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Física y Química

DÍA A DÍA EN EL AULA

Física y Química

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3 3• Presentación de la unidad

y sugerencias didácticas

• Enseñanza individualizada- Repaso y apoyo

- Profundización

- Ampliación

- Experiencias

• Evaluación de contenidos

• Evaluación por competencias

DÍA A DÍA EN EL AULARecursos didácticos y atención a la diversidad

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Día a día en el aula es una obra colectiva concebida, diseñada y creada en el Departamento de Ediciones Educativas de Santillana Educación, S. L., dirigido dirigido por Teresa Grence Ruiz.

En su elaboración ha participado el siguiente equipo:

AUTORES José M.ª Caballero Sáenz de Santa María José Luis de Luis García Margarita Montes Aguilera David Sánchez Gómez Maribel Siles González Beatriz Simón Alonso María del Carmen Vidal Fernández

EDICIÓN Beatriz Simón Alonso

EDITOR EJECUTIVO David Sánchez Gómez

DIRECCIÓN DEL PROYECTO Antonio Brandi Fernández

Física y Química

DÍA A DÍA EN EL AULA Recursos didácticos y atención a la diversidad

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¿Ya usas e-vocación?Si ya eres usuaria o usuario, puedes actualizar tus datos docentes en Mi Área Personal para comenzar el curso.

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Contigo llegamos más lejos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Pack para el alumnado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Biblioteca para el profesorado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Recursos didácticos y Atención a la diversidad

1. La ciencia y la medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2. Los gases y las disoluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

3. El átomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

4. Elementos y compuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

5. Las reacciones químicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

6. Las fuerzas y las máquinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

7. El movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

8. Fuerzas y movimientos en el universo. . . . . . . . . . . . . . 296

9. Fuerzas eléctricas y magnéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

10. Electricidad y electrónica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

11. Las centrales eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406

Anexo. El sistema periódico de los elementos . . . . . . . . . . 434

Índice

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Contigollegamos

Contigo formamos un buen tándem

¡Gracias por ayudarnos a crear y mejorar nuestros proyectos!

En Santillana vivimos cada momento como una posibilidad de mejora.

En estos últimos años han pasado muchas cosas. En Santillana tenemos presente que un proyecto educativo dinámico exige prestar atención a los cambios externos e internos, escuchar a los protagonistas de la educación y tomar decisiones.

Eso hemos hecho. Durante estos años hemos estado cerca de vosotros, os hemos escuchado, hemos conversado, nos habéis planteado interrogantes y hemos aprendido mucho con las valiosas soluciones que aportáis cada día en las aulas.

Por todo ello, evolucionamos y presentamos una oferta renovada.

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1 En la doble página

inicial presenta de

manera gráfica

una aplicación

de los contenidos

de la unidad

que usamos

prácticamente

a diario.

3 Antes de abordar

los contenidos

de cada unidad

incluye un repaso de matemáticas, física o química

esencial para

estudiarla con

garantías.

5 En la sección Saber hacer muestra

procedimientos sencillos que te ayudarán

a asimilar los contenidos de cada unidad.

2 Cada unidad se relaciona

con uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la ONU. Así el

conocimiento contribuye

a mejorar el mundo en que

vivimos.

Competencias

A lo largo del libro, diferentes iconos

señalan e identifican la competencia

concreta que se trabaja en cada

actividad o apartado.

Competencia matemática,

científica y tecnológica

Comunicación lingüística

Competencia social y cívica

Competencia digital

Conciencia y expresión artística

Aprender a aprender

Iniciativa y emprendimiento

EVOLUCIÓN DEL RELOJ

NOS HACEMOS PREGUNTAS. ¿Cómo podemos medir el tiempo?

Medir el tiempo ha sido, desde siempre, una necesidad. Para controlar el tiempo de cocción de los alimentos, por ejemplo.

Desde los primeros relojes de sol hasta la actualidad se han ideado diversos métodos, algunos muy ingeniosos, para conocer con precisión el tiempo transcurrido.

Ahora casi todos llevamos un reloj en la muñeca y sabemos la hora exacta gracias a los relojes de cuarzo, ya sean de agujas o de pantalla digital. La duración de un minuto, por ejemplo, debe ser la misma en cualquier lugar y en cualquier instante, sea como sea el reloj usado.

• ¿Qué precisión tiene el reloj digital de cuarzo del recuadro? ¿Y el reloj de cuerda?

• ¿Qué queremos decir al indicar que los relojes de cuarzo son muy exactos?

• Explica por qué se usan engranajes de diferentes tamaños en los relojes.

INTERPRETA LA IMAGEN

• ¿Cuál es la unidad empleada para medir el tiempo en el Sistema Internacional de unidades?

• Opina. ¿Cuáles son para ti las mayores ventajas de un reloj de cuarzo frente a cada uno de los relojes que lo han precedido cronológicamente?

CLAVES PARA EMPEZAR

La ciencia y la medida1

SABER

• Ciencia o ciencias.

• El método de las ciencias experimentales.

• La medida.

• El trabajo en el laboratorio.

SABER HACER

• Resolver problemas.

• Elaborar e interpretar gráficas.

• Interpretar los datos de un experimento.

Una rueda permite mover las agujas de manera manual para ajustar el reloj, algo poco usado dada la exactitud de estos aparatos.

En los relojes de agujas el motor eléctrico recibe los impulsos generados por el chip y produce un movimiento que se transmite a los engranajes.

BobinaBobina

Imán

Circuito

Microprocesador

Pila

Reloj de sol

Reloj de péndulo

ClepsidraReloj mecánico

de cuerdaReloj

de arenaReloj

de cuarzo

Cristal oscilador de cuarzo

En un reloj de cuarzo una pequeña pila de botón proporciona la energía necesaria.

El reloj consume poca energía, por lo que una sola pila puede durar varios años.

Las vibraciones del cristal llegan a un minúsculo chip capaz de amplificarlas y generar impulsos eléctricos que se transmiten a una pantalla (relojes digitales) o a un motor (de agujas).

Cada vuelta del segundero provoca el avance de un minuto. Cada vuelta del minutero provoca el avance de una hora.

Las agujas se mueven de manera rigurosa. Los relojes de cuarzo son muy exactos: se desvían de la hora verdadera un segundo al mes o incluso menos.

El elemento clave de un reloj de cuarzo es el cristal de cuarzo. Los impulsos eléctricos que genera la pila se transmiten al cristal, que vibra ¡32 768 veces por segundo!, de manera muy precisa.

Apoyar la investigación supo-ne una forma de inversión económica que, finalmente, aporta desarrollo económico durante los años o las déca-das siguientes.

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La ciencia y la medida 1

2.3. La experimentación

Para comprobar si la hipótesis es cierta o no diseñamos un experimento.

Experimentar es repetir el fenómeno observado en condiciones controladas, para saber qué variables influyen en él y cómo lo hacen.

• Las variables independientes son aquellas cuyos valores podemos elegir libremente. En nuestro ejemplo elegimos la masa de los objetos.

• Las variables dependientes son aquellas cuyos valores quedan es-tablecidos por las anteriores. En nuestro caso, el tiempo que tarda en caer cada objeto.

• Las variables controladas son aquellas cuyos valores permanecen fijos. En nuestro caso, la altura desde la que caen los objetos.

Un posible resultado de la experiencia se muestra en la tabla del mar-gen. Conclusión: parece ser cierto que los objetos caen más rápido cuanto mayor sea su masa.

La hipótesis debe ser cierta en diversas condiciones

Si arrugamos la hoja, cae más rápido. Establecemos una nueva hipótesis:

«La forma de un objeto influye en la rapidez con la que cae».

Se denomina método científico al procedimiento que siguen las personas de ciencia para estudiar los problemas y llegar a conclusiones ciertas.

El método científico sigue una serie de pasos, que son:1. Observación. 5. Definición de leyes.2. Elaboración de hipótesis. 6. Establecimiento de teorías.3. Experimentación. 7. Publicación de resultados.4. Análisis de resultados.

Algún paso se puede repetir o no realizarse. Por ejemplo, los astróno-mos solo miden lo que sucede en el universo, pero no pueden experi-mentar con él.

2.1. La observación

Consiste en analizar el fenómeno utilizando nuestros sentidos. Como resultado de la observación se identifica el problema y nos hacemos preguntas sobre él.

2.2. Las hipótesis

Una vez identificado el problema y planteadas las preguntas, el científi-co o la científica trata de dar una respuesta. Son respuestas hipotéticas, y habrá que comprobarlas:

«Parece que los objetos más pesados caen más rápido y en línea recta. Los objetos menos pesados tardan más en caer y lo hacen volando».

Una hipótesis es una suposición sobre un hecho real. Debe formularse de forma concreta y se debe poder comprobar.

Las hipótesis de nuestro estudio son:• La rapidez con que cae un cuerpo que se deja libre es mayor cuanto

mayor sea su masa.• La trayectoria con que cae un cuerpo que se deja libre es más recta

cuanto mayor sea su masa.

2 El método de las ciencias experimentales

SABER HACER

Observar cómo caen los objetos

Deja caer una goma de borrar, unas llaves y una hoja de papel desde la altura de tu hombro. Observa cómo caen, cuánto tiempo tardan, etc.

• Problema: cuando se deja libre un cuerpo, se cae.

• Preguntas: ¿Por qué caen unos cuerpos más rápido que otros? ¿Por qué caen unos cuerpos en línea recta y otros parecen volar?

Aristóteles y Galileo, dos científicos en acción

Aristóteles fue uno de los grandes sabios griegos. Vivió entre 384 y 322 a. C. y fue maestro de Alejandro Magno. La mayoría de sus estudios son filosóficos, aunque también dedicó parte de su tiempo al estudio de la física. Por intuición determinó que los cuerpos caían tanto más rápido cuanto mayor era su peso.

Años más tarde, el físico italiano Galileo Galilei (1564-1642) demostró que, si se eliminaba la resistencia del aire, todos los cuerpos caían con la misma rapidez. Para demostrarlo hizo caer una serie de cuerpos por un plano inclinado y midió el tiempo que tardaban en llegar a unas marcas colocadas en el propio plano. Sus resultados demostraron que Aristóteles estaba equivocado.

Galileo utilizó un método científico, mientras que Aristóteles se fio de su intuición.

SABER MÁS

SABER HACER

Observar cómo caen objetos con distinta masa pero con la misma forma externa

1. Utiliza un plano inclinado para que los cuerpos tarden más en llegar al final. Anota una marca cerca del comienzo y marcas sucesivas al cabo de 25 cm, 50 cm, 75 cm y 1 m.

2. En el interior de bolas huecas iguales (marcadas como A, B, C) coloca objetos de distinta masa: una bola de metal, arena o un trozo de papel de aluminio arrugado).

3. Pon un listón al comienzo del plano inclinado. Al levantarlo, las tres bolas salen a la vez.

4. Mide el tiempo que tardan en llegar a la marca de 25 cm.

5. Repite los pasos 3 y 4 midiendo el tiempo que tardan en llegar a cada una de las otras marcas.

Llaves Goma Papel

Masa 32 g 7 g 1,5 g

Tiempo 0,8 s 1,3 s 5,4 s

SABER HACER

Observar cómo caen objetos de masa conocida

1. Determina la masa de los objetos con una balanza.

2. Coloca los objetos sobre una barra horizontal elevada.

3. Gira la barra para que caigan a la vez.

4. Mide el tiempo que tardan en caer.

Para asegurarte de que no hay nada más que influya, cierra las puertas y ventanas para evitar corrientes de aire, pues podrían desviar los objetos menos pesados.

•  ¿Cuáles son ahora las variables independientes, dependientes y controladas?

INTERPRETA LA IMAGEN

A B C

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La ciencia y la medida 1

El diccionario define ciencia como aquella actividad que se ocupa de resolver problemas mediante la observación y la lógica.

Esta definición se puede aplicar a cualquier tipo de problema.

• Puede ser un problema de la naturaleza: ¿por qué las plantas crecen en unos terrenos y no en otros?

• Un problema de la sociedad: ¿por qué la media de edad de las personas que viven en Galicia es mayor que la de las que viven en Madrid?

• O un problema relacionado con las personas: ¿por qué las personas no fumadoras tienen menos enfermedades?

Para facilitar el estudio de los distintos tipos de problemas, la ciencia se organiza en ramas especializadas; tenemos las ciencias naturales, las ciencias físicas y químicas, la ciencia de la sociología, la ciencia de la medicina, la ciencia de la psicología, la ciencia de la economía, etc.

La física estudia cualquier cambio que experimente la materia en el que no cambie su naturaleza interna.

Si ponemos el agua de un vaso en un cazo y lo calentamos, puede con-vertirse en vapor. Si la enfriamos, puede convertirse en hielo. En cual-quier caso, la sustancia sigue siendo agua. Decimos que ha experimen-tado un cambio físico.

La química estudia cómo está constituida la materia y los cambios que afectan a su propia naturaleza.

La química estudia cómo es el agua, qué elementos químicos la forman y como están unidos. La corriente eléctrica puede descomponer el agua en dos gases, hidrógeno y oxígeno. Esta descomposición es un cambio quí-mico, pues convierte el agua en sustancias de distinta naturaleza.

La física y la química son ciencias experimentales, ya que además de la observación y la lógica, utilizan la experimentación y la medida.

1Ciencia o ciencias

REPASA MATEMÁTICAS

Múltiplos y submúltiplos

Relación entre unidades de volumen y capacidad:

m3 dm3 cm3

kL L mL

Manejo de la calculadora

• Paréntesis. Indican a la calculadora el orden en que debe realizar las operaciones. Por ejemplo:

Para hacer Debes pulsar Para hacer Debes pulsar

3 28 5

-

+:8 5 3 2+ -_ _i i ?8 5 8 5#_ i

• Tecla exponencial (EXP). La tecla exp significa «10 elevado a».

Cuando pulsas 3 exp 2 estás escribiendo 3 ? 102.

Si pulsas 3 # 1 0 exp 2 escribes 3 ? 10 ? 102.

Para hacer Debes pulsar

8 ? 10-2 8 exp -2 =

8 ? 10-2 + 5 - 3 ? 105 8 exp -2 + 5 - 3 exp 5 =Resolución de ecuaciones

Se trata de obtener el valor de la incógnita.

Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa. Se puede detectar y describir por medio de sus propiedades, como la masa, el volumen, la densidad, el color, el olor, etc.

Las propiedades de la materia son aquellos aspectos de la misma que podemos valorar. Se pueden clasificar en:

• Propiedades generales. Las tiene cualquier materia y pueden tener cualquier valor, como la masa, el volumen o la temperatura. No permiten identificar una materia.

• Propiedades características o específicas. Tienen un valor característico para cada tipo de materia. Su valor depende del tipo de materia; no de la cantidad que tengamos.

Ejemplos:

– Densidad.

– Dureza.

– Solubilidad en agua.

– Conductividad eléctrica.

RECUERDA

ACTIVIDADES

4 Pon ejemplos de fenómenos que estudie la física.

5 Pon ejemplos de fenómenos que estudie la química.

6 Busca información y discrimina entre ciencia y falsa ciencia.

a) El mal de ojo y amuletos. f ) La homeopatía.

b) La astrología: cartas astrales. g) Las células madre.

c) La astronomía. h) La telequinesia.

d) La existencia de marcianos. i ) El electromagnetismo.

e) El rayo láser. j ) La materia oscura.

1. EJEMPLO RESUELTO

Resuelve la ecuación: 2x - 5 = 4x + 1.

1. Agrupa los términos con x en un miembro y los que no tienen x en otro.

• Agrupa los términos con x a la derecha, porque es donde está el mayor.

• Los términos que están sumando cambian de miembro restando, y al revés.

- 5 -1 = 4x - 2x -6 = 2x

2. Despeja x. El coeficiente que multiplica a x cambia de miembro dividiendo, y al revés. Respeta los signos:

x26

3=-

=-

Nombre Símbolo Factor Superficie Factor Volumen

Múl

t.

kilo k # 106 km2 # 109 km3

hecto h # 104 hm2 # 106 hm3

deca da # 102 dam2 # 103 dam3

Unidad m2 m3

Sub.

deci d # 10-2 dm2 # 10-3 dm3

centi c # 10-4 cm2 # 10-6 cm3

mili m # 10-6 mm2 # 10-9 mm3

Nombre Símbolo Factor Masa Longitud Capacidad

Múl

t.

kilo k # 103 kg km kL

hecto h # 102 hg hm hL

deca da # 10 dag dam daL

Unidad g m L

Sub.

deci d # 10-1 dg dm dL

centi c # 10-2 cg cm cL

mili m # 10-3 mg mm mL

ACTIVIDADES

1 Haz los siguientes cambios de unidades.

a) 0,25 kg " g c) 30 mL " L

b) 0,05 m2 " cm2 d) 0,3 L " cm3

2 Sustituye el dato y obtén el valor de la incógnita.

a) v = 15 + 3 ? t ; v = 20

b) F = 9,8 ? m ; F = 980

c) s = -5 ? t ; s = 25

3 Completa estas operaciones con la calculadora.

a) 25 + 102 = c) ?,2 5 10

102

2

=

b) ?1681545

= d) ?

51681 45

=

Selecciona notación científica

y el número de cifras

Operaciones específicas

Borrar todo

Selecciona segunda función

Operaciones básicas

Respuesta de la última

operación

La falsa ciencia

Los astrólogos o los adivinos practican «ciencias ocultas», basadas en supersticiones o tradiciones establecidas sin base racional. Junto con otros farsantes, pueden engañar a la gente y causar daño a su salud o a su economía.

Todos los ciudadanos necesitan tener unos conocimientos mínimos sobre ciencia para diferenciar los conocimientos científicos verdaderos de los seudocientíficos o falsos y así tomar decisiones informadas.

PRESTA ATENCIÓN

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4 A lo largo de todas

las unidades

ofrece numerosos

ejemplos resueltos,

numéricos o no,

que ayudarán

a resolver

los problemas

propuestos.

6 Incluye numerosas

actividades para afianzar

los contenidos esenciales

de cada unidad. Hay

cuestiones teóricas y

problemas numéricos, así

como ejemplos resueltos y

actividades de ampliación

que barren los contenidos

de la unidad.

8 En la sección

Competencia científica

presenta información

variada (texto, tablas,

gráficos...) e incluye

actividades sobre la

información presentada.

10 Incluye interesantes

Experiencias de laboratorio descritas

paso a paso, con

abundantes

ilustraciones.

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2 Cada unidad se relaciona

con uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la ONU. Así el

conocimiento contribuye

a mejorar el mundo en que

vivimos.

Competencias

A lo largo del libro, diferentes iconos

señalan e identifican la competencia

concreta que se trabaja en cada

actividad o apartado.

Competencia matemática,

científica y tecnológica

Comunicación lingüística

Competencia social y cívica

Competencia digital

Conciencia y expresión artística

Aprender a aprender

Iniciativa y emprendimiento

43 Dimitri I. Mendeleiev Marie Sklodowska-Curie

Reseña biográfica

Dimitri Ivanovich Mendeleiev nació en Tobolsk (Rusia) en 1834. Fue miembro de una familia muy numerosa (al parecer tuvo entre 14 y 17 hermanos, todos mayores que él). Su padre murió cuando él era joven y su madre los sacó adelante gracias a una fábrica de vidrio de la que la familia era propietaria. Pero esta fábrica finalmente se quemó. Mendeleiev se trasladó a Moscú con la intención de ingresar en la universi-dad. No lo consiguió, y fue en San Petersburgo (Rusia) donde completó sus estudios y donde fue nombrado profesor de Química.

Fue profesor en la Universidad de San Petersburgo y colaboró con otros científicos de renombre, como Bunsen y Kirchhoff. Murió en San Petersburgo en 1907.

Gracias a este científico

Mendeleiev se dedicó a la química durante toda su vida. Estudió los espectros de las sustancias y la licuefacción de los gases. Y en sus últimos años de vida colaboró con el Gobierno ruso para mejorar la eficiencia de los campos de extracción de petróleo.

Mendeleiev es el padre de la tabla periódica. Fue él quien ordenó por primera vez los elementos siguiendo los criterios que permanecen hoy en día. Las primeras filas de su tabla tenían solamente 7 elementos (hoy hay un octavo, el gas noble correspon-diente a ese periodo), mientras que las filas siguientes incluían 17 elementos (estaban presentes los metales de transición y de nuevo faltaba añadir el gas noble correspon-diente a esos periodos). Publicó su primera tabla en 1867, a la que llamó tabla perió-dica de los elementos, pues las propiedades de los elementos allí recogidos se re-petían periódicamente. En su tabla los elementos no seguían un orden creciente de pesos atómicos, el criterio considerado hasta entonces, sino que Mendeleiev los situó allí donde marcaban sus propiedades químicas. Años después su modelo quedó jus-tificado al emplear el número atómico (número de protones del núcleo) como criterio para la ordenación de elementos en el sistema periódico.

Su genial contribución fue dejar huecos en su tabla para elementos que aún no ha-bían sido descubiertos. Es decir, Mendeleiev pronosticó la existencia de algunos ele-mentos que «hacían falta» para completar su tabla. Incluso predijo cuáles deberían ser las propiedades de estos elementos. Su trabajo no fue aceptado de inmediato. Sin embargo, años después, en 1875, 1879 y 1885, se descubrieron estos tres elementos predichos por Mendeleiev: el galio, el escandio y el germanio. El elemento químico con número atómico 101 se denomina mendelevio en su honor.

Anecdotario

Mendeleiev es uno de esos científicos geniales que, injustamente, no ha recibido el Premio Nobel. Tras la publicación de su tabla periódica, estaba en la lista de candida-tos al premio, que comenzó a otorgarse en 1901, pero en 1906 el comité decidió otor-gar el premio a Henry Moseley, sin duda alguien que también lo merecía, por un voto de diferencia. Al año siguiente, cuando llegó el tiempo de la nueva votación, Mende-leiev ya había fallecido.

Reseña biográfica

Maria Salomea Sklodowska (más conocida como Marie Curie) nació en Varsovia, Po-lonia, en 1867 en el seno de una familia acomodada. Su madre era maestra y pianista y su padre era profesor. De formación autodidacta debido a sus problemas económi-cos, en 1891 se trasladó a París (Francia) para estudiar en la Sorbona. Durante esos años vivió en la pobreza, pasando hambre en más de una ocasión.

En 1895 se casó con Pierre Curie, con quien trabajó conjuntamente en el nuevo campo de la radiactividad. En 1903 recibió el Premio Nobel de Física, junto con Pierre Curie y Henri Becquerel, y en 1911 recibió el Premio Nobel de Química en solitario.

Fue la primera persona en recibir dos premios Nobel y la primera mujer en dar clases en la Sorbona, la Universidad de París. Murió en 1934 a causa de una leucemia, pro-vocada probablemente por su continua exposición a materiales radiactivos durante años y años de investigación.

Gracias a esta científica

Realizó investigaciones sobre el fenómeno de la radiactividad, descubierto por el físico Becquerel. Se percató de que la cantidad de radiación emitida por un mineral de uranio era proporcional a la cantidad de uranio contenida, e identificó los átomos de uranio como la fuente de la radiación.

Asimismo, se dio cuenta de que algunos minerales de uranio mostraban una activi-dad exagerada para la cantidad de uranio que tenían, por lo que dedujo que debían contener algún otro elemento químico mucho más «activo» si cabe que el uranio y en muy poca cantidad, puesto que no habían detectado su presencia en el mineral. Es decir, una cantidad muy pequeña de dicho elemento producía una gran cantidad de radiación. Así fue como ella y Pierre descubrieron primero el polonio y luego el radio, más «activo» aún que los anteriores. Trabajaron durante varios años hasta que consi-guieron aislar una pequeña cantidad de radio.

Marie Curie identificó los tres tipos de procesos radiactivos, hoy conocidos como alfa, beta y gamma. Asimismo, fue capaz de aislar el radio, purificándolo a partir de mine-rales que lo contenían en baja proporción. También descubrió el elemento conocido como polonio, al que bautizó con ese nombre en honor a su patria.

Anecdotario

Marie Curie fue una persona ejemplar, tanto en el plano científico como en el plano personal. Tras licenciarse devolvió el dinero que había recibido en concepto de ayu-da para sus estudios. Y durante la Primera Guerra Mundial trabajó como voluntaria con un equipo de rayos X para atender a los soldados franceses heridos en el fren-te. Esto, junto con sus investigaciones en radiactividad, probablemente le ocasiona-ron el cáncer que acabó con su vida. Además, no quiso patentar el procedimiento de aislamiento del radio, lo que con toda seguridad le habría proporcionado una fortuna.

«Lo que la ciencia siembra, la gente lo cosechará». «Era como un nuevo mundo

abierto para mí, el mundo de la ciencia, que por fin se me permitió conocer con toda libertad».

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Física y QuímicaGrandes personalidades de la ciencia

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OFísica y Química Grandes personalidades de la ciencia3 3

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Grandes personalidades de la ciencia presenta

el trabajo de hombres y

mujeres cuyas aportaciones

han permitido muchos

de los descubrimientos

y avances recogidos

en este libro.

LA CIENCIA Y LA MEDIDA

ANEXO 2: PROBLEMAS RESUELTOS

1

ACTIVIDADES

1 Expresa en unidades del Sistema Internacional las siguientes medidas. Utiliza la notación científica:

a) 120 km/min b) 70 cm3 c) 1,3 g/mL

2 Expresa las siguientes medidas en unidades del Sistema Internacional:

a) 63,5 cm2 b) 245,8 dm3 c) 0,8 g/cm3

3 Realiza los siguientes cambios de unidades:

a) 25 cm3 a m3

b) 10 km/h a m/s

c) 5 kg/m3 a g/cm3

4 Realiza los siguientes cambios de unidades:

a) 7 m/s a km/h

b) 5 ? 10-4 t a g

c) 30 cm2 a m2

5 Realiza los siguientes cambios de unidades y expresa el resultado en notación científica:

a) 10 kg/m3 a g/cm3

b) 120 m/s a cm/h

c) 5 mg/cm3 a kg/L

6 Transforma en unidades del Sistema Internacional:

a) 5 dm3

b) 0,02 g/cm3

c) 0,05 km2

d) 3 m2

7 Expresa las siguientes medidas en unidades del Sistema Internacional:

a) 6,4 dm3

b) 0,042 km/min

c) 1100 g/cm3

d) 2,1 g/cm3

8 Las dimensiones de un terreno son 3 km de largo y 1,5 km de ancho. Calcula la superficie del terreno y exprésala en m2 y en cm2.

9 Una piscina mide 50 m × 25 m × 6 m. Calcula la cantidad de agua, expresada en litros, que cabe en la piscina, si el nivel del agua está a 50 cm del borde.

10 Una ciclista ha tardado 30 minutos en recorrer una distancia de 10 km en bicicleta. Calcula la velocidad que lleva expresada en m/s.

11 Calcula el volumen de un cubo de 0,12 cm de arista y expresa el resultado en unidades del SI.

Expresa en unidades del Sistema Internacional las siguientes medidas:

a) 20,3 dam2 b) 2,5 mm3 c) 1,7 g/cm3 d) 72 km/h

Planteamiento y resolución

Identificamos la unidad correspondiente en el SI y multiplicamos por el factor de conversión preciso, expresando el resultado en notación científica:

a) 20,3 dam2 es una medida de superficie; la unidad de superficie en el SI es el m2.

?,m

20 31

10dam

dam

222

2 = 20,3 ? 102 m2 =

= 2,03 ? 103 m2

b) 2,5 mm3 es una medida de volumen; la unidad de volumen en el SI es el m3.

?,m

2 510

1mm

mm9

32

2 = 2,5 ? 10-9 m3

c) 1,7 g/cm3 es una medida de densidad; la unidad de densidad en el SI es el kg/m3. Por tanto, habrá que multiplicar por dos factores de conversión de forma sucesiva:

? ?,kg

m1 7

10

11

10

cm

g

g

cm33

6

3

3

=

= 1,7 ? 103 kg/m3

d) 72 km/h es una medida de velocidad cuya unidad en el SI es el m/s. Multiplicamos sucesivamente por los dos factores de conversión correspondientes:

? ?m

s72

1

103600

1

h

km

km

h3

= 20 m/s

PROBLEMA RESUELTO 2

287

ES0000000121788 133518_Anexos_94871.indd 287 5/2/20 10:44

REPASA LO ESENCIAL

21 De los siguientes aspectos de la materia, indica cuál o cuáles estudia la química y cuál la física.

a) La composición de la materia.

b) Los cambios que experimenta la materia que no alteran su naturaleza.

c) Los cambios que experimenta la materia que la transforman en otra de naturaleza diferente.

22 Completa el esquema en tu cuaderno con las siguientes palabras.

• Ley • Hipótesis • Gráfica

• Teoría • Experimentación • Sí

• Tabla • Análisis de datos • No

23 Completa en tu cuaderno con las palabras que faltan.

a) Una es cualquier característica de la materia que podemos medir, es decir, que podemos expresar con y .

b) Medir es compararla con una cantidad de a la que llamamos .

24 Explica por qué una unidad de medida adecuada debe ser constante, universal y fácil de reproducir.

25 Razona cuál de las siguientes afirmaciones es cierta:

a) Un factor de conversión cambia una cantidad en otra.

b) Un factor de conversión cambia una unidad en otra.

26 Relaciona cada gráfica con la expresión que refleja la relación entre las magnitudes.

a)

b)

c)

1 Constante positiva.

2 No pasa por el punto (0, 0).

3 Inversamente proporcionales.

27 Elabora una lista con las unidades de las magnitudes fundamentales del SI que encuentres en la sopa de letras.

T O R S P M D Ñ N T Y C D M

U K O V A E M M V A T I O I

D X I O R T I L L B X M B I

E E M S A R H E D O U A V S

E R O P C O D N U G E S A D

O I I M E N F H R R P O N O

D O R H A N V I I A M F G Ñ

X C E C A R I N E M N I N F

R I P E M U G C M O I C J Z

A T M E K E E O I U V U O F

D R A L R I L F L L L L K C

R O I I F K J P U I E I E D

K C R K O D G N O P K N N A

R D N B M N F H O C F A D F

ACTIVIDADES FINALESLa ciencia y la medida 1

Observación

Predicción de fenómenos desconocidos

¿Hipótesis confirmada?

Publicación de resultados

Y

X

Y

X

Y

X

23

ES0000000121788 133518_U01_94878.indd 23 5/2/20 10:06

ACTIVIDADES FINALESLa ciencia y la medida 1

7. EJEMPLO RESUELTO

En una experiencia se programa un coche mecánico para que corra a una determinada velocidad y se mide el tiempo que tarda en recorrer una distancia concreta. Observa la tabla.

a) Representa la gráfica correspondiente.

b) ¿Qué ley se deduce de este estudio? Comprueba que se cumple la ley.

c) ¿A qué velocidad va el coche si tarda 6 s en recorrer la distancia?

a) v (m/s)

t (s)

20

15

10

5

00 5 10 15

b) La línea de ajuste es una curva hipérbola equilátera:

• «La velocidad del coche mecánico es inversamente proporcional al tiempo que tarda en recorrer una determinada distancia».

• Fórmula matemática: v ? t = k.

• En todas las mediciones, el producto de v ? t = 20.

c) En la gráfica se lee que cuando t = 6 s, v = 3,3 m/s.

32 Observa la tabla siguiente.

Moneda (€) 1 0,50 0,10 0,05 0,02

Circunferencia (mm) 73,01 76,17 62,02 66,73 58,88

Diámetro (mm) 23,25 24,25 19,75 21,25 18,75

a) Representa en una gráfica la longitud de la circunferencia frente al diámetro. ¿Qué relación hay entre las dos magnitudes?

b) Calcula el cociente entre la longitud de la circunferencia y el diámetro para cada moneda. ¿Qué representa?

c) Lee en la gráfica y luego calcula la longitud de la circunferencia de las siguientes monedas.

Moneda (€) 2 0,20 0,01

Circunferencia (mm)

Diámetro (mm) 25,75 22,25 16,25

La medida

33 Indica cuál de las siguientes características de una persona son magnitudes físicas.

a) La altura. d) La velocidad con que se mueve.

b) La simpatía. e) La belleza.

c) El peso. f ) El índice de masa corporal.

34 Ordena de mayor a menor en cada apartado.

a) 154,5 cm ; 20 000 nm ; 0,000 154 km

b) 25 min ; 250 s ; 0,25 h

c) 36 km/h ; 9 m/s ; 990 cm/s

d) 2,7 kg/L ; 1270 kg/m3 ; 13,6 g/mL

35 Expresa las cantidades que aparecen en las siguientes frases con el símbolo correspondiente. A continuación, utiliza la potencia de diez adecuada para indicar su equivalencia con la unidad base:

a) En cirugía ocular se usa un láser de 2 femtosegundos.

b) Mi ordenador tiene un disco duro externo de 5 terabytes.

c) En un control antidopaje se detectaron en la orina de un ciclista 50 picogramos de clembuterol por mililitro.

36 El disco duro de mi ordenador tiene 500 gigabytes. ¿En cuánto aumenta su capacidad de almacenamiento si le conectamos un disco duro externo de 2 terabytes?

37 Escribe los siguientes números con notación científica.

a) 2 751 724 c) 35

b) 0, 000 034 625 d) 0,090 02

El trabajo en el laboratorio

38 Asocia cada pictograma con el riesgo correspondiente:

a) b) c)

d) e) f )

AMPLÍA

8. EJEMPLO RESUELTO

Los países anglosajones utilizan unidades propias para medir la longitud y, por tanto, la velocidad. Expresa las siguientes velocidades en unidades del SI y ordénalas.

Guepardo TortugaBalón

de fútbol

Pelota

de tenis

75 mph

(millas/hora)

2625 in/min

(pulgadas/min)

127 ft/s

(pies/s)

75 yd/s

(yardas/s)

Equivalencia entre unidades.

Pulgada (in) Pie (ft) Yarda (yd) Milla (mi)

2,54 cm 30,48 cm 91,44 cm 1,609 km

Utiliza factores de conversión.

• Guepardo:

? ?75h

millas

1 milla

1609 m3600 s

1 h33,5

sm

=

• Tortuga:

? ? ?2625min

in

1 in

2,54 cm

100 cm

1 m60 s

1 min1,1

sm

=

• Balón de fútbol:

? ?127sft

1 ft

30,48 cm

100 cm

1 m38,7

sm

=

• Pelota de tenis:

? ?75syd

yd

91,44 cm

100 cm

1 m68,6

sm

=

Pelotas . Balón . Guepardo . Tortuga.

39 En el SI la presión se mide en pascales (Pa). En los mapas del tiempo la presión atmosférica se suele expresar en hectopascales (hPa) aunque hace algunos años se expresaba en atmósferas (atm) o milímetros de mercurio (mm de Hg). La relación entre ellas es:

• 1 atm = 760 mm de Hg. • 1 atm = 101 300 Pa.

Expresa en hPa los siguientes valores:

a) 1,25 atm c) 98 500 Pa

b) 680 mm de Hg d) 1500 mm de Hg

40 Lee la siguiente hipótesis:

«Todas las sustancias líquidas disminuyen de volumen cuando se congelan».

A partir de ella diseña un experimento que te permita comprobar si se cumple o no en el caso del agua. ¿Es cierta la hipótesis?

PRACTICA

Ciencia o ciencias

28 Señala cuáles de estos problemas se pueden estudiar en las clases de física y cuáles en las de química.

a) Un vagón descendiendo por una montaña rusa.

b) Preparar un bocadillo de queso.

c) Digerir un bocadillo de queso.

d) Encender una bombilla.

e) Una explosión de fuegos artificiales.

f) Encender una vela.

g) Calentar leche.

h) Hacer yogur.

29 Lee el texto siguiente y responde a las preguntas.

«¡Señoras y señores, pasen y vean! ¡Acérquense y asómbrense ante el descubrimiento del doctor Einstenio, el mayor avance de la ciencia en los últimos siglos! ¡Pruebe las fantásticas píldoras RapidStar! ¡Su espectro viajará por el tiempo y el espacio sin mayores inconvenientes! Visite a sus ancestros cualquiera que sea la estrella en que se encuentren».

a) Razona si el texto se refiere a ciencia o a falsa ciencia.

b) ¿Por qué crees que se llama doctor al descubridor?

c) ¿Se puede viajar por el tiempo? ¿Y por el espacio? Explícalo con ejemplos científicos.

El método de las ciencias experimentales

30 Para estudiar el problema de la evaporación de agua se diseña un experimento: con una probeta medimos 50 mL de agua y los echamos:

• En un vaso de tubo alto. • En un plato.

• En un vaso ancho y bajo.

Al día siguiente medimos la cantidad de agua que hay en cada recipiente y calculamos lo que se ha evaporado. Responde.

a) ¿Qué observación nos ha podido llevar a plantear este problema?

b) ¿Qué hipótesis vamos a comprobar?

c) Señala cuál es la variable independiente, cuál la variable dependiente y cuál la variable de control.

d) Imagina los resultados y escribe la ley que se puede deducir del estudio.

31 Teniendo en cuenta las fases del método científico:

a) Explica la diferencia entre ley e hipótesis.

b) Explica la diferencia entre ley y teoría.

v (m/s) t (s)

20 1

16 1,25

10 2

8 2,5

5 4

4 5

2 10

1,25 16

Explosivo

Irritante

Corrosivo Comburente

Tóxico Inflamable

24 25

ES0000000121788 133518_U01_94878.indd 24-25 5/2/20 10:06

Cuando se mide la temperatura del líquido refrigerante (anticongelante) de un coche una vez que el vehículo se ha detenido en un garaje a 14 °C de temperatura ambiente, se obtiene una gráfica como la siguiente:

El último y más maravilloso milagro era que el radio podía convertirse en un aliado del hombre en su lucha contra el cáncer. Tenía, pues, una utilidad práctica […].

Sin embargo, los ingenieros solo podrían producir el «fabuloso metal» si dominaban el secreto de las delicadas operaciones a que había de someterse la materia prima. Cierta mañana de domingo, Pierre [Curie] explicó a su esposa lo que ocurría. Acababa de leer una carta que le habían dirigido en demanda de información varios ingenieros de Estados Unidos […].

–Tenemos dos caminos –le dijo Pierre–, o bien describir los resultados de nuestra investigación, sin reserva alguna, incluyendo el proceso de la purificación...

Marie hizo un gesto de aprobación y murmuró:

–Sí, desde luego.

–O bien podríamos considerarnos propietarios e «inventores» del radio, patentar la técnica del tratamiento de la pechblenda [mineral

que contiene radio] y asegurarnos los derechos de la fabricación del radio en todo el mundo.

Marie reflexionó unos segundos:

–Es imposible –dijo luego–. Sería contrario al espíritu científico.

Pierre sonrió con satisfacción. Marie continuó:

–Los físicos siempre publican el resultado completo de sus investigaciones. Si nuestro descubrimiento tiene posibilidades comerciales, será una circunstancia de la cual no debemos sacar partido. Además, el radio se va a emplear para combatir una enfermedad. Sería imposible aprovecharnos de eso...

–Esta misma noche escribiré a los ingenieros norteamericanos para darles toda la información […].

Un cuarto de hora después, Pierre y Marie rodaban sobre sus bicicletas hacia el bosque. Acababan de escoger para siempre entre la fortuna y la pobreza.

EvE CuriE, La vida heroica de Marie Curie, descubridora del radio, Espasa Calpe.

SABER HACER

41 Contesta.

a) ¿Qué magnitudes aparecen representadas en la gráfica?

b) ¿Qué unidades se han empleado?

c) ¿Pertenecen estas unidades al Sistema Internacional?

d) ¿Qué representa la línea trazada?

42 Fíjate en los ejes y responde.

a) ¿Cuál era la temperatura inicial del líquido refrigerante?

b) ¿Cada cuánto tiempo se ha medido la temperatura del refrigerante?

43 ¿Cómo varía la temperatura del refrigerante a medida que transcurre el tiempo?

44 ¿Disminuye la temperatura del refrigerante a un ritmo constante?

45 Calcula la velocidad media de enfriamiento (en ºC/hora) sabiendo que al cabo de ocho horas la temperatura del refrigerante es de 14 ºC.

46 ¿Qué forma tendría la gráfica si la temperatura se representase en kelvin? ¿Y si el tiempo se midiese en minutos?

47 ¿Qué forma tendría la gráfica si la temperatura del refrigerante disminuyese a un ritmo constante? Elige la opción correcta.

48 Dibuja ahora una nueva gráfica correspondiente al caso en que el coche se aparca en la calle un día de invierno a una temperatura de 0 °C.

49 COMPRENSIÓN LECTORA. Relee la frase: «Tenía, pues, una utilidad práctica».

a) ¿A qué sustancia se refiere?

b) ¿Qué utilidad práctica se cita en el texto?

50 ¿Cuál es el descubrimiento tan especial que habían hecho Pierre y Marie Curie?

51 Explica la frase: «Acababan de escoger para siempre entre la fortuna y la pobreza». Indica en tu cuaderno a qué fortuna se refiere.

a) Al valor que alcanzaba en el mercado el radio, una sustancia muy rara y cara.

b) Al beneficio que obtendrían si quien emplease en el futuro la técnica descubierta por los Curie para obtener radio tuviese que pagarles un «canon».

c) A la fortuna que tenían Pierre y Marie Curie y que habían cedido para investigar contra el cáncer.

52 Marie Curie recibió dos Premios Nobel. ¿Por qué crees que hay más hombres que mujeres galardonados?

53 Las células cancerígenas se dividen a un ritmo más rápido de lo normal. El esquema muestra cómo actúa la radioterapia en los enfermos de cáncer.

Célula sana Célula enferma

Célula sana en división Célula enferma en división

Célula destruida Célula destruida

Antes de irradiar Después de irradiar

Escribe las frases verdaderas en tu cuaderno.

a) La radiación no afecta a las células.

b) La radiación mata todas las células a las que llega.

c) La radiación mata más células enfermas que sanas.

d) La radiación solo mata a las células enfermas.

e) La radiación transforma las células cancerígenas en células sanas.

54 Ahora decide: ¿compartirías tus descubrimientos sin reservas o los patentarías para obtener un beneficio?

APLICA UNA TÉCNICA. Analizar una gráfica FORMAS DE PENSAR. Análisis ético. ¿Compartirías tus descubrimientos?

La ciencia y la medida 1Competencia científica

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Temperatura (°C)

Tiempo (h)

a) c)

b) d)

T T

TT

t

t t

t

26 27

ES0000000121788 133518_U01_94878.indd 26-27 5/2/20 10:07

6 Incluye numerosas

actividades para afianzar

los contenidos esenciales

de cada unidad. Hay

cuestiones teóricas y

problemas numéricos, así

como ejemplos resueltos y

actividades de ampliación

que barren los contenidos

de la unidad.

7 En un anexo

recoge

numerosos

ejemplos resueltos y actividades

para facilitar el

estudio.

8 En la sección

Competencia científica

presenta información

variada (texto, tablas,

gráficos...) e incluye

actividades sobre la

información presentada.

9 En la sección

Formas de pensar hay

documentos

y actividades

que fomentan

la reflexión, para

interrelacionar

los contenidos

de la unidad con

las opiniones

propias.

10 Incluye interesantes

Experiencias de laboratorio descritas

paso a paso, con

abundantes

ilustraciones.

INVESTIGALa ciencia y la medida 1

RELACIÓN ENTRE LA MASA Y EL VOLUMEN DE UNA SUSTANCIA

MATERIAL

• Tres probetas de diferente capacidad.

• Una balanza electrónica.

Para elaborar una gráfica a partir de la tabla, rotula en los ejes las magnitudes que vas a representar.

Antes de elegir la escala sobre cada eje, fíjate en los valores mínimo y máximo que se alcanzan en la tabla para cada magnitud.

PROCEDIMIENTO

2. Echa agua en la probeta y colócala en la balanza. Anota la masa y el volumen.

3. Repite los pasos 1 y 2 con la probeta mediana.

4. Luego repite los pasos 1 y 2 con la probeta grande.

Observando a nuestro alrededor parece que el volumen que ocupa una determinada cantidad de sustancia es mayor cuanto mayor es la cantidad de la misma. Planteemos un estudio siguiendo el método científico. Elegimos como sustancia el agua y realizamos esta experiencia:

Resultados experimentales

Completa en tu cuaderno una tabla similar a la siguiente y anota los resultados experimentales.

Los datos correspondientes a una experiencia real son:

Probeta 1

(10 mL)

Probeta 2

(100 mL)

Probeta 3

(250 mL)

Masa (g) 8,8 94,0 226,4

Volumen (mL) 8,8 95 227

ACTIVIDADES

55 Representa gráficamente los datos de la tabla y responde:

a) ¿Qué forma tiene la gráfica?

b) ¿Pasa por el punto (0, 0)? Interpreta este hecho.

c) ¿Cuál es la relación matemática entre estas magnitudes?

d) ¿Qué volumen ocuparían 45 g de agua?

e) ¿Cuál sería la masa de 243 mL de agua?

Informe científico

Trabajando en grupo, elaborad un informe científico que recoja este estudio. Podéis elaborarlo usando un procesador de textos e imprimirlo en papel o realizar una presentación multimedia.

1. Título

Incluye el título del trabajo, tu nombre, el lugar donde se realizó la investigación y la fecha.

2. Introducción

Explica brevemente por qué se lleva a cabo esa investigación y qué se pretende demostrar.

• Observación: define el problema que vas a estudiar.

• Hipótesis: enuncia la hipótesis que pretendes comprobar.

3. Metodología

Describe el experimento:

• Material.

• Procedimiento.

• ¿Cuál es la variable independiente?

• ¿Cuál es la variable dependiente?

4. Resultados

Representa los resultados obtenidos en una tabla. Elabora la gráfica correspondiente.

• ¿Coinciden todos los datos sobre la línea de ajuste? Si no es así, explica por qué ha sucedido y si se puede evitar.

5. Discusión de los resultados

Analiza la gráfica para establecer la relación entre las variables.

• ¿Cómo se llama la magnitud que relaciona estas variables?

6. Resumen y conclusión final

Retoma la hipótesis barajada en principio y enuncia la ley científica que resulta del estudio realizado.

• ¿Se cumple la hipótesis?

Masa

Volumen

1. Primero, enciende la balanza, coloca la probeta pequeña encima y tárala.

1

23

TRABAJO COOPERATIVO

28 29

ES0000000121788 133518_U01_94878.indd 28-29 5/2/20 10:07

SER

IE I

NV

EST

IGA

ES

O

ES

O

SER

IE I

NV

EST

IGA

Físi

ca y

Qu

ímic

aE

SO

Física y Química

Física y Química3

33

ES0000000121788 133518_Fis_Quim_3_Investiga_97287

ES0000000121788 133518_Fis_Quim_3_Investiga_97287.indd 1 03/02/2020 12:27:44

Física y QuímicaGrandes personalidades de la ciencia

ES

O

ES

OFísica y Química Grandes personalidades de la ciencia3 3

ES0000000121938 134251_EVA_Fis_Quim_3_97018

ES0000000121938 134251_EVA_Fis_Quim_3_97018.indd 1 28/01/2020 15:09:03

7

ES0000000121900 134056_01_98837.indd 7 28/02/2020 12:18:37

Competencia que se trabaja

Criterio Estándares de aprendizaje Actividades

Comunicación lingüística

B2‑3. Establecer las relaciones entre las variables de las que depende el estado de un gas a partir de representaciones gráficas y/o tablas de resultados obtenidos en, experiencias de laboratorio o simulaciones por ordenador.

B2‑3.1. Justifica el comportamiento de los gases en situaciones cotidianas relacionándolo con el modelo cinético‑molecular.

1, 2, 9

B2‑3.2. Interpreta gráficas, tablas de resultados y experiencias que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas utilizando el modelo cinético‑molecular y las leyes de los gases.

3, 4

Competencia matemática

y competencias básicas en ciencia

y tecnología

B2‑3. Establecer las relaciones entre las variables de las que depende el estado de un gas a partir de representaciones gráficas y/o tablas de resultados obtenidos en experiencias de laboratorio o simulaciones por ordenador.

B2‑3.1. Justifica el comportamiento de los gases en situaciones cotidianas relacionándolo con el modelo cinético‑molecular.

5, 10

B2‑3.2. Interpreta gráficas, tablas de resultados y experiencias que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas utilizando el modelo cinético‑molecular y las leyes de los gases

5, 6, 7, 8

B2‑4. Identificar sistemas materiales como sustancias puras o mezclas y valorar la importancia y las aplicaciones de mezclas de especial interés.

B2‑4.2. Identifica el disolvente y el soluto al analizar la composición de mezclas homogéneas de especial interés.

10

B2‑4.3. Realiza experiencias sencillas de preparación de disoluciones, describe el procedimiento seguido y el material utilizado, determina la concentración y la expresa en gramos por litro.

10

Sentido de iniciativa

y emprendimiento

B2‑3. Establecer las relaciones entre las variables de las que depende el estado de un gas a partir de representaciones gráficas y/o tablas de resultados obtenidos en experiencias de laboratorio o simulaciones por ordenador.

B2‑3.1. Justifica el comportamiento de los gases en situaciones cotidianas relacionándolo con el modelo cinético‑molecular.

11

EVALUACIÓN POR COMPETENCIAS: SOLUCIONES

1 «El gas contenido en el interior de un globo está formado por innumerables moléculas que se mueven caóticamente con una gran velocidad del orden de 400 m/s. En este movimiento chocan entre ellas y con las paredes del globo».

2 La presión del gas se debe a la fuerza que ejercen las moléculas al chocar entre ellas y con las paredes del recipiente. En el texto aparece en el párrafo: «En este movimiento chocan entre ellas y con las paredes del globo, de forma que, a la presión atmosférica y a una temperatura de unos 25 °C, las moléculas chocan unos 2000 millones de veces por segundo». El globo se hincha debido a la fuerza que ejercen las moléculas contra las paredes.

3 a) La gráfica representa el número de moléculas de un gas que se mueven a una temperatura determinada. A una mayor temperatura hay más moléculas moviéndose con una velocidad elevada.

b) No todas las partículas se mueven a la misma velocidad. Como se ve en la gráfica, unas pocas se mueven muy deprisa o muy despacio. Además, las partículas no conservan su velocidad, porque continuamente se producen choques entre ellas.

c) Se mueven más deprisa (en general) las de hidrógeno, como se aprecia en la curva, que está más desplazada hacia la derecha.

4 a) La densidad responde a la fórmula:

dVm

=

Como, según la ley de Charles, el volumen y la temperatura son magnitudes directamente proporcionales, al disminuir la temperatura el volumen que ocupa el gas también disminuirá. Como consecuencia, la densidad aumentará.

b) Como vemos en la tabla, el helio es un gas menos denso que el aire, y por eso el globo asciende.

5 Al subir el globo, la presión disminuye con la altura. Si suponemos que la temperatura no cambia, de acuerdo con la ley de Boyle‑Mariotte, el volumen aumenta.

6 La opción correcta es la c).

7 ; ; ( ) ;( ) ;

L atm KK

V TT

p1 1 25 273 2983 273 270

1 1 1

2

= = = + =

= - + =

Según la ley de Charles:

,L LTV

TV

V VTT

T 1298

2700 9

K

K? ?

1

1

2

22 1

1

22= = = = ="

8 ; ; ( ) ; ,L atm K atmV Tp p1 1 25 273 298 0 61 1 1 2= = = + = =

Según la ley de Boyle‑Mariotte:

,,L Lp V p V V

pp

V V 10 6

11 6

atm

atm? ? ? ?1 1 2 2 2

2

11 2= = = =" "

2ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE Y SOLUCIONES

EVALUACIÓN POR COMPETENCIAS

102 DÍA A DÍA EN EL AULA FÍSICA Y QUÍMICA 3.° ESO Material fotocopiable © Santillana Educación, S. L. DÍA A DÍA EN EL AULA FÍSICA Y QUÍMICA 3.° ESO Material fotocopiable © Santillana Educación, S. L.

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ACTIVIDADES DE REFUERZO

13 Llenamos un recipiente con agua y otro, exactamente igual, con aceite. Justifica:

a) ¿Cuál tendrá más masa?

b) Si añadimos uno sobre el otro, ¿cuál quedará encima?

Busca los datos que necesites.

14 ¿Cuáles son las magnitudes fundamentales del Sistema Internacional? Cita la unidad que corresponde a cada una de las magnitudes.

15 Completa la tabla:

Unidad Múltiplos Submúltiplos

hm

kg

m3

16 En un laboratorio se ha medido la temperatura que alcanza un líquido a intervalos regulares de tiempo, obteniéndose los siguientes resultados:

Tiempo (min) Temperatura (°C)

0 25

1 29

2 35

3 37

4 41

5 45

a) Representa los datos en una gráfica.

b) ¿Qué tipo de gráfica se obtiene?

c) ¿Crees que algún punto puede corresponder a una medida mal hecha?

17 Un enfermero ha controlado la temperatura de un paciente durante el tiempo que permaneció ingresado en el hospital.

1. El primer día ingresó sin fiebre (37 °C).

2. El segundo día la fiebre le subió a 39 °C y se mantuvo así durante tres días.

3. A partir de entonces, la fiebre bajó a razón de medio grado por día.

Cuando el enfermo estuvo tres días sin fiebre, se le dio el alta en el hospital. Reconstruye la gráfica de la temperatura del paciente.

ACTIVIDADES DE REFUERZO (soluciones)

1 195 g = 0,195 kg

2 3/4 kg = 750 g

3 2 g = 2000 mg

4 33 cL = 0,33 L

5 En este caso basta con utilizar una regla, medir la arista y calcular el volumen así:

V = L3

6 Si el sólido es irregular, es necesario utilizar una probeta. Se mide el volumen ocupado por cierta cantidad de líquido en la probeta, se echa el sólido en la misma y se anota el volumen nuevo. El volumen del sólido será la diferencia entre este segundo volumen (con el sólido dentro del líquido de la probeta) y el volumen inicial.

7 4,8 ? 104 g.

8 a) Kilogramo (kg).

b) Segundo (s).

c) Metro (m).

d) Kelvin (K).

e) Metro cuadrado (m2).

f) Metro cúbico (m3).

9 Se mide en la balanza la masa de un gran número de granos de arroz, contamos los granos y dividimos la masa total entre el número de gramos.

10 Una probeta.

11 Ejemplos: probeta, bureta, pipeta, vaso de precipitados, matraz aforado, erlenmeyer.

12

Masa (kg)

Volumen (L)

Densidad (kg/L)

Agua destilada 1,00 1,00 1

Agua de mar 3,468 3,40 1,02

Hielo 3,10 3,37 0,92

Mercurio 1,496 0,11 13,6

13 a) Tiene más masa el que se llena con agua, pues la densidad del agua es mayor que la del aceite.

b) El aceite quedará sobre el agua.

Datos: densidad del agua = 1 g/cm3; densidad del aceite = 0,8 g/cm3.

14 Ver respuesta en el libro del alumno.

15 Respuesta:

Unidad Múltiplos Submúltiplos

hm km m, dm, cm, mm

kg t hg, dag, g, dg, mg

m3 km3, hm3, dam3 dm3, cm3, mm3

16 a) La gráfica sería:

0 1 2 3 4 5 60

10

20

30

40

Temperatura (°C)

Tiempo (min)

50

b) Se obtiene una recta.

c) Hay un punto que se desvía más que los otros de la recta: (2 min, 35 °C).

17 Primero elaboramos la tabla:

Día Temperatura (°C) Día Temperatura (°C)

1 29 5 38,5

2 35 6 38,0

3 37 7 37,5

4 41 8 37,0

A continuación elaboramos la gráfica:

1 2 3 4 5 6 7 836,5

37,0

37,5

38,0

38,5

39,0

Temperatura (°C)

Día

39,5

LA CIENCIA Y LA MEDIDA LA CIENCIA Y LA MEDIDA

REFUERZO REFUERZO

1FICHA 1 FICHA 1

23DÍA A DÍA EN EL AULA FÍSICA Y QUÍMICA 3.° ESO Material fotocopiable © Santillana Educación, S. L. DÍA A DÍA EN EL AULA FÍSICA Y QUÍMICA 3.° ESO Material fotocopiable © Santillana Educación, S. L.

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Biblioteca para el profesorado

1 DÍA A DÍA EN EL AULA

– Guiones de la unidad y sugerencias didácticas

– ENSEÑANZA INDIVIDUALIZADA

• Fichas de repaso y apoyo

• Fichas de profundización

• Ampliación

• Experiencias

– EVALUACIÓN

• Autoevaluación

• Pruebas de evaluación de contenidos

• Pruebas de evaluación por competencias

En PDF

3 COMPETENCIAS PARA EL SIGLO XXI

• Competencia lectora

• Competencia matemática

• Tratamiento de la información

• Competencia en el conocimiento histórico

4 TUTORÍA

• 22 sesiones de trabajo por curso

En Word modificable

5 DOCUMENTOS CURRICULARES

• Programación Didáctica de Aula

• Rúbricas de evaluación

BIB

LIO

TE

CA

DE

L P

RO

FE

SO

RA

DO

DÍA A DÍA EN EL AULARecursos didácticos y atención a la diversidad

Física y Química

DÍA A DÍA EN EL AULA

Física y Química

ES

O

ES

O

3

DÍA

A D

ÍA E

N E

L A

ULA

Físi

ca y

Qu

ímic

aE

SO

3 3• Presentación de la unidad

y sugerencias didácticas

• Enseñanza individualizada- Repaso y apoyo

- Apoyo

- Profundización

- Ampliación

- Experiencias

• Evaluación de contenidos

• Evaluación por competencias

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En tu biblioteca de recursos

www.e-vocacion.es

2 SOLUCIONARIO

• De todas las actividades del libro del alumnado.

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Disponible en dos versiones: profesorado y alumnado.

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• Más recursos, más interactivos y situados en el lugar adecuado para su visualización.

• Acceso rápido y sencillo a los recursos digitales complementarios y al material del profesorado.

¿Cómo puedes acceder al LibroMedia?

• Puedes consultarlo online, directamente desde la sección Mi Biblioteca de e-vocación (www.e-vocacion.es).

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• Puedes consultarlo offline descargándolo en cualquiera de tus dispositivos (excepto smartphone) utilizando nuestra aplicación Aula Virtual 3. También necesitarás acceder con tus claves de e-vocación o con licencia.

¿Cómo puedes dar acceso a tus estudiantes?

Tus alumnos y alumnas también pueden disponer de su versión de LibroMedia. Para ello, solicita las licencias a tu delegado o delegada comercial.

Tus estudiantes necesitarán utilizar Aula Virtual, online u offline.

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