apagar la luz. La dife-rencia es que los termostatos se apagan y se encienden automáti-camente, sin necesidad de que alguien los accione.

El termostato bimetálico. El termostato más simple funciona como el termómetro bimetálico: consis-te en una tira o una cinta formada por dos materiales metálicos que se dilatan a distintas temperaturas.

Acondicionador de aire. Heladera.Lavarropas.

Entrada de corrienteeléctrica

Entrada de corrienteeléctrica

Salida de corrienteeléctrica

Salida decorrienteeléctricacalor

tira bimetálica

perilla de control de la temperatura

tira bimetálica

Cuando la temperatura aumenta, el cobre se dilata y la tira se levanta. Entonces, deja de circular la co-rriente eléctrica: el aparato se apaga y deja de ge-nerar calor.

Cuando la temperatura desciende, el cobre se con-trae y la tira se endereza. Entonces, toca el interrup-tor. Al circular la corriente, el aparato se enciende y empieza a generar calor.

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En práctica

¿Cómo observar el equilibrio térmico?

Elementos necesarios • 1 olla con tapa• 1 lata de gaseosa de metal, vacía y limpia• agua• 1 termómetro de laboratorio• 1 jarra medidora• 1 reloj

Paso a paso PASO 1 Confeccionen en una hoja un cuadro como el

siguiente, pero agréguenle ocho filas más.

PASO 2 Llenen la latita con agua de la canilla. Luego, vuél-quenla en la jarra medidora y tomen nota de la canti-dad de agua, de acuerdo con el valor (en cm3 o ml) marcado en la jarra. Registren el dato en la hoja, al lado del cuadro que confeccionaron.

PASO 3 Coloquen el agua en la olla y pídanle a un adulto que ponga a calentar el agua hasta aproximadamente 70 ºC.

PASO 4 Mientras esperan que el agua de la olla se calien-te, llenen nuevamente la jarra medidora con la misma cantidad que registraron en el paso 1. Luego, vuélquen-la en la latita.

PASO 5 Introduzcan con cuidado la latita en la olla.

PASO 6 Con el termómetro, midan la temperatura del agua de la olla y de la latita. Luego, tapen la olla y ano-ten los valores en los casilleros correspondientes al tiempo 0.

PASO 7 Esperen dos minutos, destapen la olla y midan las temperaturas del agua de la olla y de la latita. Vuel-van a tapar la olla y registren el dato en los casilleros correspondientes.

PASO 8 Continúen midiendo con el termómetro cada dos minutos, hasta que la temperatura del agua en los dos recipientes sea la misma durante dos medicio-nes seguidas. Al hacer cada medición, no se olviden de anotar los valores en el cuadro.

Análisis de los resultados• ¿Qué sucedió con la temperatura del agua en los dos

recipientes a medida que pasó el tiempo? • ¿Desde qué recipiente se transmitió el calor?• ¿Por qué la temperatura del agua de los dos recipientes

no siguió variando en las últimas mediciones?• Conversen en pequeños grupos acerca de qué ocurri-

ría si se repitiera la experiencia, pero con los siguientes cambios. −Utilizando un jarrito de cerámica en vez de una lati-ta de metal. −Colocando el doble de agua en la olla.

• Si pueden, repitan la experiencia con los cambios men-cionados.

En conclusión • Dibujen en sus carpetas los pasos de la experiencia que

les parezcan más importantes para poder realizarla. • Resuman en una oración la conclusión que puede ex-

traerse de la experiencia.

La siguiente actividad les permitirá observar y medir los cambios de temperatura que se producen entre dos cuerpos en contacto hasta que llegan a estar en equilibrio térmico.

Tiempo(en minutos)

Temperatura (en ºC)

olla latita

0

2

4

6

8

10

…

p. 132Herramientas para trabajar en ciencias

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Revisamos qué aprendimos

6. Indiquen qué efecto del calor sobre los materiales se observa en los siguientes ejemplos.

7. Coloquen, junto a cada tipo de termómetro, la letra de la descripción que le corresponde.

Termómetro clínico común.

Termómetro bimetálico.

Termómetro de laboratorio.

Termómetro clínico digital.

Pirómetro.

Termómetro de mínima.

A. Es utilizado por los meteorólogos para registrar la temperatura más baja del día.B. Sirve para tomar la temperatura corporal y su fun-cionamiento no se basa en la dilatación de los materia-les por acción del calor.C. No tiene estrechamiento antes del bulbo, por lo que, una vez retirado del material cuya temperatura midió, marca la temperatura ambiente.D. Sirve para tomar la temperatura corporal y su fun-cionamiento se basa en la dilatación de un material.E. Consiste en una tira enrollada formada por dos metales, uno de los cuales se dilata más que el otro cuando se aumenta la temperatura.F. Sirve para medir la temperatura de un metal a dis-tancia.

El algodón embebido en al-cohol se seca luego de unos minutos.

La manteca se derrite al co-locarla sobre los fideos calientes.

Luego de calentar la tapa metálica del frasco, es más sencillo desenroscarla.

Cuando hace mucho calor, los cables están menos ten-sos y se comban.

8. Completen el siguiente esquema con los nombres de los estados de los materiales y de los cambios de estado.fusión • sublimación • condensación • vaporización • solidificación • sublimación inversa • sólido • líquido

Gaseoso

9 7 8 9 8 7 6 4 2 1 7 0 6

4 3 1 0 8

5Ciencias

naturales

segu

ndo

cicl

o

+ queMÁS