Materia y energia
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I.E.S. Suel - Fuengirola Ciencias de la Naturaleza
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I.E.S. Suel - FuengirolaCiencias de la Naturaleza
1 ¿A qué se llama materia?¿A qué se llama materia?
Piensa y deducePiensa y deduce
a) Si te preguntasen por qué resulta más difícil mover una roca que un ladrillo, ¿cuál de las siguientes respuestas elegirías?
Porque la roca es más grandePorque la roca es más pesadaPorque la roca, al ser más grande, siempre será más pesada.
?
1 ¿A qué se llama materia?¿A qué se llama materia?
Piensa y deducePiensa y deducea) ¿Qué objeto es más pesado, una bola
de petanca de acero o una almohada?¿Cuál es más grande?¿Son siempre más pesados los objetos más grandes? Explica tus respuestas.
Piensa por un momento en las cosas materiales que tenemos en casa
Los muebles
La ventana
La maceta
Los cuadros
El reloj
Lámpara
El equipo de música
La papelera
La TV
La pared
La maceta
La planta
Todas estas cosas
son materia
La ventana
Piensa por un momento en las cosas materiales que tenemos en casa
Los muebles
El suelo
El techo
Todos los objetos perceptibles a simple vista son materiales. Las paredes, las casas, los muebles, los seres vivos, las piedras y las rocas, el aire los mares, el Sol, la Luna, los planetas… son materia. Pero ¿qué se entiende por este concepto?
Un cuerpo material es toda forma de materia que tiene límites propios bien definidos, como una roca.
RecuerdaRecuerda
Un sistema material es toda forma de materia que carece de morfología propia o cuyos límites son imprecisos, ya sea por su naturaleza o por su extensión. Las nubes constituyen un ejemplo de sistema material.
Cuanta más inercia tiene un objeto, más esfuerzo cuesta moverlo
La forma más apropiada e definir qué es la materia consiste en describir las propiedades que esta presenta:
• Tiene dimensiones, es decir, ocupa un lugar en el espacio.• Presenta inercia, que se define como la resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o de movimiento.
Dicha inercia es tanto mayor cuanto mayor es la cantidad de materia presente. Así, la inercia de una pelota de ping-pong es muy pequeña, pues cuesta muy poco ponerla en movimiento, mientras que, por el contrario, la inercia de un camión es grande.
La inercia.
La inercia de tu cuerpo te desplaza hacia delante cuando hay un choque o un frenazo.
Usa el cinturón
Usa el cinturón
Inercia
La inercia de tu cuerpo te desplaza hacia delante cuando hay un choque o un frenazo.
Usa el cinturón o el
cascoInercia
La inercia de tu cuerpo te desplaza hacia delante cuando hay un choque o un frenazo.
La inercia.
La inercia de la pesada bola empuja a Homer Simpson, al haberse atascado los dedos…
• La materia es la causa de la gravedad o gravitación, que consiste en la atracción que actúa siempre entre objetos materiales aunque estén separados por grandes distancias.
La gravedad es la responsable de que los objetos caigan al suelo, de la existencia de las mareas, de que los planetas se muevan en torno al Sol y, en definitiva, de la estructura del universo.
Como la masa de la Luna es menor que Como la masa de la Luna es menor que
la de la Tierra, la gravedad allí es menorla de la Tierra, la gravedad allí es menor
1.1.- La masa como medida de la materia
La cantidad de materia presente en un cuerpo se caracteriza mediante la masa.
RecuerdaRecuerda
La unidad de masa en el sistema internacional es el kilogramo (Kg), que equivale a 1000 gramos.
La masa se relaciona con la cantidad de materia y su valor mide la inercia de un cuerpo así como la acción gravitatoria que este ejerce.
1.1.- La masa como medida de la materia
La cantidad de materia presente en un cuerpo se caracteriza mediante la masa.
La masa se relaciona con la cantidad de materia y su valor mide la inercia de un cuerpo así como la acción gravitatoria que este ejerce.
¿y qué significa esta definición?
¡es fácil!¡veámoslo!
1.1.- La masa como medida de la materia
• La masa como medida de la inercia.Un cuerpo de 10 Kg tiene el doble de inercia que otro de 5 Kg. Es decir, para conseguir que los dos se muevan de la misma forma , será preciso ejercer el doble de fuerza en el primero que en el segundo. Por tanto, la masa indica la inercia de un cuerpo.
Para mover dos cajas, se necesita el doble de fuerza que para mover una.
1.1.- La masa como medida de la materia
• La masa como medida de la acción gravitatoria.La masa del planeta Júpiter es unas 310 veces mayor que la del planeta Tierra. Esto quiere decir que si situáramos un objeto a mitad de camino entre ambos planetas, Júpiter lo atraería con una fuerza 310 veces mayor que la Tierra.
Planeta Tierra
Planeta Júpiter
1.2.- Errores frecuentes en relación ……. con el concepto de masa
¿Los cuerpos más grandes tienen siempre más masa?
?
A veces sí¡Pero no siempre!
Ya sabéis que, a veces, dos objetos de parecido tamaño pueden tener pesos muy diferentes
Este trozo de madera y la esponja tienen exactamente el mismo volumen: 250 cm3
Pero no pesan lo mismo: el trozo de madera pesa más
¿Es posible que un trozo de madera pese lo mismo que uno de esponja?.
Sí, pero no tendrían el mismo tamaño (volumen)
Átomo de Helio (He)
ProtonesNeutrones
Electrones
Núcleo
Pero, si no se pueden ver ni con un microscopio, ¿cómo se sabe que existen?
Hay cosas materiales tan pequeñas que ni siquiera pueden verse con el microscopio de más aumentos: los átomos.
Por observación indirecta.
Gracias a la investigación científica, a experimentos que llevan a Teorías
Recuerda:
En 1º de E.S.O. vimos laTeoría Cinéticade las Partículas
2.1.- Diversidad de tamaños de la materia: los órdenes de magnitud
Lo más pequeño y lo mas grande de la Naturaleza es:
- El núcleo de un átomo 0,000 000 000 000 001 m
- El Universo 100 000 000 000 000 000 000 000 000 m
¿Quieres saber una
manera de no poner tantos
ceros?
3 Transformaciones en el Transformaciones en el mundo material: la energíamundo material: la energía
Piensa y deducePiensa y deduce
237 g 237 g 48 g
Hielo
Agua líquida
Hielo Agua líquida
237 g 237 g 237 g
Tapadera
Ha habido una transformación de la materia: lo que antes era hielo ahora no lo es.
Hielo Agua líquida
237 g 237 g
Tapadera
La transformación de la materia ha sido posible gracias a la participación de un agente físico: el calor transferido desde el ambiente a mayor temperatura.
Hielo Agua líquida
237 g 237 g
Tapadera
C a l o r
C a l o r
C a l o r
Para que un cuerpo o sistema material sufra transformaciones tiene que interaccionar (*) con otro.
El calor transferido entre dos cuerpos o sistemas materiales a distinta temperatura es un agente físico capaz de producir transformaciones en la materia.
(*) Interacción: acción o influencia recíproca entre dos o más sistemas
Aire (mayor temperatura)
El hielo y el aire interaccionan
Piensa y deducePiensa y deduceSe pueden fundir dos bloques de hielo haciendo un movimiento continuado de fricción de uno sobre otro, incluso cuando el ambiente exterior y los materiales en contacto con el hielo estuvieran a una temperatura inferior a cero grados centígrados.
a) ¿Qué agente físico ha hecho posible la transformación del hielo?
b) ¿Se habría fundido el hielo sin el movimiento?
El agente físico que ha hecho posible la transformación del hielo en agua líquida se llama TRABAJO
Se realiza trabajo sobre un cuerpo cuando este se desplaza bajo la acción de una fuerza que actúa total o parcialmente en la dirección del movimiento.
TRABAJO
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Se realiza trabajo sobre un cuerpo cuando este se desplaza bajo la acción de una fuerza que actúa total o parcialmente en la dirección del movimiento.
TRABAJO
Sí se realiza un trabajo
No se realiza un trabajo (no hay movimiento)
El calor y el trabajo son los agentes físicos que producen transformaciones en la materia.
El trabajo realizado por el leñador ha contribuido a la transformación del tronco del árbol en tablas y tablones.
3.1.- ¿Qué entendemos por “transformación” ……. en un sistema material?
Una transformación es cualquier cambio de las propiedades iniciales de un cuerpo o sistema material.
Un cambio de posición.Un aumento o una disminución de la
temperatura.Una deformación o cambio de forma.Un cambio de volumen
Este cambio puede ser:
ExperimentaExperimenta
3.2.- La energía como propiedad …….. de los sistemas materiales.
En un vaso de café caliente introduce unos cubitos de hielo. Piensa sólo en el café y el hielo (no tengas en cuenta el aire).
c) ¿Qué le ocurre al hielo? ¿Y al café?.d) ¿Sería posible que tanto el café como el hielo aumentaran
su temperatura al entrar en contacto? ¿Por qué?.
El café “pierde calor” y el hielo “gana” hasta fundirse y transformarse en agua líquida.Al final acaban igualando sus temperaturas
Uno “gana” y otro “pierde”
¿Qué crees que ocurre cuando mezclamos agua caliente y agua fría?
La caliente pierde calorLa fría gana calorAl final acaban igualando sus
temperaturas
Uno “gana” y otro “pierde”
Mire, jefe: yo sigo siendo el mismo a pesar de mis disfraces
¡Como la energía!
La ENERGÍA también puede “disfrazarse” de muchas formas, pero permanece invariable
Ya sabes que unas pilas nuevas tienen energía. Esta energía puede realizar un trabajo: por ejemplo hacer que el conejito ande y toque el tambor.
A medida que las pilas transfieren su energía, van perdiendo su capacidad para hacer un trabajo.
Ya sabes que la electricidad puede calentar muchos de los electrodomésticos que tenemos en casa.
La energía es la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir calor o de realizar un trabajo, de modo que, a medida que un cuerpo o sistema transfiere calor o realiza un trabajo, su energía disminuye.
¡Pero si no estamos hablando de meses!
La energía se mide en una unidad del Sistema Internacional (SI) llamada julio (J).
También el calor y el trabajo se miden en julios (J)
¿Y no puede medirse en otro mes?
4 Las variaciones de energía Las variaciones de energía en los sistemas materialesen los sistemas materiales
Las transformaciones que suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas.
Veamos qué significa esto con un ejemplo
Piensa y deducePiensa y deduce
¿Sabrías explicar cómo funciona este “encendedor mecánico de cerillas”?
Bola a cierta altura
Plano inclinado
Cerilla
Rueda o molinillo
Aspas Lija
Piensa y deducePiensa y deduce
¿Podría encenderse la cerilla sin el movimiento de la rueda?
Piensa y deducePiensa y deduce
¿Podría moverse la rueda si la bola permaneciera inmóvil?
Piensa y deducePiensa y deduce
¿Podría empezar a moverse la bola si no estuviera a cierta altura del suelo?
Piensa y deducePiensa y deduce
¿Qué es, en definitiva, lo que provoca que la cerilla pueda encenderse?
La causa última de que la cerilla encienda es que la bola estaba a cierta altura del suelo
Las transformaciones que suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas.
La cerilla ha encendido
porque
su cabeza roza con la lijaporque
las aspas se mueven
porque
la bola se mueve
porque
la bola está en alto
Energía cinética: la bola se mueve
Energía cinética:las aspas se mueven
Energía potencial: bola a cierta altura
Energía térmicapor el rozamiento
En
erg
ía
quím
ica
E. t
érm
ica
12
34
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Unas formas de energía se van transformando en otras
Unas formas de energía se van transformando en otras
•Energía potencial: es la que tienen los cuerpos cuando están en una posición distinta a la del equilibrio.•Energía cinética: es la que tienen los cuerpos por el hecho de moverse a cierta velocidad.•Energía térmica: es la que tienen los cuerpos en función de su temperatura.•Energía química: es la que se desprende o absorbe en las reacciones química.
La energía “se disfraza”
5 Fuentes de energía aprovechableFuentes de energía aprovechable
Fuentes de energía no renovables
Fuentes de energía renovables
Combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural)Energía nuclear
Energía geotérmicaEnergía hidráulicaEnergía solarEnergía eólicaEnergía maremotrizEnergía de la biomasa
Energía por combustibles fósilesEnergía por combustibles fósiles
Turbina
Central térmicaCentral térmica
Combustión
Vapor Caldera
Agua líquida
Combustible
Contaminación atmosférica
Oxígeno
Generador
CO2
Energía hidráulicaEnergía hidráulica
Turbina
Generador
Salida
Central Central hidroeléctricahidroeléctrica
Presa Embalse o pantano: el agua acumulada a cierta altura tiene Energía Potencial
Entrada del agua
La energía hidráulica se la obtenida del agua en movimiento. También proviene del sol ya que, gracias a él, se produce el ciclo del agua. La fuerza del agua se transforma en energía mecánica al mover las aspas de una turbina en una central hidroeléctrica, donde se transforma en energía eléctrica. Las presas hidráulicas se destinan a la producción de energía eléctrica.
Marea alta
Marea baja
Energía maremotrizEnergía maremotriz
Generador
Turbina
Central Central maremotrizmaremotriz
Aerogenerador
Aspa
18
Petróleo 55,9%
Urbano 13%
Industria 8%
Otros 5%
Las fuentes de energía en Andalucía
Petróleo
Carbón
Gas Natural
Energíasrenovables
Electricidadimportada
Petróleo 55,9%
Carbón 20,6%
Gas natural 12,7%
5,7%
5,1%
