1. Materia y energa I.E.S. Suel - Fuengirola Ciencias de la Naturaleza www.iessuel.org/ccnn

2. A qu se llama materia? Piensa y deduce

Si te preguntasen por qu resulta ms difcil mover una roca que un ladrillo, cul de las siguientes respuestas elegiras?

Porque la roca es ms grande

Porque la roca es ms pesada

Porque la roca, al ser ms grande, siempre ser ms pesada.

? 1 3. A qu se llama materia? Piensa y deduce

Qu objeto es ms pesado, una bola de petanca de acero o una almohada?Cul es ms grande?Son siempre ms pesados los objetos ms grandes? Explica tus respuestas.

1 4. Piensa por un momento en las cosas materiales que tenemos en casa Los muebles La ventana La maceta 5. Los cuadros El reloj Lmpara El equipo de msica La papelera La TV La pared La maceta La planta Todas estas cosas son materia La ventana Piensa por un momento en las cosas materiales que tenemos en casa Los muebles El suelo El techo 6. Todos los objetos perceptibles a simple vista son materiales. Las paredes, las casas, los muebles, los seres vivos, las piedras y las rocas, el aire los mares, el Sol, la Luna, los planetas son materia. Pero qu se entiende por este concepto? 7. Uncuerpo materiales toda forma de materia que tiene lmites propios bien definidos, como una roca. Recuerda Unsistema materiales toda forma de materia que carece de morfologa propia o cuyos lmites son imprecisos, ya sea por su naturaleza o por su extensin. Las nubes constituyen un ejemplo de sistema material. 8. Cuanta ms inercia tiene un objeto, ms esfuerzo cuesta moverlo

La forma ms apropiada e definir qu es la materia consiste en describir las propiedades que esta presenta:

• • Tienedimensiones , es decir, ocupa un lugar en el espacio.

• • Presentainercia , que se define como la resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o de movimiento.

Dicha inercia es tanto mayor cuanto mayor es la cantidad de materia presente. As, la inercia de una pelota de ping-pong es muy pequea, pues cuesta muy poco ponerla en movimiento, mientras que, por el contrario, la inercia de un camin es grande.

9. La inercia. La inercia de tu cuerpo te desplaza hacia delante cuando hay un choque o un frenazo. Usa el cinturn 10. Usa el cinturn Inercia Lainerciade tu cuerpo te desplaza hacia delante cuando hay un choque o un frenazo. 11. Usa el cinturn o el casco Inercia Lainerciade tu cuerpo te desplaza hacia delante cuando hay un choque o un frenazo. 12. La inercia. La inercia de la pesada bola empuja a Homer Simpson, al haberse atascado los dedos 13.

La materia es la causa de lagravedado gravitacin, que consiste en la atraccin que acta siempre entre objetos materiales aunque estn separados por grandes distancias.

La gravedad es la responsable de que los objetos caigan al suelo, de la existencia de las mareas, de que los planetas se muevan en torno al Sol y, en definitiva, de la estructura del universo. Como la masa de la Luna es menor que la de la Tierra, la gravedad all es menor 14. 1.1.- La masa como medida de la materia La cantidad de materia presente en un cuerpo se caracteriza mediante la masa. La unidad de masa en el sistema internacional es el kilogramo (Kg), que equivale a 1000 gramos. La masa se relaciona con la cantidad de materia y su valor mide la inercia de un cuerpo as como la accin gravitatoria que este ejerce. Recuerda 15. 1.1.- La masa como medida de la materia La cantidad de materia presente en un cuerpo se caracteriza mediante la masa. La masa se relaciona con la cantidad de materia y su valor mide la inercia de un cuerpo as como la accin gravitatoria que este ejerce. y qu significa esta definicin? es fcil! vemoslo! 16. 1.1.- La masa como medida de la materia

La masa como medida de la inercia.

Un cuerpo de 10 Kg tiene el doble de inercia que otro de 5 Kg. Es decir, para conseguir que los dos se muevan de la misma forma , ser preciso ejercer el doble de fuerza en el primero que en el segundo. Por tanto, la masa indica la inercia de un cuerpo.

Para mover dos cajas, se necesita el doble de fuerza que para mover una. 17. 1.1.- La masa como medida de la materia

La masa como medida de la accin gravitatoria.

La masa del planeta Jpiter es unas 310 veces mayor que la del planeta Tierra. Esto quiere decir que si situramos un objeto a mitad de camino entre ambos planetas, Jpiter lo atraera con una fuerza 310 veces mayor que la Tierra.

Planeta Tierra Planeta Jpiter 18. 1.2.- Errores frecuentes en relacin.con el concepto de masa ? A veces s

• • • Pero no siempre!

Los cuerpos ms grandes tienen siempre ms masa? 19. Ya sabis que, a veces, dos objetos de parecido tamao pueden tener pesos muy diferentes 20. Este trozo de madera y la esponja tienen exactamente el mismo volumen: 250 cm 3 Pero no pesan lo mismo: el trozo de madera pesa ms Es posible que un trozo de madera pese lo mismo que uno de esponja?. S, pero no tendran el mismo tamao (volumen) 21. La densidad de una sustancia es la relacin que existe entre su masa y el volumen que ocupa masa volumen densidad = Densidad del mercurio = 13,6 Kg/L Densidad del alcohol = 0,8 Kg/L Densidad del aceite = 0,9 Kg/L Recuerdas qu es la densidad? 22. Una botella de 1 L, llena de mercurio, pesa en la balanza13,6 kg Una botella de 1 L, llena de alcohol, pesa en la balanza0,8 kg Una botella de 1 L, llena de aceite, pesa en la balanza0,9 kg Recuerdas qu es la densidad? 23. Plata10,5 g/cm 3 Plomo11,3 g/cm 3 Oro19,3 g/cm 3 Aluminio2,7 g/cm 3 Cuarzo 2,6 g/cm 3 Cobre8,9 g/cm 3 Hierro7,8 g/cm 3 Densidades de algunas sustancias Aceite 0,9 g /cm 3 Agua1 g/cm 3 Diamante 3,5 g/cm 3 24. 1.2.- Errores frecuentes en relacin.con el concepto de masa ? NO ES LO MISMO La masa de un objeto mide su inercia, mientras que el peso de ese objeto, en la Tierra, es la fuerza con que esta lo atrae hacia s. Por consiguiente, un objeto en el espacio, en estado de ingravidez, no pesara, pero su masa y su inercia seguiran siendo idnticas. Es lo mismomasaquepeso ? 25. No te confundas: MASA y PESO no significan lo mismo. Estos astronautas no pesan nada en gravedad cero , pero siguen teniendo una masa (kg) David 78 Kg Michael 82 Kg Eric 74 Kg 26. No te confundas: MASA y PESO no significan lo mismo. El peso es la fuerza que hace que caigan las cosas, debido a la Gravedad. No pesamos lo mismo en la Tierra que en otros planetas. Tu peso en otros planetas sera distinto. 27. El Sistema Solar: comparacin de dimetros Urano 51.118 Km Mercurio 4.880 Km Venus 12.104 Km Tierra 12.756 Km Marte 6.792 Km Neptuno 49.532 Km Luna 3.476 Km Plutn 2.296 Km Saturno 120.536 Km Con anillos 273.600 Km Jpiter 142.984 Km En cada planeta, tendras un peso distinto, pero tu masa sera la misma 28. Mercurio:tu peso aqu sera 0,37 veces tu peso en la Tierra La gravedad es muy baja aqu. Y el sol abrasa! Es el planeta ms prximo al Sol. Como no tiene atmsfera, el cielo se ve negro desde este planeta, incluso de da. Qu poco pesamos aqu! 29. Venus.-El segundo planeta. Su atmsfera es muy densa, formada por dixido de carbono y nubes de cido sulfrico. La temperatura superficial es la ms elevada de todos los planetas del Sistema Solar. Aqu tu peso sera 0,88 veces tu peso en la Tierra. La gravedad es algo menor que en la Tierra. No veo el Sol, pero el calor es insoportable! 30. Jpiter De enorme tamao en comparacin con la Tierra, este gigante gaseoso est formado por hidrgeno (90%) y helio (casi 10%). Tierra 12.756 Km 142.984 Km Aqu tu peso sera 2,64 veces tu peso en la Tierra. 31. Escalas de observacin del mundo material Muchas cosas podemos verlas a simple vista 2 32. Espejo Lente objetivo Revlver Pinza Lente ocular Preparacin Observando lo invisible Gracias a los microscopios es posible conocer los ms pequeos detalles del mundo que nos rodea. El microscopio ptico o de luz tiene dos lentes principales: el objetivo y el ocular. La preparacin debe ser muy delgada para que la luz pueda atravesarla . Luz La imagen se ve muy aumentada 33. Alga microscpica 34. Ladilla Pulga Piojo 35. Pulga 36. La Daphnia o pulga de agua dulce, observada con un microscopio 37. Bacterias 38. Todo este diminuto mundo material, invisible a simple vista, constituye lo que se llamaescala de observacin microscpica . 39. Todo aquello que podemos percibir a simple vista constituye laescala de observacin macroscpica . 40. Recuerda: Micro = Pequeo Macro = Grande 41. Pero, si no se pueden ver ni con un microscopio, cmo se sabe que existen? Hay cosas materiales tan pequeas que ni siquiera pueden verse con el microscopio de ms aumentos: los tomos. tomo de Helio (He) Protones Neutrones Electrones Ncleo 42. Por observacin indirecta . Gracias a la investigacin cientfica, a experimentos que llevan aTeoras Recuerda: En 1 de E.S.O. vimos la Teora Cintica de las Partculas 43.

(En 1 de E.S.O. lo vimos)

Lateora cinticade las partculas comprende dos leyes fundamentales:

La materia est formada por partculas.

Las partculas se hallan en continuo movimiento.

44. 2.1.- Diversidad de tamaos de la materia: los rdenes de magnitud Lo ms pequeo y lo mas grande de la Naturaleza es: - Elncleo de un tomo0,000 000 000 000 001 m - ElUniverso 100 000 000 000 000 000 000 000 000 m Quieres saber una manera de no poner tantos ceros? 45. Potencias de diez positivas10 2= 10 . 10 = 100 1 . 10 2= 1 . 10 . 10 = 100 Vemoslo paso a paso. Seguro que comprendes que S? Entonces comprenders que 46. Potencias de diez positivas10 3= 10 . 10 . 10 = 1000 1 . 10 3= 1 . 10 . 10 . 10 = 1000 S? Entonces comprenders que 47. Potencias de diez positivas10 4= 10 . 10 . 10 . 10 = 10 000 1 . 10 4= 1 . 10 . 10 . 10 . 10 = 10 000 S? Entonces comprenders ms cosas 48. Potencias de diez positivas70 0000 = 7 . 10 . 10 . 10 . 10 . 10 = 7 . 10 5 Cinco ceros Fjate entonces como se puede poner un nmero grande, por ejemplo, 70 000 10 elevado a la quinta potencia 49. Potencias de diez positivas800 000 000 000 11 ceros Cmo pondras en notacin cientfica o potencia de 10 este nmero? 8 por 10 elevado a 11 = 8 . 10 11 50. Potencias de diez positivas35 000 tres ceros Y este nmero? Tambin suele ponerse as = 35 . 10 3 = 3,5 . 10 4 51. Potencias de diez positivasLos cientficos piensan que el dimetro del Universo mide10 26m = 10 23Km 100 000 000 000 000 000 000 000 Km Albert Einstein Albert Einstein Vale, Y cmo se ponen los nmeros muy pequeos? 52. Potencias de diez negativas0,0001 = 10 -4 Diez elevado a menos 4 As se expresa 10 . 10 . 10 . 10 = 0,0001 1 53. Potencias de diez negativas10 . 10 . 10 = 0,005 = 5 . 10 -4 5 Cinco por diez elevado a menos 4 As sera 0,005 54. Potencias de diez negativas0,000000003 = 3 . 10 -9 Fjate en esto Nueve ceros Tres por diez elevado a menos nueve 55. Potencias de diez negativasEl ncleo de un tomo mide 10 -15m = 10 -18Km Diez elevado a menos 15 m 0,000 000 000 000 001 m 56. Organizacin del mundo material en rdenes de magnitudVeamos este ejemplo: Tamao del Sol Tamao de la Tierra El dimetro del Sol es unas 100 veces mayor que el de la Tierra D Sol= 100.D Tierra= 10 2. D Tierra El tamao del Sol es dos rdenes de magnitud mayor que la Tierra 57. Organizacin del mundo material en rdenes de magnitudcinco 10000 seis siete ocho nueve diez once 10 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 Un cuerpo o sistema material es tantos rdenes de magnitud mayor que otro como indica el exponente de la potencia de diez que resulta de dividir sus respectivos tamaos. A es .. veces mayor que B A es .rdenes de magnitud mayor que B A es .. veces mayor que B A es .rdenes de magnitud mayor que B A es .. veces mayor que B A es .rdenes de magnitud mayor que B A es .. veces mayor que B A es .rdenes de magnitud mayor que B A es .. veces mayor que B A es .rdenes de magnitud mayor que B A es .. veces mayor que B A es .rdenes de magnitud mayor que B A es 1000 veces mayor que B A es tres rdenes de magnitud mayor que B A es 100 000 veces mayor que B A es .rdenes de magnitud mayor que B A es .. veces mayor que B A es cuatro rdenes de magnitud mayor que B A es 100 veces mayor que B A es dos rdenes de magnitud mayor que B A es 10 veces mayor que B A es un orden de magnitud mayor que B Significa queLa frase 58. Transformaciones en el mundo material: la energa 3 59. Piensa y deduce 237 g 237 g 48 g Hielo Agua lquida Hielo Agua lquida 237 g 237 g 237 g Tapadera 60. Ha habido unatransformacinde la materia: lo que antes era hielo ahora no lo es. Hielo Agua lquida 237 g 237 g Tapadera 61. La transformacin de la materia ha sido posible gracias a la participacin deun agente fsico: el calortransferido desde el ambiente a mayor temperatura. Hielo Agua lquida 237 g 237 g Tapadera Calor Calor Calor 62. (*) Interaccin: accin o influencia recproca entre dos o ms sistemas Aire (mayor temperatura) El hielo y el aire interaccionan Para que un cuerpo o sistema material sufra transformaciones tiene que interaccionar (*) con otro. El calor transferido entre dos cuerpos o sistemas materiales a distinta temperatura es un agente fsico capaz de producir transformaciones en la materia. 63. Piensa y deduce Se pueden fundir dos bloques de hielo haciendo un movimiento continuado de friccin de uno sobre otro, incluso cuando el ambiente exterior y los materiales en contacto con el hielo estuvieran a una temperatura inferior a cero grados centgrados.

Qu agente fsico ha hecho posible la transformacin del hielo?

Se habra fundido el hielo sin el movimiento?

64. El agente fsico que ha hecho posible la transformacin del hielo en agua lquida se llama TRABAJOSe realizatrabajosobre un cuerpo cuando este sedesplazabajo la accin de unafuerzaque acta total o parcialmente en la direccin del movimiento. TRABAJO 65. 11 S se realiza un trabajo No se realiza un trabajo (no hay movimiento) Se realizatrabajosobre un cuerpo cuando este sedesplazabajo la accin de unafuerzaque acta total o parcialmente en la direccin del movimiento. TRABAJO 66. El trabajo realizado por el leador ha contribuido a la transformacin del tronco del rbol en tablas y tablones. El calor y el trabajo son los agentes fsicos que producen transformaciones en la materia. 67. 3.1.- Qu entendemos por transformacin .en un sistema material?

Un cambio de posicin.

Un aumento o una disminucin de la temperatura.

Una deformacin o cambio de forma.

Un cambio de volumen

Este cambio puede ser: Una transformacin es cualquier cambio de las propiedades iniciales de un cuerpo o sistema material. 68. Experimenta 3.2.- La energa como propiedad..de los sistemas materiales.

En un vaso de caf caliente introduce unos cubitos de hielo. Piensa slo en el caf y el hielo (no tengas en cuenta el aire).

Qu le ocurre al hielo? Y al caf?.

Sera posible que tanto el caf como el hielo aumentaran su temperatura al entrar en contacto? Por qu?.

69. El caf pierde calor y el hielo gana hasta fundirse y transformarse en agua lquida. Al final acaban igualando sus temperaturas Uno gana y otro pierde 70. Qu crees que ocurre cuando mezclamos agua caliente y agua fra?

La caliente pierde calor

La fra gana calor

Al final acaban igualando sus temperaturas

Uno gana y otro pierde 71. Piensa y deduce Este coche de juguete tiene un resorte que hace posible su desplazamiento. Primero lo empujamos hacia atrs Al soltarlo avanza solo 72. Piensa y deduce

Si el resorte no se hubiera tensado, se habra puesto en movimiento el coche?

Por qu se mueve el coche al soltarlo?

Qu ocurre con el resorte cuando el coche ya est en movimiento?

Las ruedas traseras van unidas a un resorte metlico en espiral que se arrolla a medida que el coche se mueve hacia atrs. 73. Las ruedas traseras van unidas a un resorte metlico en espiral que se arrolla a medida que el coche se mueve hacia atrs. El coche gana movimiento a medida que el resorte pierde tensin Uno gana y otro pierde 74. Hay una palabra que explica esto: Uno gana y otro pierde Energa El caf pierde energa y la transfiere al hielo, que gana energa. En conjunto, la energa total sigue siendo la misma. El resorte pierde energa y la transfiere al coche, que gana energa. En conjunto, la energa total sigue siendo la misma. 75. Mire, jefe: yo sigo siendo el mismo a pesar de mis disfraces Como la energa! La ENERGA tambin puede disfrazarse de muchas formas, pero permanece invariable 76. Uno gana y otro pierde Energa El caf tiene la capacidad de transferir calor al hielo. El resorte tensado tiene la capacidad de realizar un trabajo. A medida que el caf transfiere calor, su temperatura disminuye y, con ella, su propia capacidad para transferir calor. A medida que se realiza el trabajo, la tensin del resorte disminuye y, con ella, la capacidad de seguir realizando un trabajo. 77. Ya sabes que unas pilas nuevas tienen energa. Esta energa puederealizar un trabajo : por ejemplo hacer que el conejito ande y toque el tambor. A medida que las pilas transfieren su energa, van perdiendo su capacidad para hacer un trabajo. Ya sabes que la electricidad puedecalentarmuchos de los electrodomsticos que tenemos en casa. 78. La energa es la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir calor o de realizar un trabajo,de modo que, a medida que un cuerpo o sistema transfiere calor o realiza un trabajo, su energa disminuye. 79. Pero si no estamos hablando de meses! La energa se mide en una unidad del Sistema Internacional (SI) llamadajulio(J). Tambin el calor y el trabajo se miden en julios (J) Y no puede medirse en otro mes? 80. Las variaciones de energa en los sistemas materiales Lastransformacionesque suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante loscambiosque se producen en laenergade dichos sistemas. Veamos qu significa esto con un ejemplo 4 81. Sabras explicar cmo funciona este encendedor mecnico de cerillas? Bola a cierta altura Plano inclinado Cerilla Rueda o molinillo Aspas Lija Piensa y deduce 82. Podra encenderse la cerilla sin el movimiento de la rueda? Piensa y deduce 83. Podra moverse la rueda si la bola permaneciera inmvil? Piensa y deduce 84. Podra empezar a moverse la bola si no estuviera a cierta altura del suelo? Piensa y deduce 85. Qu es, en definitiva, lo que provoca que la cerilla pueda encenderse? Piensa y deduce 86. La causa ltima de que la cerilla encienda es que la bola estaba a cierta altura del suelo Lastransformacionesque suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante loscambiosque se producen en laenergade dichos sistemas. 87. La cerilla ha encendido porque su cabeza roza con la lija porque las aspas se mueven porque la bola se mueve porque la bola est en alto 88. Energa cintica:la bola se mueve Energa cintica: las aspas se mueven Energa potencial:bola a cierta altura Energa trmica por el rozamiento Energa qumica E. trmica 1 2 3 4 5 6 Unas formas de energa se van transformando en otras 89. Unas formas de energa se van transformando en otras

Energa potencial : es la que tienen los cuerpos cuando estn en una posicin distinta a la del equilibrio.

Energa cintica : es la que tienen los cuerpos por el hecho de moverse a cierta velocidad.

Energa trmica : es la que tienen los cuerpos en funcin de su temperatura.

Energa qumica : es la que se desprende o absorbe en las reacciones qumica.

La energa se disfraza 90. Fuentes de energa aprovechable Fuentes de energa no renovables Fuentes de energa renovables

Combustibles fsiles (petrleo, carbn y gas natural)

Energa nuclear

Energa geotrmica

Energa hidrulica

Energa solar

Energa elica

Energa maremotriz

Energa de la biomasa

5 91. Energa por combustibles fsiles Turbina Central trmica Combustin Vapor Caldera Agua lquida Combustible Contaminacin atmosfrica Oxgeno Generador CO 2 92. Energa hidrulica Turbina Generador Salida Central hidroelctrica Presa Embalse o pantano:el agua acumulada a cierta altura tiene Energa Potencial Entrada del agua 93. La energa hidrulica se la obtenida del agua en movimiento. Tambin proviene del sol ya que, gracias a l, se produce el ciclo del agua. La fuerza del agua se transforma en energa mecnica al mover las aspas de una turbina en una central hidroelctrica, donde se transforma en energa elctrica. Las presas hidrulicas se destinan a la produccin de energa elctrica. 94. Marea alta Marea baja Energa maremotriz Generador Turbina Central maremotriz 95. Aerogenerador Aspa 96. 18 97. Energas alternativas en Andaluca Central solar en Tabernas (Almera) 6 98. Aerogeneradores de Tarifa (Cdiz) 99. Las fuentes de energa en Andaluca Petrleo 55,9% Urbano 13% Industria 8% Otros 5% Petrleo 55,9% Carbn 20,6% Gas natural 12,7% 5,7% 5,1% 100. Energas renovables en Andaluca Biomasa 90% 90% 101. Clic aqu para hacer actividades interactivas