Nuevamente Física y Química 3

Nuevamente

FÍSICA Y QUÍMICA

FÍSICA Y QUÍMICA

Ricardo Franco

Francisco López Arriazu

Gabriel D. Serafi niES 3.er año

Nuevamente

Intercambios de energía. Estructuray transformaciones de la materia

Intercambios de energía. Estructuray transformaciones de la materia

Franco Gabriel D. Serafi ni

Recursos para el docente

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ÍndiceCuadro de contenidos, pág. 2 • Cómo es el libro, pág. 6 • Solucionario, pág. 16

Diagramación: Sergio Israelson.

Corrección: Marta Castro.

Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente en ninguna forma, ni por ningún medio o procedimiento, sea reprográfi co, fotocopia, microfi lmación, mimeógrafo o cualquier otro sistema mecánico, fotoquí-mico, electrónico, informático, magnético, electroóptico, etcétera. Cual-quier reproducción sin permiso de la editorial viola derechos reservados, es ilegal y constituye un delito.

FÍSICA Y QUÍMICA.Intercambios de energía. Estructura y transformaciones de la materia.Recursos para el docente. es una obra colectiva, creada y diseñada en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana S. A., bajo la dirección de Herminia Mérega, por el siguiente equipo:

Ricardo FrancoElina I. GodoyMaría Cristina IglesiasFrancisco López ArriazuGabriel D. Serafini

Edición: Alejandro FerrariJefa de edición: Patricia S. GranieriGerencia de gestión editorial: Mónica Pavicich

Nuevamente

© 2008, EDICIONES SANTILLANA S.A.Av. L. N. Alem 720 (C1001AAP), Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.

ISBN: 978-950-46-2051-8

Queda hecho el depósito que dispone la Ley 11.723.

Impreso en xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx.Primera edición: xxxxx de 2008

Este libro se terminó de imprimir en el mes de xxxxxxxxxxxxxxxxxx de xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Física y Química : intercambios de energía. Estructura y transformaciones de la materia. : recursos para el docente / Ricardo Franco ... [et.al.]. - 1a ed. - Buenos Aires : Santillana, 2008. 32 p. ; 28x22 cm. - (Nuevamente)

ISBN 978-950-46-2051-8

1. Formación Docente 2. Física. 3. Química. I. Franco, Ricardo CDD 371.1

FÍSICA Y QUÍMICAIntercambios de energía. Estructuray transformaciones de la materia

Recursos para el docente

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© Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723

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Contenidos Estrategias didácticas Expectativas de logro

Así es la ciencia

Lacienciacomounconjuntodeconocimientos.Loscientíficos.Lascienciasfísicasyquímicas.Ramasosubdisci-plinas.Historiadelasciencias.Laalquimiaylaserendipia.Lasestrategiasdeinvestigaciónenciencia.Lashipótesiscientíficas.Confirmaciónorefuta-cióndeunahipótesis.Lasleyendasylasexplicacionescientíficas.Losmodeloscientíficosylosescolares.Lacomunicaciónyellenguajeenciencias.Lacienciaylatecnología.

Percepcióndelacienciacomounconjuntodeconocimientosdinámicos,mejorablesyprovisorios.Elaboraciónderesúmenesycuadroscomparativos.Observacióndelasmúltiplesdisciplinasqueseincluyendentrodelascienciasfísicasyquímicas.Lecturadetextoscientíficos.Reflexiónacercadelaimportanciadelashipóte-sisenciencias.Relaciónentreestashipótesisyeltrabajoexperimental.Comparaciónentrelascaracterísticasdeunaleyendaydeunaexplicacióncientífica.Caracterizacióndelosmodeloscientíficos.Apli-cacióndeestosmodelos.Diferenciaciónconlosmodelosescolares.

Reconocerlacienciacomounaactividadperfecti-ble,ynecesariaparaeldesarrollodeunasociedad.Sistematizarlascaracterísticasdelosprocedimien-toscientíficos.Implementarlalecturacomprensivadetextoscientíficos.Trabajarsobrelashabilidadeslingüísticasyfomen-tarsuusotantoenlaexpresiónoralcomoenlaescrita.Reflexionarsobreelusodeimágenestécnicasquepuedanayudaralacomprensióndeuntema.Desarrollargradualmenteunaactitudanalíticayresponsablefrentealosmediosmasivosdecomu-nicaciónencuantoaladivulgacióndenoticias,enparticularlasvinculadasconlaciencia.

Las formasde energía

Laenergíaysusfuentes.Formasdeenergía.Lastransformacionesdeener-gíaysueficiencia.Laconservacióndelaenergía.Laequivalenciamasa-energía.Laenergíanuclear.Eltrabajoylapotencia.Laenergíamecánica.Laenergíapotencialgravitatoria.Conservacióndelaenergíamecánica.Laenergíapotencialelástica.Otrasformas“nomecánicas”deacumularenergía.Laenergíaeléctrica.Lascentralestérmicasylashidroeléctricas.Lascentralesnucleares.Lasfuentesdeenergía“alternativas”.

Revisióndelconceptodeenergíaapartirdesituacionescotidianas.Caracterizacióndelasdiversasformasdeenergía.Resoluciónmatemáticadeproblemasrelacio-nadosconlaeficienciadeunatransformaciónenergética.Reconocimientodelasunidadesconlasqueseexpresanlascantidadesdeenergía.Caracterizacióndelaconstrucciónhistóricadelaciencia.Familiarizaciónconfórmulasmatemáticasqueexpresanlapotenciaenergética.Ejemplificaciónconsituacionescotidianasenlasqueintervienelaenergíamecánica(cinéticaypotencial).Comparacióndelosdiferentesmodosdeobte-nerenergíaeléctricaapartirdeotrasformasdeenergía.Realizacióndeunainvestigaciónsobreelmovi-mientoylaenergíamecánicadeunpéndulo.Realizacióndeunexperimentoparaanalizarlaelongacióndeunresorte.

Reconocerlaimportanciadelconceptodeener-gía,ysuprogresoalolargodeltiempo.Utilizartécnicasyestrategiasconvenientesparalaresolucióndeproblemasrelacionadosconlaenergía.Comprenderlaimportanciadegraficaresque-máticamentediversassituacionesrelacionadasconlaenergía.Reconocerydescribirlasprincipalesformasdeenergíaysusposiblestransformaciones.Vincularlosconocimientoscientíficosconlosavancestecnológicos.

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La energía térmica

Elcalorylatemperatura.Elcaloryelmodelodelamateriacinético-molecular.Relaciónentreelcalor,lamasaylatemperatura.Elcaloryloscambiosdeestadodelamateria.Ladilataciónylacontraccióntérmicas.Eltermómetro.Modelosyusosdetermómetros.Lasescalasdetemperatura.Laescalacentígrada,laescalaFahrenheitylaescalaKelvin.Elequilibriotérmico.Elcalorespecífico.Lasformasdepropagacióndelcalor.Laconduc-ción,laconvecciónylaradiación.Formasdetrans-misióncombinadas.

Diferenciaciónentreelconceptodetemperaturayeldecalor.Modelizacióndelefectodelcalorsobrelamateria.Identificaciónyanálisisdelosprocesosqueocurrenenloscambiosdeestado.Revisióndelosmodeloshistóricosempleadosparaexplicarfenómenosrelacionadosconelcalor.Caracterizacióndelosdistintostermómetrosysususos.Interpretacióndegráficosyesquemas.Resolucióndeproblemasrelacionadosconlasescalasdetemperatura.Lecturadeartículosdediarios.Interpretacióndelconceptodeequilibriotérmico.Análisisdeejemplosprácticosdeconduccióndelcalor.Análisisdelfundamentofísicoparalasensacióndefríoydecalor.Usodeltermómetroycomparacióndecaloresespecíficos.Realizacióndeunexperimentoparacomprobarcómoseabsorbenlasradiacionessolares.

Comprenderlaimportanciadeunmodelocientífi-coparaexplicarunfenómenonatural.Aplicarunmodelocientíficoparapredecirelcom-portamientodeunsistema,yparainterpretarfenó-menoscotidianos.Reconocerlaexistenciadecreenciascotidianasinjustificadas,yaplicaruncriterioanalíticocoheren-teparaanalizarlas.Comprometersefrentealosproblemasambienta-lesdelentorno,relacionadosconlacontaminaciónproducidaporsustanciastóxicas,enestecaso,elmercurio.Generarinterésporlahistoriadelaciencia.

La energía radiante

Laenergíaradiante.Emisión,absorciónyreflexióndeenergíaradiante.Lasondaselectromagnéticasysuforma.Elespectroelectromagnético.Lanaturalezadelaluz.Lainterferencia.Lanaturalezaondulatoriadelaluz.Ladualidadonda-partícula.Ladifracciónluminosafrenteaaberturasyobjetos.Laradiaciónylosmateriales.Lareflexiónylarefrac-cióndelaluz.Laradiaciónsolarylosseresvivos.Lasondasvisi-bles,lasinfrarrojasylasultravioleta.Laradiaciónsolaryel“agujero”deozono.Elefectoinvernadero.

Caracterizacióndelasondaselectromagnéticasysusparámetros,enparticularlalongituddeonda.Reconocimientodeloscomponentesdelespectroelectromagnético.Resolucióndeproblemasvinculadosconlasradia-ciones.Análisisdeunexperimentohistórico.Representacióngráficadelfenómenodeinterfe-rencia.Comparacióndemodeloscientíficos.Explicaciónteóricadefenómenoscotidianosenlosquelaluzinteraccionaconlosmateriales.Análisisdelosefectosdelaradiaciónsolarsobrelosseresvivos.Realizacióndeexperimentosrelacionadosconlareflexióndelaluz.Análisisdeuninstrumentoóptico:elmicroscopio.Caracterizacióndealgunosfenómenosambientalesrelacionadosconlaradiaciónsolar:eladelgaza-mientodelacapadeozonoyelefectoinvernadero.Experimentaciónconlainterferenciaderadiacioneselectromagnéticas.Observacióndefenómenosdedifracciónluminosa.

Interpretarelconceptodeonda.Clasificarlasdistintasondaselectromagnéticas.Realizarproblemassencillosrelacionadosconlasondas.Interpretarlosfenómenosluminososapartirdeexplicacionesteóricas.Representargráficamentealgunosfenómenoslu-minosos.Valorarlapropiainiciativaparalaresolucióndeproblemas,asícomodeltrabajoindividualygrupal.

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Contenidos Estrategias didácticas Expectativas de logro

La estructura del átomo

Eltamañodelosátomos.Losprimerosmodelosatómicos.ElmodeloatómicodeDalton.ElmodelodeThomson.ElmodelodeRutherford.ElmodeloatómicodeBohrysusbasesexperimentales.Loselementosquímicos.Losneutronesylosisótopos.Elnúmeromásico(A).Lamasaatómicarelativa(Ar).Elmodeloatómicoactual.Configuraciónelectrónica.Elordenamientodeloselementosquímicos.LatabladeMendeleiev.Latablaperiódicaactualdeloselementosquímicos.Losmetalesylosnometales.

Comparacióndeltamañodelosátomosconotrasestruc-turasconocidasporlosalumnos.Revisiónhistóricadelmodeloatómico.Descripcióndelmodeloatómicoactual.Lecturadetextosdedivulgacióncientífica.Caracterizacióndeloselementosquímicos.Usodeanalogías.Sistematizacióndeloselementosquímicosenlatablaperiódica.Realizacióndeunaprácticadelaboratorioparaidentificaralgunoselementosquímicosmedianteensayosalallama.Identificacióndemetalesydenometales.

Construirunanocióndeátomo,deacuerdoconelmo-delodeBohr,reconociendoelnúcleoylosniveleselectró-nicosdeenergía.Escribirlaconfiguraciónelectrónicaparaunátomo.Deducirlaconformacióndeunátomo(cantidaddeprotones,neutronesyelectrones)dado,apartirdelosnúmerosatómicoymásicoquelocaracterizan.Utilizaradecuadamentelatablaperiódicadeloselemen-tosparaobtenerinformaciónacercadelaconformaciónatómica.Reconocerlaexistenciadeisótoposdeunelementoapartirdelosdistintosvaloresquepuedentomarsusnúmerosmásicos.

Las uniones químicas

Elconceptodevalencia.LaregladeAbegg.Teoríadel“átomocúbico”.LossímbolosylasfórmulasdeLewis.Lateoríadeloctetodevalencia.LaelectrovalenciadeKossel.Losionesmonoatómicos.Launióncovalente.Electronegatividadyunióncovalente.Elcarácterpolardelenlacequímico.Polaridaddelamoléculayfórmulaestructural.Lageometríadelasmoléculas.Teoríaderepulsióndepareselectrónicosdevalencia(TRePEV).Elenlaceiónico.Lassalesiónicasbinarias.Losóxidosiónicos.Loshidrurosmetálicos.Lasmoléculasbinarias.Loshidrácidos.Loshidrurosnometálicos.

RepresentacióndelassustanciasmediantefórmulasdeLewis.RepresentacióndelasestructurasdeLewisparasustan-ciasbinariasiónicasycovalentes.Evaluacióndelapolaridaddelasmoléculas.AplicacióndelaTRePEVparapredecirlasdiferentesgeometríasmoleculares.Prediccióndegeometríasmolecularesparasustanciassencillas.Caracterizaciónynomenclaturadelosdiversostiposdecompuestosbinarios.Realizacióndeunexperimentopararelacionarlaspropie-dadesdelassustanciasconellaspropiedadesdelenlacequímico.

Caracterizarlosdistintostiposdeunionesquímicasapartirdemodelosteóricos.Utilizardellenguajesimbólicopropiodelaquímicaalescribirformulasquímicas.Comprenderquelasmoléculasylosionestienenunadisposiciónespacialdeterminadosporeltipodeátomosylasunionesquímicasqueseestablecenentreellos.

Características de las reacciones químicas

LoscambiosartificialesynaturalesenlaNaturaleza.Loscambiosfísicosyquímicos.Lateoríadelflogisto.LaleydeLavoisierdeconservacióndelamateria.ConsecuenciasdelaleydeLavoisier.LateoríaatómicadeDaltonysuslimitaciones.Lateoríacinético-molecularylasreaccionesquímicas.Lasecuacionesquímicas.Loscoeficientesestequiométricos.Elconceptodemol.Ocurrenciadelasreaccionesquímicas:lateoríadelascolisiones.Laenergíaylacombustión.Calordecombustión.Lavelocidaddelasreaccionesquímicas.Elusodecatali-zadores.

CaracterizacióndeloscambiosfísicosyquímicosqueocurrenenlaNaturaleza.Revisiónhistóricadelmododeexplicarloscambiosdelamateriaconsiderandouncambio“emblemático”:lacombustión.ReconocimientodelaimportanciadelaleydeLavoisier.Utilizacióndelmodelodiscontinuodemateriaparainterpretarelcambioquímico.Explicaciónteóricadelaocurrenciaonodeunareacciónquímica.Reconocimientodelusodecatalizadores.Realizaciónyobservacióndealgunasreaccionesquímicas.Realizacióndeuntrabajoprácticoenelqueseevidencieunareacciónquímica.Fabricacióndeunproductoquímico:eljabón.

Construirlanocióndecambioquímicoapartirdelaobservacióndefenómenoscotidianos.Utilizarelmodelocinético-moleculardelamateriaparainterpretarelcambioquímico.Escribirlasecuacionesquímicaspararepresentaralgunasreaccionesquímicas.Estimarycompararlosvaloresdelosintercambiosdeenergíaenreaccionesdecombustión.Identificarlasvariablesquepuedenmodificarlavelocidaddeunareacciónquímica.

La estructura La estructura

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Características Características

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Las uniones Las uniones

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Tipos de reacciones químicas

Manifestacióndelasreaccionesquímicas.Clasificacióndelasreaccionesquímicas.Elnúmerodeoxidaciónyreglaspararecordarlo.Criteriosparaclasifi-carlasreacciones.Lasreaccionesredox.Surelaciónconlaelectroquímica.Lassustanciasácidasybásicas.Lasreaccionesdeneu-tralización.LaacidezyelpH.Losindicadoresácido-base.Losindi-cadorescaseros.Laactividadindustrialylacontaminaciónambiental.Contaminantesdelaire.Elefectoinvernaderoyel“agu-jero”deozono.Controldelacontaminaciónambiental.

Reconocimientodelasdiversasmanerasenquesemanifiestaunareacciónquímica.Análisisdeimágenes.Explicacióndelconceptodenúmerodeoxidación.Aplicacióndediversoscriteriosparaclasificarreaccionesquímicas.Utilizacióndeesquemasenciencias.Identificacióndeácidosybasesdeusocotidianome-dianteelempleodeindicadores.Lecturadenoticiasdeactualidadreferidasalacontami-naciónambiental.Realizacióndeunexperimentoparacomprobarlosefectosdelalluviaácida.Realizacióndeunexperimentoenelqueseaplicanfundamentosdeelectroquímica.InvestigaciónexperimentalconindicadoresdepH.

Comprenderquemuchoscambiosqueocurrenenelentornocotidianosedebenalaocurrenciadereaccio-nesquímicas.Encontraraplicacionestecnológicasalasreaccionesquímicasredox.Establecerrelacionesdepertinenciaentrelosdatosexperimentalesylosmodelosteóricos.Concientizaracercadelosprincipalesproblemasre-feridosalacontaminaciónambientalysusprobablessoluciones.

Las reacciones nucleares

Lasreaccionesquímicasylasreaccionesnucleares.Lasemisionesradiactivas.Lasecuacionesnucleares.Medidadelaradiactividad.Semividadeunisótopo.Lasreaccionesnuclearesinducidas.Representacióndelasreaccionesnucleares.Lascentralesnucleares.Elreactornuclear.Losproyloscontradelascentralesnucleares.Aplicacionesdelosradioisótopos.Lostrazadores.Usodelefectoionizantedelasradiaciones.Laradioprotección.Aplicacionesdelaradiaciónnatural:ladatación.Data-ciónderestosfósiles.Dataciónderocasyminerales.

Revisiónhistóricadeldescubrimientodelaradiactividad.Caracterizacióndelasemisionesradiactivas.Representacióndealgunasreaccionesnuclearessenci-llasmedianteecuaciones.Prediccióndeloselementosgeneradosapartirdeundeterminadoprocesoradiactivo.Realizacióndeexperimentossegurosenellaboratorio.Interpretacióndeungráficoqueesquematizaunacentralnuclear.Lecturadetextosdedivulgacióncientífica.Enumeraciónyexplicacióndelasdiferentesaplicacio-nesdelosradioisótoposydelaradiactividadnatural.Construccióndeunmodeloparaevidenciarlaspropie-dadesgeneralesdelosdiferentestiposdeemisionesradiactivas.

Identificarlostrestiposprincipalesderadiactividad.Conocercómocambianlasmagnitudesquedescribenalosátomos,durantelaocurrenciadeunareacciónnuclear.Comprenderenquéconsisteycómoocurreunareacciónnuclearencadenaycuálessonsususostecnológicos.Argumentarafavoroencontradelainstalacióndecentralesnucleares.Conocerlasprincipalesaplicacionesdelaradiactividad,tantoparausosmedicinalescomoindustriales.Conocerlosfundamentosdelmétododedataciónporcarbono14.

Tipos de Tipos de

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Las reacciones Las reacciones

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Se trabaja con una imagen realista de los científicos y su trabajo. En este caso, se presenta un científico cuyo trabajo no ocurre en un laboratorio, sino al aire libre.

El tratamiento de la historiaY la historia de la ciencia también esunasecciónquepermitequelosalumnosreconozcanlaimportanciadelestudiodelahistoriadelaciencia.Seesperaquelosalumnosdejendeverlosavancescientíficoscomounresultadoacaba-do, para comenzar a considerarlos dinámicos y generados apartirdelaactividaddepersonasinmersasenun“escenario”socialehistóricoparticular.

Setrabaja laapropiacióndeuna imagenrealistade loscien-tíficosysutrabajo,paraconfrontarlacon la frecuentevisióndeformadaquelosalumnostienensobreella.

El libro de Física y Química

El libro de Física y Química comienza con un capítulo in-troductoriollamado Así es la ciencia.Enélsedescri-benprogresivamentealgunascaracterísticasdelquehacer científico.Sehaceusodelahistoria de la cienciacomo herramienta para la comprensión del proceso de

construcción científica,modalidadqueserecuperaalolargodetodoellibro.Así es la cienciamantienelamismaestructuraqueelrestodeloscapítulos;sinembargo,merecenmenciónespecialalgunosaspec-tos,queserándeinterésparaeltrabajoenelaula.

Así comienza

Es importante que los alumnos incorporen el concepto de

ciencia como un conjunto de conocimientos perfectibles que tiene origen en la Antigüedad, y

progresa a lo largo del tiempo.

La imagen del científico


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Lashabilidades lingüísticas se ponen de manifiestoen lacomunicacióncon losdiferentesactoreseducativos.Sielprocesodeaprendizajeesunaconstrucciónpersonalme-diada por dicha interacción, se hace necesario ayudar a los

alumnosamejorarsusproduccionesoralesyescritas.Enestaintroducción,losalumnosabordanlasdiferenciasqueexistenentre las habilidades y las “pondrán en juego” a lo largo detodoellibro.

Las definiciones presentadas para las diferentes habilidades lingüísticas no son “estáticas”. Sugerimos que cada docente y sus alumnos las analicen y establezcan un consenso acerca de lo que se espera con cada una de ellas.

Las habilidades lingüísticas

Habilidades lingüísticas

Describir Definir Narrar Argumentar Explicar*

Es… Contar cómo es un objeto, un hecho o una persona representándolo con palabras, dibujos, esquemas, etc. Dar una idea general de algo.

Proporcionar con claridad el significado de un concepto. Hacer comprensible un fenómeno o un acontecimiento a un destinatario.

Relatar hechos que les suceden a unos personajes en un lugar y en un tiempo determinados.

Afirmar o refutar una opinión con la intención de convencer a la audiencia.

Dejar claras las causas por las cuales ocurre un evento o fenómeno. Una explicación modifica el estado de conocimiento de quien la recibe.

Responde a… ¿Cómo es? ¿Qué hace? ¿Para qué sirve?

¿Qué es? ¿Qué significa?

¿Qué pasa? ¿Quién es?

¿Qué pienso?¿Qué me parece?

¿Por qué?¿Cómo?¿Para qué?

Se usa en… Guías de viaje, cartas, diarios, diccionarios, clases.

Libros de texto, diccionarios, artículos de divulgación, enciclopedias, clases.

Novelas, cuentos, noticias, biografías, leyendas, clases.

Discursos políticos, cartas de lectores, juicios, resultados de un trabajo científico.

Revistas y artículos de divulgación, conferencias, clases.

Ejemplo ¿Cómo es tu casa?Es muy espaciosa, tiene un jardín muy amplio y una parrilla donde hacemos asados todos los domingos. Está pintada de verde.

¿Qué es el calor? El calor es la energía que se transfiere entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas.

¿Quién fue Marie Curie? Fue una científica polaca que vivió en el siglo xix. Sus principales aportes se refieren a la radiactividad.

¿Qué pensás sobre la energía nuclear? En mi opinión, hay que tener mucho cuidado porque el almacenamiento de combustible resulta un problema.

¿Por qué no hay que agregar aceite a la ensalada antes que la sal? Porque si se coloca antes, la sal no se disuelve en el aceite, y no se distribuye bien en la ensalada.

*Explicar y justificar son habilidades lingüísticas muy parecidas y en este libro las consideraremos equivalentes.

La sección Palabras en ciencia, al final de cada capítulo, propone trabajar las habilidades lingüísticas.


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EllibrodeFísicayQuímicacuentaconochocapítulosqueabor-danestasdisciplinasdemaneraintegrada.Ademásdelograrlacomprensióndelcontenido,sebuscagenerarenelalumno

laapropiacióndemodelos científicos actualesapartirdelanálisisyladiscusióndelosmodelosantiguos.

¿Cómo continúa?

Cadacapítulocomienzacondoshistoriasquetranscurrenenparalelo,enformatodehistorieta,queintentanreflejardequé

maneraunhecho históricoestápresente(ocómoinflu-ye)ennuestravida cotidiana.

La historieta de la izquierda remite a

un hecho histórico y central para el tema que se desarrollará

en el capítulo.

Título y número del capítulo.

La sección La historia bajo la lupa pone en contexto

ambas historias. Se incorporan nuevos datos, que son necesarios para

responder las actividades que continúan.

Las actividades presentadas luego de La historia bajo la

lupa se resuelven siempre de manera grupal. Su objetivo

es recuperar conceptos trabajados en la apertura, así

como también indagarideas previas.

La Hoja de ruta muestra la organización de contenidos que se desarrollará a lo largo del capítulo.

Las actividades presentadas aquí siempre son de carácter individual. Su objetivo es la anticipación de contenidos. Las respuestas se recuperan al finalizar el capítulo en la sección “Actividades finales”.

En el momento de dar inicio a un capítulo, una estrategia posible para el docente puede ser llevar a cabo una lectura colectiva de las historietas. Esto permitirá un enriquecimiento del trabajo a partir de la opinión y el debate.

La apertura del capítulo

La historieta de la derecha se relaciona con un hecho cotidiano que se vincula, de algún modo, con la historia de la ciencia.


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El texto se presenta con un lenguaje sencillo y

claro. Puede tener títulos y subtítulos.

Las actividades instantáneas intercaladas en el texto

tienen como objetivo anticipar contenidos y

se resuelven al finalizar el tema tratado. En otros

casos, aplican o integran los contenidos.

Hora de ir al laboratorio es una invitación para hacer un trabajo práctico fuera del ámbito áulico. Siempre remite a alguna página de la sección final del libro, donde se reúnen todas las prácticas de laboratorio.

Las fotografías, esquemas y gráficos son recursos que permiten una mejor comprensión de los conceptos. Están acompañados, en todos los casos, por epígrafes cortos y claros que en ocasiones proporcionan datos adicionales.

El desarrollo de los temas, por lo general, utiliza representaciones múltiples. Para favorecer una interrelación entre ideas, es interesante solicitarles a los alumnos, explícitamente, que utilicen más de un tipo de representación para abordar los contenidos.

El desarrollo del texto


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Encadacapítulohayporlomenostresseccionesespeciales:Pura ciencia,ActividadesylasAutoevaluaciones.

Las secciones especiales

Las páginas de actividadessonfácilmenteidentifica-bles, tantoporel colorde fondocomopor labanda inicialcaracterística.Estánpensadasparaquelosalumnosdesarro-

llencompetencias científicasyactivendiversashabi-lidades cognitivo-lingüísticas.

Las actividades

En algunos casos los alumnos recuperan contenidos adquiridos en las páginas anteriores para “ponerlos en juego” en nuevas situaciones problemáticas.

En otros, analizan textos donde aparecen algunos conocimientos adquiridos en las páginas anteriores, pero en un contexto diferente.

Asimismo, se presentan algunas actividades que dejan entrever la manera en que la ciencia y la tecnología forman parte de nuestra vida cotidiana e influyen en nuestra calidad de vida.

Finalmente, otras actividades favorecen la disposición a involucrarse, como ciudadanos reflexivos, en temas que se relacionan con la ciencia y sus ideas.


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Las habilidades que se propone trabajar en cada caso se explicitan en el subtítulo.

Por lo general, al comienzo siempre se

describe en forma breve la habilidad específica

que se pretende trabajar, aunque ha tenido un

mayor tratamiento en la introducción del libro.

Con la intención de sostener el dinamismo de la página, en ocasiones aparece una caricatura animada, exclusiva de la sección. Suele hacerse preguntas relacionadas con el tema. No son actividades para los lectores, pero sí pueden encontrarse en ellas sugerencias interesantes para ampliar el tema de discusión o bien para resolver algún conflicto de manera oral.

Pura cienciaSetratadeunasecciónespecialquesepresentaporúnicavezencadacapítulo.Encadaunadeellasseproponeuntrabajodiferentequedetallaunaactividaddistintivayvinculadaconelquehacer científico.Seloconsideraunespaciopropi-

cioparaeldesarrollodeprocedimientos,habilidadesydestrezas.Cabeaclararqueenesta secciónnoseabordanactividadesexperimentales,lascualesseencontraránalfinalizarellibro.

Por lo general, al comienzo siempre se

describe en forma breve la habilidad específica

La construcción

histórica de la ciencia

Utilización de esquemas

en ciencias

Realización de

experimentos seguros

El proceso del conocimiento científico

Uso de analogías en

Ciencias naturales


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Uno de los principales objetivos de la enseñanza es fomen-tareldesarrollodeaprendizajes significativos,yestorequiereunaparticipaciónactivayreflexivaporpartedelosalumnos. En este sentido, cobra especial importancia el de-sarrollodehabilidades metacognitivas,dondeesel

propioalumnoquien,apartirdelareflexión,regulasuspro-piosprocesosdeaprendizaje, tomandoconciencia tantodesusdificultadescomodesusfacilidadesparaestudiar.EsteeselobjetivodelaAutoevaluación.

Autoevaluaciones

Las autoevaluaciones están ubicadas estratégicamente de manera tal de colocar a los alumnos en situaciones de reflexión sobre sus procedimientos para aprender. Dichos procedimientos se retoman y analizan al finalizar cada capítulo.

En Actividades.

En Pura ciencia.

En las páginas de desarrollo de

contenido.


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Las actividades finalesAlfinalizareldesarrollodecontenidosseencuentranlasActividades finales,separadasendiferentescategorías:

Para recuperar conceptos incluye actividades de resolución simple y cerrada que buscan ordenar los contenidos centrales necesarios para la resolución de las demás actividades.

Palabras en ciencia, como ya se mencionó, pretende poner en juego las habilidades lingüísticas, trabajadas en Así es la ciencia, ajustadas a la temática del capítulo.

Con solución abierta propone una situación problemática que

no tiene una respuesta única. Tiene como objetivo que el

alumno utilice los contenidos aprendidos y los transfiera a las

situaciones propuestas.

Autoevaluación retoma y analiza los procedimientos de estudio “puestos en juego” por

parte de los alumnos.

Ciencia de todos los días propone el análisis de una situación cotidiana para aplicar los contenidos trabajados.

Para cerrar, volvemos a empezar tiene como objetivo trabajar con las respuestas dadas por los alumnos en la Hoja de ruta, para evaluarlas, reverlas, compararlas, ampliarlas, etcétera.

Para cerrar, volvemos a empezarobjetivo trabajar con las respuestas dadas por los alumnos en la para evaluarlas, reverlas, compararlas, ampliarlas, etcétera.


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Unavezterminadoelcapítulo,dospáginasdenetocortedi-vulgativo ofrecen la oportunidad de leer y disfrutar laciencia. Curiosidades, anécdotas históricas, aspectos poco

conocidos de científicos famosos, la ciencia en las películas,“misterios”ocasosnoresueltosporlacienciasonalgunasdelastemáticasalrededordelascualesgiranlostextos.

Entre capítulo y capítulo

Entretelones de la ciencia

Azul quedó

Hielo solar

El canal de

la discordia

Antes supervillano,

ahora superhéroe

Me llena el tanque

con agua, por favor...

Cuando calienta el sol..


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CerrandoellibroseencuentralasecciónPrácticas de la-boratorio, donde se detallan prácticas de interés para lostemasabordados.Larealizacióndelostrabajosprácticoseselmomentoidealparaintegrar la teoría y la práctica.Deestamanera,elalumnotomaconcienciadelaimportancia

quecobra,enelmomentodesurealización,elposeersólidosconocimientosteóricossobreeltema.Asimismo,seincluyenpropuestasdeinvestigaciónquesederivandelosexpe-rimentosdados.

Al final del libro

Prácticas de laboratorio

Número del capítulo al que

pertenece la práctica.

Si bien en algunas prácticas aparecen “llamadas de atención” acerca de los cui-dados que deben tomarse a la hora de su realización, sugerimos llevar a cabo una práctica introductoria que trate sobre las normas de seguridad, así como también brindar un primer momento de exploración y familiarización con el material de trabajo con el que cuenta el laboratorio escolar.

Título claro y conciso de la actividad

experimental.

Listado de materiales requeridos, por lo general muy accesibles.

Número de la práctica (no coincide, necesariamente, con el del capítulo).

Imágenes de los dispositivos

o pasos del procedimiento,

que ayudan a una mejor

comprensión de la experiencia.


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Así es la ciencia (8-21)Página 91 a) Se espera que los alumnos indaguen posibles encuentros anteriores

conestaseudocienciayalmenospuedandejarclaroslosobjetivosquebuscaban: piedra filosofal, vida eterna, transmutación de metales enoro.Puedesurgirlaideadeantecedentedelaquímicaylafísica,perosinoaparece,noseríaproblemáticoporqueeltemasetrataráenotrasinstanciasdelcapítulo.

b) Enestaactividadsepretende indagar la imagendelalquimistaquequedaenlosalumnosparapoderretomarlaluegoenotromomen-todelcapítulointroductorio.Seesperaquenosololovinculenconcuestiones mágicas o esotéricas, sino también con la metodologíaexperimental.

c) Lo ideal sería que explicaran qué significa para ellos esa frase, por-que frecuentemente le adjudican a la ciencia un carácter estático.Además, es posible que muchos alumnos no tengan en claro quéeslaciencia;poresarazónseríainteresantetrabajarlasrespuestasaestaactividadluegodeavanzarconloscontenidos,yrecuperarlasalfinalizarestecapítulo.

Página 10 Parafacilitareltrabajosepuedenarmarpreguntasqueguíenlabús-quedadeinformación.PuedenusarInternetopreguntaralprofesor/adeHistoria.Lo importanteespodertenerdatosdelcontextoenelcuallacienciasedesarrollaba.EsimportanteverlacaídadelImperioRomanodeOccidente,queocurriódurantepartede laépocame-dievalantiguaypartede laclásica,dosperíodosmuydiferentesenrelaciónconlaactividadcientífica.ConlasCruzadashubounarecu-peracióndelasobrasclásicas,yaquelosárabeshabíanconservadolos originales, mientras que en Europa occidental, con la caída delImperio,sehabíanperdido.Estofavorecióelresurgimientoyfloreci-mientodelasciencias.

Página 11 Esta pregunta es de carácter indagatorio y pretende comenzar a in-troduciralosalumnosenlasdisciplinasquelesaportarándatosasustemasdeestudio,macroscópicosymicroscópicos.Sesugiereregistrarlasrespuestasenunafichedeconstruccióncolectivaparavolverluegosobreellasycontrastarlas.

Página 12 Seesperaquelosalumnosserefieranalasideasquesemencionanenla apertura y logren integrar los contenidos trabajados en estas dosetapasdeunamaneraprogresiva.

Página 132a) Alquimia:seesperaquerecuperenloleídoypuedanrelacionarlocon

almenosunodelosobjetivosdelosalquimistas,comolatransmuta-cióndelosmetales.Además,quizálogrenconsiderarquelosaportesdelaalquimiapuedenhabersidomencionadosenesteencuentroporsuinfluenciacomoantecedentesdelaquímica.

Ciencias físicas y químicas: en este caso, las relaciones pueden sermúltiples. Pueden, por ejemplo, tomar la nanotecnología como unaespecializacióndelafísicaylaquímica,opensarenlosavancesdeestasáreasalolargodeltiempo.

Historia de la ciencia: se pretende que puedan ver este encuentrocomounarevaloracióndelahistoriadelaciencia.Esdecir,quepue-dan inferir que sin la investigación de la historia de la ciencia no sepodríadarcuentadelosprocesosdeavancenitampocoentender,porejemplo,porquéseproducendeterminadosprogresosenuncontextohistóricoysocialdado.

b) Definitivamente, este personaje fue un alquimista, pero los alumnospuedenllegaraestaconclusiónubicándoloenelcontextohistóricoyademásporsucontribuciónrelacionadaconlosmateriales.

3a) Seesperaquelosalumnosidentifiquenalpersonajeconlaprofesión

deinvestigadorcientífico,yqueensulistaubiquenaquellasactivida-desrelacionadasconlosdeberesdehogarylasdeesparcimiento,porejemplo,escucharmúsicaopasearalperro.

b) Seesperaque lo relacionenconelperfildecientíficoactual, con lasformasdeinvestigaciónencienciaquenosonsiempreenlaboratorio,conelpapeldelamujerenelámbitocientífico.

Página 14 Es sabido que los alumnos tienen representaciones respecto de quésignificahacercienciaycómosonloscientíficos.Cuandoselespregun-taacercadesutrabajonosuelenaportarmásdatosque“investigaryhacerexperimentos”.Lesresultamuydifícilpensarenlacienciacomoun trabajo. Esta actividad pretende elaborar una lista acerca de otraactividadhumana,ladocencia,muchomásfamiliar.Yasí,progresiva-mente,construirunaimagenmásampliadelaactividadcientífica.

Página 16 Laciencianosiemprecontóconlosmediosparaexplicarciertascuestio-nes.Porejemplo,enestecaso,comonoseteníanconocimientossuficien-tesparaentenderesaenfermedad,serecurríaaexplicacionesdecarácterfantástico.Estetipodeexplicacionessemantuvieronvigenteshastaquelosavancescientíficosytecnológicospermitieronotrasmásrazonables.

Página 174a) La ciencia es un conjunto de conocimientos que busca explicar fe-

nómenosdelaNaturaleza.Aestecientíficoleinteresabainvestigarelcomportamientohumano.Entonces,recogiódatosatravésdeencues-tasdiseñadasporélmismo,quepreguntabansobresutemadeinvesti-gación:elcomportamientosexualenelserhumano.Tambiénhabladeunregistroestadístico.Comoseve,nosiempreloscientíficostrabajanenlaboratoriosyhacenexperimentos.

b) SetratadeunperíododelahistoriadelosEstadosUnidosquesede-sarrollóentre1950y1956,duranteelcualelsenadorJosephMcCarthydesencadenóunaseguidilladedenuncias,procesosirregularesylistasnegrascontrapersonassospechadasdecomunismo.SerelacionaconKinseyporque,justamente,estapersonafueunadelasquesufrieronestasdenunciasporpartedeMcCarthy.

c) Laciencianoesajenaalmomentohistóricoysocialenelcualloscientí-ficosdesarrollansusproduccionescientíficas.Seveninfluenciadosporloqueocurre.

Sugerencia:puedenaportarseotrosejemplosdelahistoriaparaenri-quecereltrabajodeestetema.Recordarqueesposiblequelosalum-nosserepresentenlacienciacomoalgoobjetivo,ajenaalcontexto.

Solucionario

Solu

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d) Alparecerlomotivósabersilasmujereshacíanloquelaleyylascostum-bresdecíano,porelcontrario,secomportabandeotramaneraycuálse-ríaesamanera.Suhipótesispodríahabersido:“Lasmujerestienencom-portamientosquedifierendelosquedictanlaleyylascostumbres”.

e) Estudiar la historia permite entender que los científicos investigan oanalizansusdatosestandoinmersosenunescenariopolítico,socialyreligiosodeterminado,ycomprenderloquevivieronmientrasllevaronacabosutrabajo.

5a) Setratabadeunabestiapeluda,conunafuerzaextraordinariaycapaz

deemitirunosgruñidosensordecedores.Vivíaencuevassituadasenlasmontañas,yseleatribuíanraptosdemuchachas.Sepensabaqueeraunabestiamitadhombre,mitadoso.

b) Secreequeenrealidadsetratabadeunosodetamañomedio,proba-blementeunejemplardelllamado“osodeanteojos”.Noteníafuerzaextraordinaria,ni raptabamuchachas:simplementehabíaasustadoaalgunoscampesinos.

Página 19 Loimportantedeestetextoesquereconozcancómoellenguajeper-mite, como dice Lavoisier, proceder de lo conocido a lo desconoci-do.Estaideaseconstruiráprogresivamentealolargodellibro,peroeltratamientoenestainstanciaexplicitalautilidaddellenguajeparalosalumnos.Poresoesimportanteregistrarquérespuestasvandandoyvolveraestaactividadcuandoeldocenteloconsiderenecesario.No-tarqueestapreguntapuededispararunabrevediscusiónacercadelacomplejidaddel lenguajecientíficoyde lashabilidades lingüísticasnecesariasparamanejarlo.

Página 21a) “Undíacualquieradeentonces…,Ocurrióhacemilesdeaños...”, son

dosde lasexpresionesutilizadaseneste textoquepermitenafirmarquesetratadeunaleyenda.Seesperaqueidentifiquenotrasutilizandoelcuadroyloaprendidoenlapágina18.

b) Nodatantounaexplicación,sinoquemásbiensepreguntasihabrásidoun“conjurodelosdioses”.

c) Haydescripcionesyexplicaciones.Estaesunabuenaoportunidadparatrabajarlasnarraciones,yaquesibiennosehanintroducidoenestaapertura,formanpartedelashabilidades.

d) Estarespuestaesabierta.Cadagrupoencontraráinformaciónypodránanalizarentretodoselpapeldelacienciaenestefenómeno.Laideaesquelleguenaconcluirquelosmicroorganismosseutilizabanhacemu-chotiempo.Quelaciencialosestudiómuchodespuésycomprendiólosprocesos involucrados.Tambiénesposibleque lorelacionencontécnicasmásactualesdeelaboracióndeestosmaterialesypiensenquegraciasaqueloscientíficosinvestigaronestostemas,pudieronelabo-rarse técnicasmásmodernasquedieroncomo resultadoproductosmejoresenmenostiempo.

e) Seesperaquetenganencuentalascaracterísticaspropiasdelasexpli-cacionescientíficasyesunbuenmomentopararecuperarlotrabajadoencomunicaciónylenguaje.

f)yg) Losalumnosporlogeneralnotienenenclarolasramasdelacienciaqueaportanunamiradageneralistaounaespecialistarespectivamen-te.Opuedenpensarquesolamentelaquímicapuedeaportardatos.Porlotanto,seusanambaspreguntasparatratardeconocerlasre-presentacionesde loschicos.Sesugiereregistrar lasanticipacionesyvolversobreellasamedidaqueseavanzaprogresivamenteconelde-sarrollodelostemaspropuestos.

Página 231a) Esmuyposiblequeloschicos,apartirdelempleodeltérmino“energía”

enlavidacotidiana,sepanquelaenergíapuedemanifestarsededistintasformas:entreotras,como luz,comocalor,comosonidoycomoelec-tricidad.Instarlosparaquemencionentodaslasformasqueconozcan,yquedescribanquéformasdelaenergíasetrabajanoaparecenenlashistorietas.

b) Comoelfuncionamientodelosgeneradoreseólicosnoproducehumoni residuosdeningún tipo, el ambienteno seveafectadopornadaquelocontaminequímicamente.Elúnicoefectonodeseabledeestosmolinoses,comoseveráenelcapítulo,la“contaminaciónpaisajística”,queesunainterferenciavisualconloselementospropiosdelpaisaje.Asimismo,estáendiscusiónsilavibraciónoelsonidoqueproducenestosgeneradorespuedeconsiderarseunaclasedecontaminación.

c) Variasformasdegenerarelectricidadson(opuedenser)altamentecon-taminantes,comoocurreenelcasodelascentralestérmicasylasnuclea-res,yeneldelascentraleshidroeléctricas.Todoelloseexplicaalolargodelcapítulo.

d) LaprovinciadeChubut,comogranpartedelaPatagonia,esunaregiónparticularmenteadecuadaparainstalargeneradoreseólicosdebidoalacasiconstantepresenciadeviento.

Página 25 Comoseexplicaráendetalleenlapágina34,enlapólvoradeunpetardooenlosalimentoshayenergíaquímica.

Página 273a) Adiferenciadelosmédicosqueleprecedieron,Mayertuvounaactitud

quepodemosllamar“científica”,porqueapenassediocuentadeunhe-chollamativo,sepusoainvestigarsiloquehabíaobservadoeracasualono,ytratódehallarunaexplicación.Graciasaesaactitudlogródescubrirlasrazonesdela“anormalidad”.

b) CuandoBernalafirmaque“nopuederealizarseningúndescubrimientoefectivosineltrabajopreparatoriodeotroscientíficos”,estáseñalandoquelacienciaesunaconstrucciónenlaqueparticipanmuchaspersonasqueaportansus ideasyquetododescubrimientoesposiblegraciasaesosaportes.

c) Estar“enelaire”significaquelaideadelaconservaciónveníagestándoseentrediferentespersonasdurantelaépocadeMayer,yqueéldealgúnmodo“recibióesemensaje”.

Página 28 Esmuyposiblequelosalumnostenganinformaciónsobreestetipodefenómenos,enlosqueparticipanlosnúcleosdelosátomos.Seguramen-tehanoídohablardelabombaatómicay,talvez,delosreactoresnu-cleares.

Página 314a) Cuandolapiedraalcanzasupuntomásalto,quedadetenidaporunins-

tantey,poresarazón,surapidezescero.Suenergíacinética,porlotanto,tambiénescero(comosurgedereemplazarv2por0enlafórmula).

1. Las formas de energía (22-41)


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b) Correcta

El auto tiene el doble de la energía cinética de la camioneta.

El auto tiene igual energía cinética que la camioneta.

El auto tiene cuatro veces la energía cinética de la camioneta.

El auto tiene un cuarto de la energía cinética de la camioneta.

El auto tiene la mitad de la energía cinética de la camioneta. x

c) Verdadero Falso

El auto A tiene el triple de la energía cinética del auto B.

El auto A tiene igual energía cinética que el auto B.

El auto A tiene nueve veces la energía cinética del auto B.

El auto A tiene un noveno de la energía cinética del auto B.

El auto A tiene un tercio de la energía cinética del auto B.

xx

xx

x

d) Cuandounosebalanceaenunahamaca,laenergíacinéticaesceroenelmomentoenelquellegaacualquieradelosdosextremosdel“arco”quevadescribiendolahamaca.Eneseinstante,larapidezescero.Elvalormáximodeenergíacinéticasedacuandolahamacatienelamayorrapi-dez,queescuandopasamáscercadelpiso.

e) LarapidezesmáximaenB.Comolamasaesconstante,elcarroadquieresuenergíacinéticamáximacuandolarapidezesmayor,yporesotam-biénocurreenelpuntoB.

f) Nuevamente,elcarritoadquieresuenergíacinéticamáximacuandolarapidezesmayor,yesoocurreotravezenelpuntoB.Pero,comolamasatotaldelcuerpoesmenor,laenergíacinéticaesmenorconrespectoalaqueteníacontodoslospasajeros.

Página 34 AlenfocarlosrayosdelSolsobreunpapelusandounalupa,loqueocu-rreesqueelpapelentraencombustión.Laenergíalumínicaquecausaelfenómenoprovienedelaluzsolar.

Elnombredeestaenergíaes“energíapotencialeléctrica”.Porconven-ción,sedicequeentreambosextremosdelapilaobateríaexisteunadiferenciadepotencialeléctricoquehacecircularlascargaseléctricasalcerrarelcircuito.

Página 355a) Deacuerdoconlafórmuladelapáginaanterior, laE

pg delprimercaso

seríaeldobleque ladelsegundocaso(recordarque lagravedades lamismaenamboscasos).

b)

Situación La energía potencial

La energía cinética

Un chico que permanecía quieto comienza a cami-nar por una vereda horizontal. NC A

Una persona que estaba parada en un escalón de una escalera comienza a subir por ella. A A

El agua del tanque de un edificio comienza a bajar desde la terraza hasta la planta baja. D A

Un avión vuela a 5 000 m de altura con cierta ra-pidez y comienza a disminuir su rapidez sin variar su altura de vuelo.

NC D

Un avión vuela a 5 000 m de altura y desciende hasta los 4 000 m, a la vez que aumenta su rapidez. D A

6a) Laenergíacinéticaquetienelamacetajustoenelinstanteenqueempie-

zaacaerescero,pueseneseinstantesurapidezescero.b) Laenergíapotencialde lamaceta justoantesde llegaralpisoescero,

porquelaalturaalaqueseencuentrapuedeconsiderarseigualacero.c) Justoantesdellegaralpiso,todalaenergíapotencialsehaconvertidoen

energíacinética.Porlotanto,laenergíacinéticaesiguala120J.

Página 36 Laintencióndeestaactividadesqueelalumnotomeconcienciadequelamayorpartedelasactividadeshumanasrequieren,directaoindirec-tamente,elaportedeenergíaeléctricay,enmuchomenormedida,elaportedeenergíaquímicadealgúncombustible.

Página 387

a C A L O R

b Q U Í M I C A

c S O N O R A

d E L É C T R I C A

e P O T E N C I A L

f L U M Í N I C A

g N U C L E A R

h E L Á S T I C A

Lapalabraverticales“cinética”,yserefierealaformadeenergíamecánicaqueestáasociadaconelmovimiento.

8Enordendeaparición,lasrespuestasson:• Falso.Enelcapítuloseaclaraqueesevalor"puedesermayoromenor

segúnelgastoenergéticodelapersonaconsiderada".Enelcasodeunapersonaqueviveenunazonafríayrealizatrabajospesados,serequiereunaalimentaciónmuchomásricaensustanciasqueproveenenergíaquímica,porqueelgastoenergéticoesmuchomayordebidoalatem-peraturadelambienteyaltipodetareas.

• Falso. La mayor parte de la energía eléctrica se convierte en energíatérmica.

• Verdadero.Unaparteimportantedelaenergíacinéticadelaspiernassepierdeenformadecalordebidoalosrozamientosdelaspiezasmó-vilesdelabicicleta,locualestárelacionadoconlaeficienciadelproce-sodeconversióndeenergíaquímicaenenergíamecánica.

• Verdadero.Eltrabajoseexpresaenlasmismasunidadesquelaenergía,esdecir,enjoules.Lapotencia,encambio,seexpresaenvatios.

• Falso. La energía geotérmica se centra en el aprovechamiento de laenergíatérmicapresenteenelinteriordenuestroplaneta.

• Falso.Laenergíacinéticadependetantodelarapidezdelcuerpocomodesumasa.

• Falso.Durantelacaída,laenergíapotencialgravitatoriasetransformaenenergíacinética.Peroalascender,latransformaciónocurrealrevés:laenergíacinéticainicialsevatransformandoenenergíapotencialgra-vitatoria.

• Falso.Laenergíapotencialgravitatoriadeloscuerposdependetantodesusmasascomodelaalturaalaqueseencuentran.

• Verdadero.Lasplantascreannuevamateriavivaenlafotosíntesisy,ame-didaquecrecen,suspartes"acumulan"laenergíasolarenformaquímica.Esaeslaenergíaqueposeenlamaderaoelcarbónvegetal,ytambiénelpetróleoyelcarbónmineral,quesoncombustiblesfósiles.

9a) Laenergíaparaqueestosmolinos funcionaranseobteníade lasco-

rrientesdeagua.Elaguagolpeabaenlaspaletasylashacíagirar.b) Siemprequefueraposible,lomejoreramontarestosmolinosenríos

caudalosos,esdecir,concorrientesintensas.


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10Undiseñoposiblepodríaserelsiguiente:plantearunabreveintroducciónsobrelanecesidaddehallarfuentesquegenerenenergíaconbajoimpactosobre el medio. A continuación, presentar a la energía eólica como unade las formas“alternativas”.Luego,analizarcuálessonlascondicionescli-máticasnecesariasycuálessonlascaracterísticasdelalocalidaddondeseplaneainstalarlosgeneradores.

11Respuestaabierta.Seesperaquelosalumnosejercitenlacapacidaddeha-cerunbalancedeventajasydesventajas,yqueapartirdeesoadoptenunapostura.

Página 3912a) Porelmododefuncionar,ladínamoseparecealasturbinasutilizadasen

lascentralesgeneradorasdeelectricidad.b) Paraencenderelfarolhayqueponerencontactolarueditadentadade

ladínamoconlaruedadelabicicleta,locualselograaccionandounapalanquita.

c) Siseconsigueunabicicletacondínamo,podrácomprobarsequecuandoelgirodelaruedaesmásrápido,ladínamoentregamáscorrientealfarol,yesteaumentalaintensidaddelaluzqueemite.

d) Conesedispositivo,llamadoalternador,semantienecargadalabateríaysehacefuncionarlaradio,laslucesyotrasparteseléctricasdelvehículo.

Página 431a) Hoy,conideasmuydiferentesacercadelasenfermedades,diríamosque

elpacientetienefiebre,esdecirqueaumentólatemperaturaquenor-malmentetienesucuerpo.

b) Elmédicoletomalafiebrealpacientesimplementeatravésdelaimpre-siónquerecibeconlapalmadesumano.Elprocedimientopuededarunaideadesihayonofiebre,peronoestotalmenteconfiableporquenuestrapielnoesuninstrumentoprecisodemedicióndelatemperatura.

c) Eltermómetrodigitalesuninstrumentoelectrónicoyeldemercuriosebasaenlavariacióndelongituddeunacolumnademercurio.Comoseveráenelcapítulo,lavariaciónesconsecuenciadeunfenómenodedilata-ciónycontraccióntérmica.Elprimertermómetromuestraelvalorenunapantalla.Enelsegundohayqueverhastadóndellególacolumnarespectodeunaescalagraduadaqueestáimpresaenelcuerpodeltermómetro.

d) Lasdiferenciasenlaslecturaspodríandebersenoaunincorrectofun-cionamiento,sinoaotrascausas.Talvezloschicosconozcanqueenlospaísesdehablainglesatodavíaseutilizaunaescaladetemperaturadife-rentedelaqueusamosnosotros.

Página 44 Esposiblequeloschicosrespondanquecalorytemperaturanosonlamismacosa,aunqueson“parecidos”.Losejemplosqueaportentalvezseansemejantesalosquesepresentanmásadelanteeneltexto,deltipo“hacecalor”,“talcosadacalor”y“tieneunpocodetemperatura”.Enelprimercaso,ambosconceptosparecenserlomismo,mientrasqueenelsegundoyelterceroparecensercosasdiferentes.

Página 473a) Laafirmacióndelmédicoparecedarcuentadeuncalormaterial,que

sehaacumuladoenexcesoenelpacienteyporesoloenferma.b) Elmodelodelcalóricomostrósudebilidadcuandonologróresponder

cómoeraposiblequeese“gascalórico”notuvieramasay,porlotanto,quenopesara.Poresodebióserreemplazadoporunmodelosuperadorque propusiera una fundamentación para lo que el anterior no habíaalcanzadoaexplicar.

c) Loscambiosdeopiniónenlaactividadcientíficasonunaconsecuenciadelapermanenterevisióndelasideas,unprocesoqueponeenteladejuiciosusconocimientosyqueporesorepresentaunafortaleza:así,detrásdecadaafirmaciónhaynumerososcientíficosqueaprobaronsuvalidez.

Página 514a) OMSson las siglaspara “OrganizaciónMundialde laSalud”,yensu

sitio en Internet se señala que “es la autoridad directiva y coordina-

doradelaacciónsanitariaenelsistemadelasNacionesUnidas.Eslaresponsablededesempeñarunafunciónde liderazgoenlosasuntossanitarios mundiales, configurar la agenda de las investigaciones ensalud,establecernormas,articularopcionesdepolíticabasadasenlaevidencia,prestarapoyotécnicoalospaísesyvigilarlastendenciassa-nitariasmundiales”.

b) SeesperaqueloschicosconcuerdenconlamedidarecomendadaporlaOMS.

c) Elepisodiosedebióalenvenenamientodelaspersonasporconsumirpescadocontaminadoconmercurio,provenientedevertidos indus-triales.

d) Lospañalesencuestióneranlavadosencomerciosqueusabanproduc-tosqueincluíanmercurio.

5La dilatación térmica de los metales se aprovecha en los dispositivos decontroldeapagadoencalefones,cocinasdegasyestufasdegas.Habitual-mente,estosdispositivossonllamados“termocuplas”.

6a) Loqueocurreen lahistorietaesqueel termómetrodigitalexpresa la

temperaturaengradosFahrenheit,mientrasqueeldemercuriolaexpre-saengradosCelsius.

b) Latemperaturacorporalesaproximadamentede37ºC,98ºFo310K.Estastresmedidassonequivalentes.

Página 52 Setratadeotra“imprecisión”denuestrolenguajecotidiano.Consideran-doloexplicadoenlapágina52,paralacienciasolotienesentidoreferirsealcalor.Entonces,locorrectoesafirmarquelagaseosaentregaenergíaenformadecaloralcubitodehielo.

Página 557a) ElquealcanzamástemperaturaeselCporqueeselrecipientequetiene

menosaguayrecibióelcalordedosmecheros.ElquealcanzamenostemperaturaeselAporquetienemásaguayrecibióelcalordeunúnicomechero.

b) Noteníanlamismacantidaddeagua;elDteníamás.Poresosutem-peraturaaumentótantocomoladelE,peseaquesecalentódurantemenostiempo.

8a) Cualquiertermómetrocomúnserviría,porquesuescaladetemperatura

abarcalosvalorescitadoseneltexto.Sisetratasedeunomedicinal,ha-bríaquetomarlaprecaucióndesacudirlocadavezqueseuse.

2. La energía térmica (42-59)


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b) Esunaescalaquevadesdelos35°Chastalos42°C,aproximadamente.Comoestádestinadoamedirtemperaturascorporaleshumanas,notie-nesentidoqueseamásamplia.

c) Conlenguajecientífico,deberíamosdecirque“elcuerpodeesosanima-lesentregacaloralagua”.

d) Aldisminuir lazonadecontactoconelairedelambiente(queestáamenortemperatura),elpasajedecalordesdesuscuerposdisminuye.Eseahorroenergéticolesvienemuybien,sobretodoeninvierno.

e) Larespuestaessimilaralaanterior.Poreso,seenfríamásrápidoenunplatoplayo.

Página 569a) Falso.Enrealidad,latemperaturaesunamedidadelaenergíacinética.b) Falso.Duranteloscambiosdeestadoloscuerposrecibenopierdencalor;

loquepermanececonstanteeslatemperatura.c) Verdadero.Lasensacióndefríoocurrecuandouncuerpoounamasade

airetomancalordelentorno.d) Falso.Laradiaciónnorequiereunmediomaterial.

10a) Comolamasadeaguaeslamitadquelainicial,lavariacióndetempera-

turaseráeldoblequelaanterior:16°C.b) Comolamasadeaguaeseldoblequelainicial,lavariacióndetempera-

turaserálamitadquelainicial:4°C.

11Ademásdelcasodelaire,yadiscutidoenelcapítulo,lospelos,lasplumasylagrasasonaislantestérmicosqueminimizanelpasajedecalordesdeelcuerpodelosseresvivoshaciaelexterior.

12a) Elaguadelprimerrecipienteestaráamayortemperaturaqueladelse-

gundo,porquelafrazadaesunaislantetérmicoquedisminuyemuchoelpasajedecalordelrecipientehaciaelexterior.

b) Elaguadelprimerrecipienteestaráamenortemperaturaqueladelse-gundo,porlamismarazónqueenelpuntoanterior:porquelafrazadaesunaislantetérmico.Pero,enestecaso,lafrazadadisminuyemuchoelpasajedecalordesdeelexteriorhaciaelrecipiente.

13Elcorrectoeselsegundo.Duranteloscambiosdeestadohielo-agualíquidayagualíquida-vaporlatemperaturapermaneciófija(en0°Cy100°C,respectiva-mente),yelcalorentregadoseempleóenllevaracaboelcambiodeestado.

Página 5714Enlaredaccióndelacartadeberáincluirseunaexplicaciónquecontemplelosiguiente:enlazonaquequedaentreambosvidrioshayaire,yelaireesunais-lantetérmicoqueminimizaelpasajedecalorenunsentidooenelotro.Estasventanasfuncionancomobuenosaislantestérmicosenzonasmuyfrías.

15Losrayosultravioletasonunadelascausasprincipalesdelcáncerdepiel,comolostumoresdetipono-melanoma.Además,estasmismasradiacio-nespuedenproducirlesionesmenosgraves,peronoporellopocoimpor-tantes,comoampollas,quemaduras,manchasenlapiel,etcétera.

16Estadiferenciasedebeaqueelcalorprovenientedelasestufasestransfe-ridoalpisosuperiorporlascorrientesdeconvección.Elcalorsesientemásenlospisossuperioresqueenlosinferiores.

Página 611a) Lasradiacionessonondaselectromagnéticasquesepropaganenel

espacio,tantoatravésdemediosmaterialescomodelvacío.Enestecapítulo se estudiarán las propiedades fundamentales de todas lasondaselectromagnéticas,asícomoalgunascaracterísticasparticula-resdecadatipodeonda.

b) Otrasradiacionesquelosalumnospodríanconocersonlasdeorigennuclear, las radiaciones ultravioleta, las microondas y las ondas deradio.Sinembargo,podríaocurrirquelosalumnosnovinculenestasondasconformasderadiación.Poresarazón,larespuestaquedenaestaactividaddebeserregistrada,pararecuperarlamásadelante.

c) Sí,haymanera.Porejemplo,enlahistorietaHerschelemplealamedi-cióndelaumentodelatemperaturacomoindiciodelapresenciadeunaradiaciónnovisible.

d) Enefecto,juntoalcolorvioletaseencuentranlasradiacionesultravio-leta,quesondemuchomayorenergíaquelasvisiblesylasinfrarrojas.

Página 63 Lasintonizacióndelasondasderadioempleadasenlaradiofoníasellevaacaboatravésde lamodulaciónde la frecuencia(bandasdeFM,“frecuenciamodulada”)odelaamplitud(bandasdeAM,“am-plitudmodulada”).Cadaprogramaseemiteenunacombinacióndeamplitudyfrecuenciaparticular.

Página 653a) Lasondasderadiodeunaemisoraqueemitea800kHztendrán375

metrosdelongituddeonda.Parallegaraestevalor,hayquehacerlasiguientecuenta;como300000km/s=λ·f,podemosdespejarλdelasiguientemanera,yreemplazarelvalordef:

λ=300000000m/s=375m8000001/s

b) Sulongituddeondaesdeaproximadamente33,3cm,queesunpocomásgrandequeeltamañodelaantenadelteléfono.Lacuentaquehayquehaceres:

λ=300000000m/s=0,333m=33,3cm9000000001/s

c) La frecuenciadeunhornodemicroondasqueemiteondasde2mde longitudesde150MHz.Paraobteneresevalor,hayquehacer lasiguientecuenta:

ƒ=300000000m/s=150000000Hz=150MHz2m

d) Lasondaselectromagnéticasirradiadasporloscablestienenunalongi-tuddeondaenorme:alrededorde6000km.Paraobtenerdichovalor,sedeberealizarlasiguientecuenta:

λ=300000000m/s=6000000m=6000km501/s

3. La energía radiante (60-79)


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4a) Eltextotratasobrecómoinfluyenlasradiacionescósmicassobrelavida

ennuestroplaneta,ysobrelagrancantidaddeenergíaqueposeen.b) Actualmente,losgasesquecomponenlaatmósferaretienengrancan-

tidaddelaenergíaquellegaalplanetaenformaderayoscósmicos.c) Esimportantequelosalumnosvinculenlasradiacionescósmicascon

sus efectos sobre los seres vivos de nuestro planeta, y que elijan untítuloyunaimagendeacuerdoconestaidea.

5a) Los teléfonos celulares no son radiactivos; emplean ondas de radio,

inocuasparalosseresvivos.b) Enrealidad, lasondasderadiosoncaptadasporequiposreceptores,

comolosdemúsica.Estosequipos,asuvez,conviertenestasondasensonidosquesípodemosescuchar.

c) Noeslaluzrojalaquesirveparacalentar,sinolasradiacionesinfrarrojas.d) Falso;comosevioantes,nohaylímiteinferiorparalalongituddeonda

delosrayosgamma.

Página 696

Modelo ondulatorio Modelo corpuscular

Época en la quefue propuesto el modelo

Siglo XVII Siglo XVII

Científi cos quelo impulsaron

Huygens (holandés), Young (inglés).

Newton (inglés), Einstein (alemán).

Descripción delmodelo

La luz es una “onda” que viaja en el espacio; tiene amplitud y longitud de onda.

Chorro de luz compuesto por partículas diminutas llamadas “corpúsculos”.

Evidencias a favor oen contra del modelo

Las sombras no siempre son defi nidas; fenómeno de interferencia.

Objetos opacos que pro-yectan sombras defi nidas.

Página 70 Laafirmaciónaludealacapacidaddelasondaselectromagnéticasparaatravesarlosmateriales.Enelejemplo,elsonidoatraviesaelpisodeundepartamento,yseescuchaeneldeabajo.

Unagrancantidaddelosobjetosquenosrodeantienenbrillo,comolapiceras,lasuperficiedelamesa,algunosequiposelectrónicos,etcéte-ra.Lamayoríadelosmaterialesreflejaunporcentajeconsiderabledelaluzqueincidesobreellos.

Página 71 Laluzrestantepasadeunmediomaterialaotro,ytienelugarelfenó-menoderefracción.

Página 737a) Sielángulodeincidenciaesdemasiadogrande,puedeocurrirelfenó-

menode“reflexióntotal”,quesignificaquetodoslosrayossonrefleja-dos.Estefenómenodependedelaondaincidenteydelosíndicesderefraccióndelosdosmedios.Enlafiguraseobservaquelosrayosquepodríanllegarhastanuestrosojosincidensobrelasuperficiedelaguaconunángulotangrandequesereflejantodos.Enconsecuencia,noseveelalfiler.

b) Deacuerdoconelesquemadelaexperiencia,sielobservadorlevantaelrecipienteyobservalasuperficiedelaguadesdeelcostadodelvaso,sevisualizalaimagenreflejadadelalfiler.

8a) Laslentesocularesdelmicroscopiodelafotografíasondos,quecorres-

pondenallugarpordondesemira.Losobjetivosseubicansobreunrevólvergiratorioqueapuntaalaplatina,sobrelacualsecolocanlospreparados;yenelmicroscopiodelafotografía,sontres.

b) Esencialmente, lostelescopiostambiénsonjuegosdevarias lentes,queaprovechanlosfenómenosdereflexiónyrefraccióndelaluzparacaptarhacesdeluzdebajaintensidadyconcentrarlosenunpunto.Lostelesco-piostambiéntienenunalentedenominada“objetivo”yotradenominada“ocular”.Sinembargo,estaslentesestáncalibradascomoparaampliarlaimagendeobjetosmuy lejanos. Existenvarias clasesde telescopios: al-gunosestánconstruidossoloconlentes(telescopiosrefractores),yotrosincluyenunsistemainternodeespejos(telescopiosreflectores).

Página 74 Elsímboloqueseñalaqueelaerosolnotienecompuestosqueafectanlacapadeozonoeselsiguiente:

Página 769a) Verdadero.b) Lasfuerzaseléctricassondelargoalcance.c) Laenergíaradiantenonecesitaunmedioparatransmitirse.d) Verdadero.e) Verdadero.f) Losobjetosqueabsorbentodalaenergíaquerecibensonnegros;sin

embargo,parasernegros,alcanzaconqueabsorbanlaenergíavisible.g) Falso; las ondas mecánicas tampoco transportan materia, aunque sí

necesitandeunmediomaterialparapropagarse.h) Verdadero.i) No;sonuntipodeondadiferente.j) Verdadero.k) Verdadero.l) Laradiacióninfrarrojatienemenorlongituddeondaquelasmicroondas.m) Falso;lainterferenciaesdestructiva.n) Falso;tambiénocurrecuandolaondachocaconuncuerposólido.o) Verdadero.p) Falso;loperjudicialeselexcesodetemperaturaqueseproduciríasise

agravaraelefecto.Normalmente,esteefectoeselencargadodeman-tenerlatemperaturanecesariaparalosseresvivosdenuestroplaneta.

10a) Llegalaluzdecolorverde,queescomplementariodelrojo.Elcolorque

vemoseseldelaluzreflejada,quenosufrelainterferenciadestructiva(esdecirquevemoselcolorcomplementariodelquesufrelainterfe-renciadestructiva).Parapredecirelcolor,esnecesariorepasarcuálessonloscolorescomplementarios.

b) Laluzanuladaesdecolorvioleta,queeselcolorcomplementariodelamarillo.

Oculares (2)

Revólver convarios objetivos


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11a) El cambio climático está produciendo alteraciones meteorológicas,

talescomolassequíaseinundaciones,losdeshielosyelaumentodelniveldelmar.

b) Una de las soluciones posibles es el uso de fuentes alternativas deenergía.

12a)

b) Lacausadelarefraccióneselcambiodemediomaterial.c) Sí,laanalogíasirve.Cuandolosamigoslleganhastaellímitedelazonacon

pasto,cambiandedirecciónyvelocidad.Conlosrayosdeluzocurrelomismo:cuandolleganalazonaenqueelmediocambiadematerial,hayunaalteraciónensudirecciónyvelocidad.

d) No,nosedesviarían.Esomismoocurrecuandolosrayosdeluzincidenenformaperpendicularalazonadecambiodemediomaterial:nohayningúncambioenladirección.

4. La estructura del átomo (80-99)Página 811a) Porque, en tiempos de Cascariolo, no se había descripto nunca el

fenómenodeluminiscenciao,entodocaso,noseconocíasufunda-mentocientífico.

b) Laluminiscenciaeslapropiedadquepresentanalgunosmaterialesyseresvivosdeemitirluzcuandosonsometidosadeterminadatem-peratura.Estaluzesvisiblesolamenteenlaoscuridad.Hayalgunosjuguetes, lasagujasy losnúmerosdealgunosrelojes,algunasteclasdeelectricidadqueestánfabricadosconmaterialesluminiscentes.

c) Sonpartículascargadasnegativamentequegiranalrededordelnú-cleoatómico.Enélseencuentranlosprotonesylosneutrones.

d) Desdeyaquelosalumnosnopuedenmedirlosátomosporquesoninmensamente pequeños. En general, su tamaño se infiere, no semidedirectamente.

Página 833a) Enangstrom.b) Multiplicandoelvalordelradiopordos,ydividiendopor1000000,

se obtienen los siguientes valores. Hierro: 0,000248 µm; nitrógeno:0,000142µm;oxígeno:0,000120µm;hidrógeno:0,000092µm.

4a) Esladisciplinaquesededicaalestudio,diseño,creación,síntesis,ma-

nipulaciónyaplicacióndemateriales,aparatosysistemasfunciona-lesatravésdelcontroldelamateriaanano-escala,ylaexplotacióndefenómenosypropiedadesdelamateriaanano-escala.

b) Eltamañoextremadamentepequeñodelosmaterialesquepreten-denmanipular.

c) Habríaqueponer50761421átomosalineados.d)ye)Elcarbono.Losnanotubosdecarbonorepresentanelmás im-

portante producto derivado de la investigación en fullerenos. Secomponen de una o varias láminas de grafito u otro material en-rolladassobresímismas.Tienenundiámetrodeunosnanómetrosy,sinembargo,sulongitudpuedeserdehastaunmilímetro,porloque disponen de una relación longitud : anchura tremendamentealtayhastaahorasinprecedentes.

Página 86 Alarcoiris.Laspequeñasgotitasdeaguapresentesenlaatmósferadespués de una lluvia son como pequeños prismas de cristal quedescomponenlaluz,enestecasolaluzblancaprovenientedelSol.

Página 875Existen varios puntos en común entre ambos modelos: los electronesse encuentran en distintos niveles de energía, al igual que los libros sehallanubicadosendiferentes estantes; los electronespuedenpasardeunnivelaotro,aligualqueloslibrospuedenreubicarsedeunestanteaotro;laenergíapotencialdeunelectrónenelúltimonivelenergéticoesmáxima,aligualqueladeunlibroenelestantesuperiordelabiblioteca;demaneracontraria,cuandoelelectrónseencuentraenelnivelinferiorycuandoellibrosehallaubicadoenelestanteinferiordelabiblioteca,tienenenergíapotencialmínima.

Página 90 Cada nivel de energía está conformado por orbitales electrónicos;asuvez,estosorbitalespuedenserclasificadosencuatroclasesde-nominadass,p,dyf.Cadanivelenergéticodeunátomotieneunoo más orbitales electrónicos, que pueden pertenecer a una o másclases. Sin embargo, cada uno de estos orbitales solo puede estarocupadopordoselectrones.Enconsecuencia,mirandolatablapo-demosdeducirqueenelprimernivelhay1orbital,enelsegundo,4(1declasesytresdeclasep),eneltercero,9(unodeclases,3declasepy5declased),yenelcuarto,16(losmismosqueenelnivelanterior,más7orbitalesdeclasef).

Página 916Lasfrasesquedescribenadecuadamentelafuncióndelosmodeloscien-tíficossonlaa)ylad).

73.º Losalfileressonlaunidaddemasa.Sepesancienobjetosporquese

cometemenorerrorquepesandounosolo.4.º Lamasadecadaobjeto,relativaalamasadelalfiler(“masarelativa”).


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5.º Enestecaso,comoeneldelosátomos,serelativizalamasadeunobjetorespectodeunaunidaddemasatomadaarbitrariamente.

8

Página 959a) Elradioatómicodisminuyedeizquierdaaderechaenunperíodopor

laatracciónqueejerceelnúmerocrecientedeprotonessobreloselec-trones.

b) Elradioatómicoenungrupoaumentadearribaabajo,yaqueenesesentidoaumentaeltamañodelosorbitales.

c) Laenergíadeionizaciónaumentadeizquierdaaderechaporelaumen-todelnúmerodeprotones.

d) Laenergíadeionizaciónaumentaenungrupodeabajoarribaporquelosátomossehacenmáspequeñosy loselectronessonmás fuerte-menteatraídos.

e) Elelementomáselectronegativoeselflúor.f) Elelementomenoselectronegativoeselfrancio.

Página 9610a) Elelectrónesunapartícula subatómicaconcargaeléctricanegativa,

mientrasqueelprotóntambiénesunapartículasubatómicaperoconcargaeléctricapositiva.

b) ÓrbitaeselrecorridofijoquehacíanloselectronessegúnelmodelodeBohr,mientrasqueorbitales,segúnelmodeloatómicoactual,laregióndelespacioendondeesposibleencontrarunelectrónmoviéndose.

c) Laconfiguraciónelectrónicaesladisposicióndeloselectronesenlosátomos,mientrasquelaconfiguraciónelectrónicaexternaesladispo-sicióndeloselectronesenelúltimoniveldeenergía.

d) Númeroatómicoeselnúmerodeprotonesquetieneunátomoyca-racterizaaunelementoquímico.Númeromásicoesigualalasumadeprotonesyneutronesdelnúcleodeunátomo.

e) Período:líneahorizontalenlatablaperiódica.Correspondeaelemen-toscuyosátomostienenlamismacantidaddenivelesdeenergía.Gru-po:líneaverticalenlatablaperiódica.Correspondeaelementosconcaracterísticassimilares.

11

ModelodeThomson Nubedifusa

ModelodeRutherford Energíasdefinidas

ModelodeBohr Masapositivacon

electronesincrustados

Modeloactual Sistemaplanetario

12a) Enprincipio,eldescubrimientodelelectrón.Mástarde,eldescubrimien-

todelprotónydelneutrónconfirmaronqueelátomoesdivisible.b) No,Mendeleievpublicósutablaen1869yelelectrónsedescubrióen

1897.c) Elmodelode“budínconpasas”deThomsonyel“modeloplanetario”

deRutherford.

14Entrelaspartículas,dosdelosgruposmásimportantessonlosleptonesyloshadrones.• Losleptonessonmáslivianosypuedendesplazarselibremente.Existen

seistiposdeellos:loselectrones,losneutrinos(haytresvariedades:elec-trónico,muónicoytauónico)ylosmuones(dedosclases:positivoyne-gativo).

• Loshadronessonpartículasmáspesadas,comoporejemplo:losproto-nes,losneutrones,lospionesylosmesones.

Sepostulaquecadahadrónestá formadoa suvezporpartículasmáspequeñas,losquarks.Hastaelmomentoseconocenseistiposdequarks,cadaunodeloscualestienediferentesmasasocargaseléctricas.

15a) Suselectronesseexcitanypasanaunniveldeenergíasuperior.Cuan-

dovuelvenalniveloriginal,seemiteluz.b) Porqueelfilamentoreaccionaríaconeloxígenodelaireysequemaría.c) Unodelosmaterialesqueseusabaneraelgrafito,peroardíarápi-

damente.d) Haylámparasdesodiodealtaydebajapresión,ydanunaluzdecolor

amarillo,yaqueencasilatotalidaddelespectrodelsodiopredominanlasfrecuenciascercadelamarillo.

Elemento Número de electrones

Confi guración electrónica Elemento Número de

electronesConfi guración

electrónica

1H 1 1s16C 6 1s2 2s2 2p2

2He 2 1s2 7N 7 1s2 2s2 2p3

3Li 3 1s2 2s18O 8 1s2 2s2 2p4

4Be 4 1s2 2s2 9F 9 1s2 2s2 2p5

5B 5 1s2 2s2 2p110Ne 10 1s2 2s2 2p6]

5. Las uniones químicas (100-119)Página 1011a) Losvérticesdel“átomocúbico”estánocupadosporelectrones.b) No,noerancúbicos.Setratadeunarepresentación.c) Algunosejemplosdesustanciaspolaresquesedisuelvenenaguasonel

azúcaryelbicarbonatodesodio.Enelaceitesedisuelvenlassustanciasno polares, como la manteca; no hay muchos ejemplos sencillos deestaclasedesustanciasanuestroalrededor.

Página 102

Elemento Valencia Contravalencia

Litio 1 7

Magnesio 2 6

Aluminio 3 5

Silicio 4 4

Fósforo 5 3

Azufre 6 2

Cloro 7 1

Argón 8 0


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Página 103 Larepresentacióndelátomodeneónesuncubocontodossusvérti-cesocupadosporelectrones,talcomosemuestraacontinuación:

Página 104 Adquierenlaconfiguraciónelectrónicadelneón.

Página 1053a) Todostienenlamismacantidaddeelectronesinternos.b) Setratadelneón.c) Sipierdeesoselectrones,suconfiguraciónelectrónicaesigualaladel

argón.

4SepuedesustituirelkerneldelPporelsímbolodelneónyacontinuacióncolocarelnúmerodeelectronesdelúltimoniveldeenergía.Porejemplo:(Ne)5e–.

Página 106

Página 108 Entodaslassustancias,menosenelZnCl

2,losátomosestánunidospor

enlacescovalentes.EnelCl2yelH

2losenlacessoncovalentesapolares.

EnelZnH2yenelHClsoncovalentespolares.

Página 1095a) Calcio,magnesio,sodio,potasioyfluoruro.b) Elcalcio,elmagnesio,elsodioyelpotasiosoncationes;elbicarbonato,

elsulfatoyelfluorurosonaniones.c) Elcalcioyelpotasioadoptaronlaconfiguraciónelectrónicadelargón.

Elsodio,elmagnesioyelfluoruroadoptaronlaconfiguraciónelectró-nicadelneón.

6a) ParaelenlaceH–Cl,ΔEN=EN

Cl–EN

H=3,0–2,1=0,9(enlacecovalen-

tepolar). ParaelenlaceO–N,ΔEN=EN

O–EN

N=3,5–3,0=0,5

ParaelenlaceN–H,ΔEN=ENN–EN

H=3,0–2,1=0,9

ParaelenlaceS–H,ΔEN=ENS–EN

H=2,5–2,1=0,4

ParaelenlaceO–C,ΔEN=ENO–EN

C=3,5–2,5=1,0

ElúnicoquetieneenlacescovalentesnopolareseselN2.

b)

c) Lasúnicasdosmoléculasnopolaressoneldióxidodecarbonoporque,a pesar de tener enlaces polares, sus dipolos se anulan entre sí, y elnitrógenogaseoso,porserunamoléculaformadapordosátomosdelmismoelemento.

7Lasmoléculasdeagua,porserdipolos,seorientanconsuextremonegativo(eneloxígeno)haciaelcatión(cargapositiva)delcompuestoiónicoyconsuextremopositivo(encadahidrógeno)haciaelanión(carganegativa)delcompuestoiónico.

Página 110 Paraunamoléculaformadapordosátomos,lageometríaelectrónicaylageometríamolecularseránlineales,porquenohayotraformaposi-bleparaladisposicióndelosparesdeelectronesydelosátomos.Estadisposiciónnodependedesilosátomossonigualesono.

Página 112 Lassalesquepuedenformarseconesoselementosson:

MgI2:yodurodemagnesio

KI:yodurodepotasio ZnI

2:yodurodecinc

AgI:yodurodeplata MgS:sulfurodemagnesio K

2S:sulfurodepotasio

ZnS:sulfurodecinc Ag

2S:sulfurodeplata

Página 1138a) …angular,piramidal,tetraédricaylineal.b) I.2+y1–c) II.…molecular,molecular,iónico,iónico.

9a) Lassalesqueaparecenmencionadassonelclorurodecalcio,demag-

nesio,desodioydepotasio.b) Losanionesquesemencionan“sueltos”sonlosbromurosylosyo-

duros.c) LasfórmulassonCaCl

2,MgCl

2,NaCl,KCl.

d) Elsodioyelmagnesioadoptanlaconfiguracióndelneón;elcloruro,elcalcioyelpotasioadoptanlaconfiguracióndelargón;elbromuroadoptaladelcriptón,yelyoduroadoptaladelxenón.

Página 114 Elcompuestosellamaóxidodealuminio,ysufórmulaeslasiguiente:

(Al3+)2 (O2–)3 = Al2O3

Página 115 Sellamarían,enelordenenqueaparecenenlatabla,óxidodecloro(I),óxidodecloro(III),óxidodecloro(V)yóxidodecloro(VII).

Página 11610a) LaregladeAbeggyelmodeloatómicodeBohrinspiraronaLewispara

formularsuteoríadel“átomocúbico”.b) Langmuirpostulósuteoríadeloctetodevalenciacomounaprofundi-

zacióndelateoríadel“átomocúbico”deLewis.

11a) ElNaClyelNa

2O.

Elemento Nombre del ion Carga

Calcio (Ca) Catión calcio 2+

Azufre (S) Anión sulfuro 2–

Yodo (I) Anión yoduro 1–

Potasio (K) Catión potasio 1+

Aluminio (Al) Catión aluminio 3+

H Cl

O N O

H S H

N N

H N HH

O C O


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HF

HF

H+

F–HF(aq)

b) ElO2yelHCl(enestadogaseoso).

c) LassólidassonelNaClyelNa2O;lalíquidaeselHCl,ylagaseosaelO

2.

12a) Secomponedeunátomodehidrógenoyelflúor(nometal),queforman

elfluorurodehidrógeno,unamoléculaqueenmedioacuososeconvierteenácidofluorhídrico,uncompuestoiónico.

b)

13a) La estabilidad en el enlace químico está directamente relacionada

conlatendenciaquetienenlosátomosacompletarsuúltimoniveldeenergíaaceptando,cediendoocompartiendoelectronesparaad-quirirunaconfiguraciónelectrónicadegasnoble.

b) Esodepende,entreotrascosas,deladiferenciadeelectronegativida-desquehayaentre losátomosqueestablecenelenlace.Losenlacespuedensercovalentesnopolaressiladiferenciaesnulaomuychica,covalentespolarescuando ladiferenciaesunpocomayor, e iónicoscuandoladiferenciaesmuynotable.

c) Se pueden formar moléculas simples cuando se establecen enlacescovalentesentreátomosdelmismoelemento,moléculascompuestascuando seestablecenenlaces covalentes entre átomosdediferenteselementos(aquíestán incluidastodas lasmoléculasbinarias)ycom-puestos iónicoscuando seestablecenenlaces iónicosentredosáto-mos de diferentes elementos (compuestos iónicos binarios) que seestabilizanordenándoseenredescristalinasiónicas.

Página 11714Porqueelamoníacoyelaguatienenunoydosparesdeelectronesnoen-lazantes, respectivamente.Comoestosocupanmásespacioque loselec-

tronescompartidos, losángulosdeenlacesonunpocomásagudosquecuandonohayelectronesnoenlazantesenelátomocentraldelamolécu-la.Enelcarbonodeltetraclorurodecarbononohayelectronesenlazantesyelángulodeenlacees109º28´.Enelnitrógenodelamoníacohayunpardeelectronesnoenlazantes,entonceselángulodeenlaceesde107º.Final-mente,eneloxígenodelaguahaydosparesdeelectronesnoenlazantes,porlotantoelángulodeenlaceenlamoléculaesde105º.

15a) Loscompuestosquímicosmencionadosson: Metano:CH

4

Óxidonítrico:NO Dióxidodecarbono:CO

2

b) Sí,soncompuestosbinariosporquetodosestánformadosporátomosdedoselementosdiferentes.

c) Lasfórmulascorrespondientesson:

d) No.Secumpleeneldióxidodecarbonoyenelmetano(aunqueenestecasoelhidrógenocompletaelpardeelectronesynounocteto).Sinembargo,enelóxidonítriconosecumpleporqueelnitrógenoque-daconunelectróndesapareado.

e) Elnombreóxidonítricorespondealanomenclaturatradicional.SegúnlosnumeralesdeStock,elnombreesóxidodenitrógeno(II)ysegúnsuatomicidadesmonóxidodenitrógeno.

f) Sonóxidosmoleculares,porquesusátomosestánunidosporenlacescovalentes.

16a) Son“óxidosbinarios”.Estánformadosporoxígenoyunnometal.b) Sonóxidosmoleculares,tambiénllamadosácidos.c) Lafórmulacorrespondientees:

d) Se lospuede llamaranhídridosulfurosoyanhídridosulfúricopara lanomenclaturatradicionaluóxidodeazufre(IV)yóxidodeazufre(VI)paralanomenclaturapornumeralesdeStock.

H C HH

HN O O C O

O S O O S O

O

6. Características de las reacciones químicas (120-139)Página 1211a) Mientrashizolamezclanoseprodujoningunareacciónquímicapero

alfrotarlasobreelpisodepiedraselesuministróunapequeñacanti-daddeenergía (energíadeactivación)quedesencadenó la reacciónquímicaentreloscomponentesdelamezcla,másprecisamenteentrelassalesdeantimonioyelpotasio.Luego,elfuegosigueardiendopor-quesequemalamaderadelpalito.

b) Elprimercambiofuereemplazarelsulfurodeantimonioporfósforoblanco.Peroestasustanciaesmuytóxicaeinflamable.Poresoensulu-garseusómástardeotravariedaddefósforo,elfósfororojo.Elcloratodepotasio se sustituyópordicromatodepotasio.Puedecomentár-selesaloschicosquelasaldepotasiosuministraeloxígenonecesarioparaqueseinflameelfósforo.

c) Cualquierreacciónqueliberegrandescantidadesdeluzycalor.Entrelasreaccionesquímicasordinarias,lacombustióndecualquiermaterialeselmejorejemplo.Enelcapítulo8veremos,además,quelasreaccio-nesnuclearestambiénproducenestefenómeno.

d) Deestamaneraseseparanlosreactivos(saldepotasioyfósforo)paraqueningúnhechofortuitoprovoquelareacciónquímica.Sitodoslosreactivosestuvieranen lacabezadel fósforo, seríamásprobablequeardiera,porejemplo,enelcasodequesecalentaraaccidentalmente.

e) Asícomoparaencenderunacerillasenecesitaentregarcalormediantelafricción,elfuegodelfósforoaportalaenergíadeactivaciónnecesariaparaqueluegoocurralacombustióndelamaderaodelcombustiblequesea.

Página 122 Algunoscambiosfísicosqueocurrenanuestroalrededortodoslosdías


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sonlalluvia,elhervordelagua,lasolidificacióndeaguaenelfreezerdelaheladera,lamayoríadelosfenómenosquetienenlugardentrodelosaparatoseléctricos,etcétera.

Página 1233a) Unmetalfundidosecolocaenunmoldeparaquesolidifique. Personaamasando. Pansaliendodelhornodondesecocinó. Volcánenerupción. Incendioforestal. Zonatropicalconmuchoviento.b) Un metal fundido, la persona que amasa y el pan recién cocinado

muestrancambiosartificialesdelamateria.Elvolcánenerupciónyla zona tropical con mucho viento muestran cambios naturales. Elincendioforestalpuedegenerarcontroversias,peroporlogeneralescausadoporelserhumano.Siseoriginaraenunatormentaeléctrica,seríanatural.

c) Larespuestadependedelafotoqueelijan.Laideaesqueobservenqueengeneralseproducenvarioscambiosunoacontinuacióndelotroyqueaproximenunaideaintuitivadeloquesonloscambiosoreaccio-nesquímicas.

4Podrían señalar como cambios físicos la disolución de sustancias, la for-mación de un gel, el cambio de forma del material (del recipiente a losmoldecitos).

Página 1275a) Considerandoúnicamentelosdatoscualitativos,enelprimerexpe-

rimentoelsistemainicialesmásparecidoalfinal,queenelcasodelsegundoexperimento;enesteúltimo,hayungloboqueseinflaquemarcaunadiferenciasustancial.

b) Sinanalizarlosdatoscuantitativos,yconsiderandolarespuestaante-rior,aprimeravistaparecequeelprimerexperimentoesmásadecua-doparademostrardichaley.

c) Revisandolosdatoscuantitativos,sinembargo,resultaqueelsegun-do experimento está mejor diseñado para comprobar la conserva-cióndelamasa.Enelprimero,nosecontrolaelgasliberado.

d) Considerandolasrespuestasanteriores,surgequeelregistrocuantita-tivodelasexperienciasresultacrucialparaunmejorymásadecuadoaprovechamientodelosresultados.

Página 128 Enlasreaccionesquímicas,lacomposicióndelassustanciasquereac-cionansemodifica,dandolugaralaaparicióndeproductos.

Página 129 Agregando los coeficientes estequiométricos junto a la molécula deH

2OydeH

2S, losátomosdehidrógenoquedanbalanceados (seis a

cadalado).

Página 130 Hacefaltaeldoble,esdecir,docemolesdeagua.

Enesecaso,haríanfalta216gdeagua.

Página 1316a) Reactivos:H

2SyO

2.Productos:SO

2yH

2O.

b) H2S+O

2→SO

2+H

2O

c) 2H2S+3O

2→2SO

2+2H

2O

d) Relaciónmolar: 2moldeH

2S+3moldeO

2→2moldeSO

2+2moldeH

2O

Relacióndemasas: 68gdeH

2S+96gdeO

2→128gdeSO

2+36gdeH

2O

e) Si68gdeH2Sreaccionancon96gdeO

2paraformarSO

2,entonces,50

gtendránquereaccionarcon: 50g·96g/68g=70,58g.

7a) Lapresenciadedióxidodecarbonoprovenientedelaatmósferapro-

duceladisolucióndeloscarbonatos.Lanuevaespeciequímicaforma-da,elbicarbonatodecalcio,síessolubleenagua.Además,cuandoelaguasefiltraatravésdelasrocasdelsueloypasaaformarpartedelasnapassubterráneas.

CaCO3+H

2O+CO

2→Ca(HCO

3)

2

Seproducelaliberacióndedióxidodecarbonodisuelto.Deestama-nera,losbicarbonatossetransformanencarbonatospocosolubles.

Ca(HCO3)

2→CaCO

3+H

2O+CO

2

b) La reacciónestáajustada.Para justificarlo, losalumnosdebentomarelementoporelementoycontarcuántosátomoshaydeellosaunladoyaotrodelaecuación.

c) Bicarbonatodecalcio:162g.Carbonatodecalcio:100g.Agua:18g.Dióxidodecarbono:44g.

d) Seformarían324gdebicarbonatodecalcio.

Página 133 Seesperaquelosalumnosreconozcanotrosmaterialescombustibles,talescomolanafta,elquerosén,elpapel,elcarbónvegetal,etcétera.

Página 134 Elaumentodepresiónsobreungasfavorecelacercaníadelasmolécu-lasqueloforman,yporlotantolareacciónentreellas.

Página 1358a) Elfuegoesproductodelacombustióndeunmaterialcombustible

enpresenciadeoxígeno.Ademásdelcombustibleyelcomburente(oxígeno),hayquesuministrarotienequehaberunapequeñacanti-daddeenergíadeactivaciónysetienenqueproducirreaccionesencadenaqueperpetúenelfuego.

b) Losaccidentesen lacocinaseproducenpor lacombustióndegas(mezclademetano,etano,propanoybutano); cuandoocurreunafallaeléctricageneralmentecomienzanaarderlosplásticosqueen-vuelvenloscables;enlosescapesdecombustiblespuedetratarsedegas,nafta,querosén;sihaypersonasquejueganconfósforos,elcom-bustibleesmadera;conpirotecnia,sonsustanciasquímicasvarias;enlosaccidentesconvelaselcombustible iniciales laparafinay,enelcigarrillo,lashojassecasdeltabaco.Eneltextosemencionaelcalordecombustióndelmetanoydeletano.

c) Deacuerdoconlareaccióndecombustiónqueapareceenlapágina133,seconsumiríanveintemolesdeoxígeno.

d) Exergónicoporqueliberaenergía,yexotérmicoporquelaenergíali-beradaescalor.

9a) ClaseA:maderaycarbón.ClaseB:parafina,gasnatural,petróleoysus

derivados(naftas,querosén,gasoil),alcohol.


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b) ElincendioforestalesdeclaseA.Podríanevitarsesilagentenofuma-raenlosbosquesyparquesnacionalesysirespetaralasnormasparaencenderfuego:debeprenderseenlugaresespecialmentedestinadosatalfinyapagarseporcompletoantesdeabandonarelsitio.

10a) Elaguaabsorbecalor.Entonces,disminuyenlatemperaturaylaveloci-

daddelasreaccionesquímicasqueocurrenenlasllamas.b) Elcambiodeestadoabsorbeenergíayelvapor,aldisiparse,disipatam-

biéncalor.c) Porqueloscombustiblesimplicadosnosonmisciblesconelagua.d) Porqueelaguaesconductoradelaelectricidad.

Página 13611

EjemploCambio

Físico Químico

Un bosque que se incendia x

La preparación de una torta x x

Una bola de nieve que cae por la ladera de una montaña

x

Un chico que anda en bicicleta x x

Un barrilete que se “escapa” y vuela por el aire x

12a) Quelassustanciasreactantesdebenestarencontactoycolisionarpara

quelareaccióntengalugar.b) Deberíanseriguales.c) LaleydeconservacióndelamateriadeLavoisierdicequeenunareac-

ciónquímicaordinaria,lamasadelosreactivosdebeserigualalamasadelosproductos.

13a) Enlosreactivos,elsigno+significa“secombinacon”.Enlosproductos,

significa“y”.b) Reactivos:hematitaymonóxidodecarbono.Productos:hierroydióxi-

dodecarbono.c) Fe

2O

3+CO→Fe+CO

2

d) Fe2O

3+CO→2Fe+CO

2

14Producto.Cosaproducida;cantidadqueresultadelamultiplicación;lamismasustanciaquímicaqueseobtieneluegodeunareacción.

Metal. Timbredelavoz;calidadocondicióndeunacosa;conjuntodeinstrumentosdevientodeunaorquestahechosoriginariamentedeme-tal; (Quím.) cadaunode loselementosquímicosbuenosconductoresdelcalorydelaelectricidad,conunbrillocaracterístico,ysólidosatem-peraturaordinaria,salvoelmercurio.Materia.Realidadprimariadelaqueestánhechaslascosas;loopuestoalespíritu;asuntodequesecomponeunaobraliteraria,científica,etcétera;asignatura, disciplina científica; (Quím.) lo que tiene masa y ocupa unlugarenelespacio.Compuesto.Mesurado,circunspecto;dichodeunvocablo:formadoporcomposicióndedosomásvocessimples;agregadodevariascosasquecomponenuntodo;(Quím.)cuerpocompuesto.Ecuación. Diferencia que hay entre el lugar o movimiento medio y elverdaderooaparentedeunastro;igualdadquecontieneunaomásin-cógnitas;(Quím.)expresiónsimbólicadeunareacciónquímica.Base.Fundamentooapoyoprincipaldealgo;lugardondeseconcentrapersonalyequipo,ydesdeelquesepartecuandoseorganizanexpedi-cionesocampañas;ladooplanohorizontalapartirdeloscualessemidelaalturadeunafiguraodeunsólido;(Quím.)sustanciaqueendisolu-ciónaumentalaconcentracióndeioneshidróxidoysecombinaconlosácidosparaformarsales.Colisión.Choquededoscuerpos;rozaduraoheridahechaaconsecuen-ciadeludiryrozarseunacosaconotra;oposiciónypugnadeideas,prin-cipiosointereses,odelaspersonasquelosrepresentan;(Quím.)choqueentreátomosomoléculas.

Página 13715a) Enunacasa,esmásprobablequelosalumnosobservenmáscambios

físicosquequímicos.b) Evidentemente,sícambiaría lasituación.Durantelapreparaciónde

la cena, por ejemplo, cuando se usa la cocina y suele haber variosmiembrosdelafamiliaencasa,esposibleregistrarunagrancantidaddecambios.

16a) Mezclar,batir,separarfases,tamizarsoncambiosoprocedimientos

físicosqueserealizantantoenlacocinacomoenellaboratorio.Cal-cinar, dorar, caramelizar, cuajar son cambios químicos que puedenocurrira losalimentosyque tambiénseparecenaalgunosque sehacenenellaboratorio.

c) Lamayoríadeloscambiosocurrenpordesnaturalizacióndelaspro-teínaspresentesenlosalimentosyporlaoxidacióndeloshidratosdecarbono.

7. Tipos de reacciones químicas (140-159)Página 1411a) Lodescubrióhaciendopruebasconpirolusitay “ácidomarino”, sinsa-

berquétipodereacciónquímicaestaballevandoacabo.Almezclarlos,percibiólaaparicióndeungasverdeamarillentoqueteníaunolormuydesagradable.

b) El dióxido de carbono que se produce cuando se quema algúncombustible. La fermentación que producen las levaduras en lamasapara lapizzasemanifiestacondesprendimientodedióxidode carbono que queda atrapado dentro de la masa. Por eso esta

leva.Elprocesodefotosíntesisenlasplantasproduceliberacióndeoxígeno.

c) Lacapacidadblanqueadoraquedademostradacuandosemojaunpañodecolorconunpocodelavandinadiluida,yseproduceladecoloración.Lacapacidaddesinfectantesedemuestraenqueesunade las formascaserasdepotabilizaraguaydescontaminarmaterialdelaboratorio.

Página 142 Sedesprendióungasverdeamarillentoque,además, teníaunolordesagradable.


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Página 1433a) A principios de 1991, durante la Operación Tormenta del

Desierto, las tropas de los Estados Unidos de Norteamérica expulsaron a los iraquíes del territorio de Kuwait. Para ali-mentarse, los soldados norteamericanos llevaban comidas preparadas y, además, “calentadores sin llama”. Cada uno de estos consistía en una manga con una doble pared de plástico en toda su estructura, que formaba una bolsa, y allí se colocaba el alimento. A su vez, la doble pared de la manga contenía magnesio (Mg) en polvo. Cuando que-rían comer, solo tenían que agregar un poco de agua por un orificio con tapón ubicado en la pared exterior. El calor generado era suficiente para calentar e incluso cocinar el alimento, sin llama ni humo.

b) Semanifiestaatravésdelaliberacióndecalor,quepuedeseraprovecha-doparacalentarococinarlosalimentos.

c) Ademásdeliberacióndecalorseprodujodesprendimientodegashi-drógeno.

d) Sedenominanreaccionesexotérmicas.

4a) Sedimento.b) Llama,luz,calor.c) Llama.d) Gas.

Página 145 Sí;hubocambioenelnúmerodeoxidacióndelcarbono,quepasóde4–a4+,ydeloxígeno,quepasóde0a2–.

Página 146 Elcarbonoaumentósunúmerodeoxidación(seoxidóyactuócomoreductor del oxígeno) y el oxígeno lo disminuyó (se redujo y actuócomooxidantedelcarbono).

Página 1475a) Enlaceldavoltaicalareacciónquímicageneraunacorrienteeléctrica;

en laceldaelectrolíticaelpasode lacorrienteeléctricaprovocaunareacciónredox.

b) Laoxidaciónocurreenelánodo(polonegativoenlaceldavoltaicaypo-sitivoenlaelectrolítica),ylareducciónocurreenelcátodo(polopositivoenlaceldavoltaicaynegativoenlaelectrolítica).

c) Enlaceldavoltaicadescriptaenelesquema,elcobresereduceyelcincseoxida.Lassemirreaccionesson:

Cátodo: Cu2++2e–→Cu Ánodo: Zn→Zn2++2e–

6Lassemirreaccionescorrespondientesson: Ánodo: Cu→Cu2++2e–

Cátodo: Cu2++2e–→Cu

Página 148 Losnombresdedichosácidosson:ácidocítrico,ácidoláctico,ácidoace-tilsalicílico,ácidoascórbico,ácidoacético,ácidosulfúrico.

Página 1517a) La glucosa se convierte en etanol (C

2H

5OH) y dióxido de carbono

(CO2).Eletanol,asuvez,seconvierteenácidoacético(CH

3COOH)y

agua(H2O).

b) Elácidoacético,porqueelsaboragrioesunadelascaracterísticasdelassustanciasácidas.

c) Laprimeraeslafermentaciónalcohólica,porqueseproducealcohol(etanol).Lasegundaeslaacetificación,porqueseproduceácidoacé-tico.

d) Losmásfrecuentesestánhechosapartirdejugodemanzana,deuvaoapartirdecereales.

e) Notodosesosvinagrestienenelmismocolor;suaspectodependedeljugoapartirdelcualfueronhechos.Esoindicaqueenrealidad,elcolordelvinagrenodependedelácidoacético(queesincoloro).

Página 153 Setratadedosejemplosdereaccionesdecombinación.

Página 1559a) Producenunamodificacióndelacomposiciónquímicadelaatmós-

fera,yenconsecuenciacolaboranconelaumentodelatemperaturaacausadelefectoinvernadero.Estefenómenotienelugarporqueestosgases dificultan el paso de la energía térmica reflejada por la Tierra,haciaelespacioexterior.

b) El gas producido en mayor cantidad es el dióxido de carbono. Sinembargo,noeselmáspeligroso; loscompuestosclorofluorocarbo-nados(CFC)sonmuchomásdañinosqueeldióxidodecarbono.

c) Enestecontexto,laemisiónmásfácildecontrolaresladelosCFC,por-queseproducenenmuypequeñascantidades.

Página 15610a) Con5+,porque(6–)+(5+)esiguala1–(lacargadelion).b) Con4+,porque2x(2–)=4–.Paraigualarlascargastienequeser4+.c) Con2+paraigualarlacarga2–deloxígeno.d) Con3+,porque(4–)+(3+)esiguala1–(lacargadelion).e) Con4+,porque3x(2–)=6–y(6–)+(4+)=2–(lacargadelion).f) Con1+,porque2x(1+)=2+y(2+)+(2–)=0(seigualanlascargas).g) Con8–,porque4x(2–)=8–.Paraquelacargasea2–,elSactúacon6+.h) Con6–,porque3x(2–)=6–.Paraigualarlascargas,elaluminioactúa

con3+.i) Con5+,porque4x(2–)=8–y(8–)+(5+)=3–(lacargadelion).j) Con6+,porque7x(2–)=14–y(14–)+(12+)=2–(lacargadelion).

11a) Esdetiporedox.b) Esdetiporedox.c) Esunareaccióndeneutralización.d) Esdetiporedox.e) Esunareaccióndeneutralización.

12a) Lassemiecuacionesbalanceadasson: Fe3++1e–→Fe2+

S2–→S+2e–

ElFe3+sereduce,porlotantoeselagenteoxidante.ElS2–seoxida,porlotantoeselagentereductor.

b) Lassemiecuacionesbalanceadasson: Hg→Hg2++2e–

4e–+O2→2O2–

ElO2sereduce,porlotantoeselagenteoxidante.ElHgseoxida,porlo

tantoeselagentereductor.


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c) Lassemiecuacionesbalanceadasson: Fe3++1e–→Fe2+

Zn→Zn2++2e–

ElFe3+sereduce,porlotantoeselagenteoxidante.ElZnseoxida,porlotantoeselagentereductor.

13La aspirinay la limonada sonácidas, y la lavandinayel agua tónica sonbásicas.

16a) Laecuaciónyaestábalanceada,yes: C

4H

10+3O

2→CO+3C+5H

2O

b) EnelC4H

10,elnúmerodeoxidaciónes4+,enelCOes2+,yenCes0.

17a) Lareacciónseríalasiguiente: Al(OH)

3+3HCl→Al+3+3Cl–+3H

2O

b) Elantiácidoleproduciráaliviomientraslabasepuedaneutralizaralácido.Cuandoseacabe,volverálasensacióndeacidez,amenosquetomeotramedidapreventiva.

Página 1611a) Losrelacionabaconelfenómenodefluorescencia.Setratadeunfenó-

menoenelqueunmaterialabsorbelaenergíadelaluzdeuncolor,yluegoemiteluzdeuncolordiferente,demenorenergía.

b) Apesardequelassalesdeuranionohabíanestadoexpuestasalaluzsolar,lasplacasguardadasdentrodelcajónhabíansidoalcanzadasporunaformadeenergía.

c) Lasradiacionesemitidaspor lasustanciaradiactivaadministradasonlasqueimpresionansobrelasplacasradiográficas.

d) Seesperaquelosalumnosmencionen,comousosprincipales,losaso-ciadosconlaobtencióndeenergíaylosbélicos.

Página 163 La peligrosidad de las radiaciones, entre otras cosas, depende de supoderdepenetraciónydesupoder ionizante.Además,ambaspro-piedadesestánvinculadas:cuantomáspenetrantes,menoreselpoderdeionización.Deacuerdoconlodicho,lasradiacionesgammasonlasmáspeligrosas,porque son lasquepuedenalcanzar anuestroorga-nismoconmayorfacilidad.Lasalfaylasbeta,encambio,difícilmentealcancennuestrapiel:elaireylosguantespuedendetenerlas.

Página 1653a) y b) Se espera que a partir de las preguntas planteadas, los alumnos

reflexionensobrelaformadetrabajoenunlaboratorio,yqueluegoapliquenestasideasalespaciofísicoescolarenelquedesarrollanlastareasexperimentales.

b) Seesperaquelosalumnosencuentrenmaterialacercadelasmedidasquedebenadoptarseparaevitar incendios,explosionesycontactoconmaterialtóxicoopatogénico.Elsímboloqueseñalamaterialra-diactivoes:

Página 168 Elusodelaenergíanuclearescontrovertidoporlosriesgosdeacciden-tesnuclearesyporelproblemaqueentrañalaeliminacióndelosde-sechosradiactivos.Seesperaquelosalumnosadoptenalgunaposturaintentando justificarla; la lectura de este capítulo puede colaborar areforzarlaideadequeparaadoptarunaposturaesnecesariointeriori-zarseconlosdetallesdelproblemaencuestión.

Página 1694a) Esunisótopodelhidrógeno,aligualqueeltritio.Elnúcleodeldeuterio

tieneunneutrónyunprotón;eldel tritio tienedosneutronesyunprotón.

b) Porquesumasamolecularesmayorqueladelaguanatural.4+16=20paraelD

2Oy2+16=18paraelH

2O.

c) Comomoderadory refrigeranteen los reactoresnuclearesqueusanuranionaturalcomocombustible.

d) No;no loes. Suspropiedadesquímicas sonmuyparecidas a lasdelaguacomún.

5a)yb)La intenciónnoesproveerunaposturarígidarespectodeesta

problemática,sinohacercobrarconcienciaalosalumnosdelasdi-ferentes líneasdepensamiento,y susargumentos.Actualmente, lamayorpartede lasaplicacionesde latecnologíanuclearesbenefi-ciosaparalacivilización,ylosmétodosdealmacenamientosoncadavezmásseguros.

Página 1736a)

b) ElprimerepígrafecorrespondealEsquemaII,yelsegundocorrespondealEsquemaI.

c) 59

27Co +

1

0n

60

27Co

Cobalto-59 Neutrón Cobalto-60

7a) Lacantidaddeplomopresenteenlamuestraoriginalparacompararla

conlacantidadpresentealmomentodelamedición.Así,sabiendolasemividadelplomo-210,sepuededeterminarlaantigüedaddelaobraconmuchaaproximación.

b) 21082

Pb→21083

Bi+Radiaciónbetac) Porque lacantidaddeplomo-210medidaerademasiadoaltacomo

paracorresponderalsigloxvıı,épocaenlaquevivióJanVermeer.

8. Las reacciones nucleares (160-177)

Electrón

Protón

Electrón

Electrón

Energía


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Página 1748a) Falsa,seliberaunapartículaconcargaymasasimilaraunelectrón.b) Verdadera.c) Falsa, emiten unos u otros. Al mismo tiempo pueden emitir rayos

gamma.d) Verdadera.e) Falsa. Lo que interesa es la cantidad de protones y de neutrones, es

decir,laconformacióndelnúcleoatómico.f) Verdadera.g) Verdadera.

9a) 218

84Po→218

85At+0

–1e

b) 22688

U→22286

Rn+42He

c) 23490

Th→23491

Pa+0–1

e

d) 4019

K→4018

Ar+0+1

e+energía

10a)

Tiempo transcurrido desde el comienzo del experimento

(en años)

Masa de Ra-226 (g)

Fracción que permanece de la muestra original

0 226 1/1

1 600 113 1/2

56,5 1/4

4 800 28,25 1/8

b) Susemividaesde1600años,esdecir,eltiempoquedemoralamitaddelamuestraensufrirundecaimientoradiactivo.

c) No,porquesusemividaesde1600añosytodossabemosquelaedaddelaTierraesmuchísimomayor.

11a) 32

15P→32

14P+0

+1e+energía

b) Elfósforo-32incorporaelneutrónyemiteunapartículaalfa.Laecua-ciónquedescribeesteprocesoes:

3517

Cl+10n→32

15P+4

2He

12a),b)yc)Seesperaquelosalumnosreflexionensobrelaargumentación

comoformadesostenerundebaterazonable,yqueejercitenlabús-quedadeinformaciónparasolventarsusposiciones.

13a) Porquenohabíaprevistoquesusexperimentossirvieranpara fines

bélicos.b) Laéticaprofesional sevinculacon lospropósitosperseguidosporel

desarrollodeunaactividaddeterminada,conelrespetoporlosparesyconloslímitesmoralesynormasdetrabajoquedebenrespetarse.

14Lasecuacionescompletasson:11H+1

1H→2

1H+0

1e

11H+2

1H→3

2He+γ

32He+3

2He→4

2He+21

1H

Página 179Práctica 1a) Elpénduloalcanzalavelocidadmáximaabajo,enlaposicióninferior

desutrayecto.b) Elpénduloalcanza lavelocidadmínimaen losdosextremosdesu

recorrido,cuandolavelocidadescero.c) La energía cinética del péndulo es máxima cuando la velocidad es

mayor,esdecir,enlaposicióninferiordesutrayecto.Laenergíaciné-ticaesmínimacuandolavelocidadesmenor,yesoocurreenlosdosextremosdesurecorrido.

d) El péndulo tiene la máxima energía potencial en los dos extremosdesu recorrido,porqueallí laalturaesmáxima.Lamínimaenergíapotenciallatieneenlaposicióninferiordesutrayecto.

e) El valor sería de 70 J. La energía mecánica no se conserva, porquecuandoelpéndulosemueverozaconelaire,yesolequitaenergía.

f) Esnecesarioentregarenergíacontinuamentealpénduloparacom-pensarlapérdidadeenergíamecánicaproducidaporelrozamientoconelaire.

Página 180Práctica 2a) Esdeesperarsequelosvaloresobtenidosseanproporcionales.b) En efecto, es posible que en algún momento la proporcionalidad

entreelpesoy laelongacióndejededarse.Talcomoseexplicaenel capítulo, eso puede ocurrir cuando la fuerza aplicada supera un

ciertovalor(quedependedelascaracterísticasdelresorteconquesetrabaja).

c) Elresortedelaexperienciaalcanzósumáximaenergíapotencialelás-ticacuandoestabaconlamáximaelongación.

d) Siderepenteliberáramosalresortedelasbolsitas,laenergíapoten-cialelásticaseiríaconvirtiendoenenergíacinética.

Página 181Práctica 3a) Enelmismotiempo,elaceiteaumentamássutemperaturaqueel

agua.b) Elaguatienemayorcalorespecíficoqueelaceite.

Página 182Práctica 4a) Elcalorsetransfirióalaslatasporradiación.Comoelaireestabaen

contactoconlassuperficiesinternasdelaslatas,aumentósutempe-raturaporconduccióntérmica.

b) Seesperaquelalataconsuperficiebrillantehayaabsorbidomenosradiaciónquelasotrasdos.Y,comoabsorbiómenos,latemperaturadelairequecontieneaumentómenosqueenlasdemás.Lalataconsuperficienegrafuelaquemásluzabsorbió,yporesoelairedesuinterioraumentósutemperaturamásqueenelresto.

c) Porque la ropaoscuraabsorbemás radiaciónque laclara, ypor lotantoesmás“calurosa”.

Prácticas de laboratorio (178-192)


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Página 183Práctica 5Laecuaciónnosindicaquelalongituddeondayelanchodelasfranjasdeinterferenciasondirectamenteproporcionales.Amenorlongituddeonda,menorseráelanchodelasfranjas.Ladiferenciasedebealasdiversasfuentesdeerrorqueconllevalaexpe-riencia.

Página 184Práctica 6a) Porque laaberturaentre loshilosdel tejidopasaa sermuchomás

grandequelalongituddeondadelaluzincidente.b) Porquealdeformareltejidocambialadistanciaentreloshilos.

Página 185Práctica 7a)

Sal Fórmula Color de la llamaCloruro de sodio NaCl AmarilloCloruro de potasio KCl VioletaCloruro de litio LiCl Rojo intensoNitrato de sodio NaNO3 AmarilloCloruro de bario BaCl2 Verde claroCloruro de calcio CaCl2 Rojo-anaranjado

b) FotoA,clorurodebario;fotoB,clorurodepotasio;fotoC,clorurodelitio.

c) Los que marcan la diferencia son los cationes, es decir, el bario, elpotasioyellitio.

d) Dependedelasmezclasquepropongan,perosimezclandossalesdelmismocatiónnopodránadvertirquesetratadeunamezcla.

e) Setratadeunmaterialmásinerteyresistentealasreaccionesquími-casylallamadelmechero.

Página 186Práctica 8a) Conelestaño,elcinc,elhierroyelaluminio.Estoindicaquecondu-

cenlaelectricidad.b) Estaño,cinc,hierroyaluminio.Quesecalientenindicaquesoncon-

ductoresdelcalor.c) Sí,losmetalesconducentantolaelectricidadcomoelcalor.d) Seexcitan,pasananivelessuperioresdeenergía.Cuandovuelvenal

estadooriginal,emitenenergía,porejemplo,comocalor.e) Sí,losmetalestienenbrilloylosnometalescarecendeél.

Página 187Práctica 9a) Sustanciasiónicas:nitratodepotasio,hidróxidodesodio. Sustanciascovalentes:sacarosa.b) Lasacarosaestáformadapormoléculaspolaresporquesedisuelve

enunsolventepolarcomoelagua. Elnaftalenoyelyodoestánformadospormoléculasnopolarespor-

quesedisuelvenenunsolventenopolarcomoeltolueno.c) Lassustanciasiónicasylassustanciascovalentespolaressedisuelven

mejorenlossolventespolaresporqueseproduceunaatracciónen-tre lascargasnetas (en las sustancias iónicas)o lascargasparciales(enlassustanciascovalentespolares)y lascargasparcialesdesignoopuestodelsolventepolarcomo,porejemplo,elagua.

Página 188Práctica 10a) Enamboscasos seobservauna reacciónexotérmica,condespren-

dimientodecalor.En“Laserpientedelfaraón”saleunacolumnadehumogrisverdoso(deallílasimilitudconlaserpiente).Enelsegundo

caso, lamontañitaesanaranjaday sevaponiendopaulatinamentenegra,productodelacombustióndeldicromatodeamonio.

c) Porquesetratadereaccionesexotérmicas.d) EstapreguntaserelacionaconlodesarrolladoenelPura cienciadel

capítulo8.Algunasrespuestasdeesapáginapuedenresultarútilesenestaguía.

e) Enelprimercasosedesprendeóxidonitroso.Enelsegundo,laecua-cióneslasiguiente:

(NH4)

2Cr

2O

7→N

2+4H

2O+Cr

2O

3

Página 189Práctica 11a) Entodos,menosenelpaso5.b) Justamenteenelpaso5,cuandoseagregaelhidróxidodesodioala

grasa.c) Hidróxidodesodio.

Página 190Práctica 12a) Elcobresedepositósobrelallaveenformadefinacapa.b) Lallaveserecubredecobre,mientrasquelaplacacomienzaadesha-

cerseenlasoluciónacuosa.c) LareacciónCu→Cu2++2e–ocurreenelánodo,queeselelectrodo

formadoporlaplacadecobre.LareacciónCu2++2e–→Cuocurreenelcátodo,queeselelectrodoformadoporlallave.

d) Elelectrododecobreperdiómasaylallavelaganóporqueelcobresedepositósobresusuperficie.

Página 191Práctica 13a) Laflorrojanocambiadecolorenmedioácidoperosílohaceenme-

dioalcalino.Tomauncolorvioláceoazulado.Laflorazul,encambio,adquierecolorrojoenmedioácidoyenmedioalcalinoconservaelcolorazul.

b) Podemosconcluirquelaformabásicadelasantocianinasesdecolorazulylaformaácidaesdecolorrojo.

c) Sí,esprobablequelasantocianinasseanlasmismasenambasflores.LavariacióndecolorseproduceporlavariacióndelpHdelmedioenelcualseencuentran.

d) Usaría las flores azules para determinar pH ácidos y las flores rojasparadeterminarpHalcalino.

Página 192Práctica 14a) Laspelotitasdeping-pongrepresentana laspartículasalfa(unnú-

cleodeheliocondosneutronesydosprotones).Laslentejasdanunabuenaideadelaspartículasbeta(electronesopositrones),aunquelarelacióndetamañospelotitadeping-pong/lentejanosecorrespon-daconlaverdaderarelacióndetamañosentreelnúcleodehelioyelelectrón.Elhazdeluzesdenaturalezaidénticaalaradiacióngamma,aunqueporsupuesto,conmuchomenosenergía.

b) Elalambretejidorepresentaalashojasdepapel.Sefrenanlaspeloti-tasdeping-pongperolaslentejasyelhazdeluzsiguensutrayectoria.Elmosquiterorepresentaalaplacadealuminioporquedetienealaslentejasy,finalmente,elhazdeluzreciénsedetienecuando“choca”conlaplacadeMDF.

c) Sí,plenamente.d) Elmodeloconstruidosatisfacelasexpectativasdellevaralapráctica

lo aprendido teóricamente porque simula bien las capacidades depenetracióndelamateriaquetienenlosdistintostiposdeemisionesradiactivas.


Nuevamente Física y Química 3

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