Enviat per: Llidó | 20 febrer 2010

TEMA 2. LES PROPIETATS GENERALS DE LA MATÈRIA

INTRODUCCIÓ

El llibre que utilitza el mestre per explicar el tema 2. LES PROPIETATS GENERALS DE LA MATÈRIA.

Si pitges als enllaços veuràs el Llibre que segueix el professor per impartir les classes del Tema 2. LES PROPIETATS GENERALS DE LA MATÈRIA.

“Estructura de todas las cosas” (pàgines 47 a 54)

“Estructura de todas las cosas” (pàgines 55 a 63)

“Estructura de todas las cosas” (pàgines 64 a 72)

• • •

ACTIVITAT PRÈVIA

Digues coses o materials de la Natura que siguen prou diferents (només sòlids i líquids). Tot seguit, pensa propietats que puguen ser-hi comunes.

Dibuixem una graella on a la primera línia escrivim objectes sòlids i líquids molt diferents i a la primera columna escrivim propietats que tiguen aquests objectes.

Després de discutir hem vist que tots els sòlids i els líquids pesen i ocupen un espai.

• Per tant, arribem a la conclusió següent:

El pes i el volum són propietats generals de la matèria. (Aquesta és una conclusió provisional)

• També, arribem a dues preguntes:

Els gasos tenen les propietats del pes i el volum?

Hi ha més propietats generals de la matèria?

• Com ho podem resoldre?

Ho estudiarem seguint els passos següents:

1r – Estudiarem el pes i el volum dels sòlids i dels líquids

2n – Estudiarem si els gasos també tenen pes i volum

3r – Estudiarem si hi ha més propietats generals de la matèria

• • •

@CTIVITAT 1

Ordena de menor a major el volum d’alguns materials sòlids o líquids

Podem mesurar el volum dels sòlids per immersió, amb una proveta graduada.

El volum serà la resta entre el valor final i el valor inicial.

Podem mesurar el volum dels líquids amb un estri graduat de laboratori, com ara una proveta.

• • •

@CTIVITAT 2

Digues amb quines unitats podries mesurar el volum dels materials sòlids i líquids

Els sòlids amb l’escala del m3.

km3 – hm3 – dam3 – m3 – dm3 – cm3 – mm3

Els líquids amb l’escala del m3 i amb l’escala dels l.

kl – hl – dal – l – dl – cl – ml

Les equivalències són:

1 l = 1 dm3

1 ml = 1 cm3

• • •

@CTIVITAT 3

Estima el volum d’aigua que cap en una banyera. Expressa el resultat en cm3 i en l.

Si la banyera té una llargària de 2 m, una alçada de 3o cm i una amplada de 80 cm:

Volum de la banyera  en cm3:

200 x 30 x 80 = 480.000 cm3

Volum de la banyera en l:

480.000 cm3 = 480 dm3

Si 1 dm3 = 1 l ; 480 dm3 = 480 l

• • •

@CTIVITAT 4

Llig el titular de premsa i indica l’equivocació

“LA CONFEDERACIÓ HIDROGRÀFICA AUTORITZA UN ALTRE REC DE 75 HECTÒMETRES”

L’aigua ocupa un volum (amplada, llargada i alçada) i per tant són 75 hm3.

Quants litres d’aigua han estat autoritzats?

75 hm3 = 75.000.000.000 dm3

Si 1 dm3 = 1 l ; 75.000.000.000 dm3 = 75.000.000.000 l

• • •

@CTIVITAT 5

Assenyala els efectes que pot produir un cos sobre una altre objecte, com a conseqüència del seu pes

Pot xafar (comprimir) objectes. Exemple: un pot de refresc.

Pot estirar objectes. Exemple: un moll o una goma elàstica.

Hem de fer una força per sostenir o pujar un objecte.

• • •

@CTIVITAT 6

Formula hipòtesis sobre els factors de què dependrà l’estirament d’un moll en penjar-li un objecte

1ª hipòtesi: l’estirament del moll depén del pes de l’objecte que s’hi penja.

2ª hipòtesi: l’estirament del moll depén del material del moll.

3ª hipòtesi: l’estirament del moll depén de la longitud del moll.

4ª hipòtesi: l’estirament del moll depén de la grossària del moll.

• • •

@CTIVITAT 7

Dissenya un experiment per tal de contrastar les hipòtesis

Peses              –   0      –   1     –   2      –   3     –   4

Moll                – 14’8  – 17’5 – 20’7 – 24’2 – 27’4

Estirament   –  0       –  2’7  –   5’9   –    9’4 -12’6

Conclusió:

1ª hipòtesi: a més pes més estirament del moll.

Si ara férem l’experiència amb diversos materials, longituds i grossàries dels molls,

2ª hipòtesi: a més duresa menys estirament.

3ª hipòtesi: a més longitud més estirament.

4ª hipòtesi: a més grossària menys estirament.

• • •

@CTIVITAT 8

A la graella següent tens les dades obtingudes per un grup d’alumnes després de realitzar l’experiment sobre l’estirament d’un moll en penjar-li un objecte

Càlcul de la constant de proporcionalitat:

2’4/1=2’4 ; 4’8/2=2’4 ; 7’2/2=2’4 ; etc

Conclusió: la relació entre l’estirament i el pes és constant.

El pes i l’estirament són directament proporcionals. A més pes més estirament.

Quin aparell s’utilitza al laboratori per mesurar el pes o la força?

El dinamòmetre.

• • •

@CTIVITAT 9

Imagina que disposem d’un moll lluminós en una cambra a fosques. Podries distingir si el seu estirament és a causa d’un cos que li han penjat o perquè se li està fent una força?

No podem distingir-ho perquè la força i el pes fan el mateix efecte.

Diem força si la fem nosaltres, un animal, una màquina, etc.

Diem pes si la fa la Terra (cap al centre de la Terra).

• • •

@CTIVITAT 10

Hem comprovat que si pengem un objecte d’un moll, aquest s’estira. Però, serà sempre el mateix allargament, amb independència del lloc de l’Univers on es fa l’experiment?

No serà sempre el mateix allargament del moll.

1r – A mesura que allunyem un objecte de la superfície de la Terra, l’estirament serà menor.

2n – La Lluna és més petita que la Terra. A la superfície de la Lluna, un mateix objecte penjat del mateix moll, produirà un estirament menor que a la Terra.

Per tant, a la Lluna un objecte pesa menys que a la Terra.

3r – Júpiter és més gran que la Terra. A la superfície de Júpiter, un mateix objecte penjat del mateix moll, produirà un estirament major que a la Terra.

Per tant, a Júpiter un objecte pesa més que a la Terra.

Conclusió: el pes no és una propietat general de la matèria, tal com havíem pensat fins ara, perquè depén del lloc de l’Univers on es trobe l’objecte.

Conclusió: el pes d’un objecte a la Terra és la força amb què la Terra l’atrau. El pes d’un objecte a la Lluna és la força amb què la Lluna l’atrau, etc. Un mateix objecte té un pes diferent a cada planeta.

• • •

@CTIVITAT 11

Un cos d’un material es col·loca a la superfície de la Terra, de la Lluna i de Júpiter. A) Què podem dir del seu pes? B) I de la “quantitat de matèria” que té a cada planeta?

A) Què podem dir del seu pes, a cada planeta?

El pes (força d’atracció del planeta) varia segons la grandària del planeta.

El pes no és una propietat de l’objecte, sinó del lloc de l’Univers on es trobe.

El pes es mesura amb el dinamòmetre. La seua unitat és el Newton.

B) Què podem dir de “la quantitat de matèria”, a cada planeta?

La massa (quantitat de matèria d’un objecte) no varia segons la grandària del planteta.

La massa sí que és una propietat de l’objecte, perquè no varia segons el lloc de l’Univers on es trobe.

La massa es mesura amb la balança o la bàscula. La seua unitat és el kg.

Conclusió: el pes no és una propietat general o comuna de la matèria, tal com havíem pensata fins ara. La massa és una propietat general  o comuna de la matèria.

• • •

@CTIVITAT 12

Indica la massa que hauries de sostenir per fer foces aproximades d’1 N, 10 N, 100 N i 200 N

Utilitzem el dinamòmetre per comprovar-ho.

Força d’1 N → massa de 100 g

Força de 10 N → massa de 1.000 g = 1 kg

Força de 100 N → massa de 10.000 g = 10 kg

Força de 200 N → massa de 20.000 g = 20 kg

• • •

@CTIVITAT 13

La força amb què la Terra atrau un objecte d’1 kg de massa és de 9’8 N, a la seua superfície. La Lluna atrau amb 1’6 N el mateix objecte. Júpiter l’atrau amb 25’9 N. Calcula el pes d’una persona de 70 kg a cada planeta.

Pes (T) = m x g (T) = 70 x 9’8 = 686 N a la Terra
• • •
Pes (L) = m x g (L) = 70 x 1’6 = 112 N a la Lluna
• • •

Pes (J) = m x g (J) = 70 x 25’9 = 1.813 N a Júpiter

• • •

Conclusió: la massa d’un objecte és la mateixa a cada planeta. El pes d’un objecte varia a cada planeta.

• • •

@CTIVITAT 14

Hem dit que la força amb què la Terra atrau un objecte d’1 kg de massa, a la superfície terrestre, és de 9’8 N. A 500 km la Terra l’atrau amb una força de 8’4 N. Quant pesarà un astronauta de 70 kg en aquesta alçada? Compara el pes a la superfície terrestre i a 500 km d’alçada.

P(0) = m x g (0) = 70 x 9’8 = 686 N pesa una persona de 70 kg a la superfície de la Terra

P(500) = m x g (500) = 70 x 8’4 = 588 N pesa una persona de 70 kg a 500 km d’alçada

Conclusió: la força amb què la Terra atrau un objecte disminueix amb l’alçada. Però, molt poc.

• • •

@CTIVITAT 15

A la parla quotidiana es diu que un objecte pesa 3 kg o una persona pesa 60 kg. Raona si científicament és correcta aquesta manera de mesurar.

Científicament no és correcte.

Caldria dir que un objecte té una massa de 3 kg i pesa 30 N. També, que una persona té una massa de 60 kg i pesa 600 N.

No obstant això, popularment, és correcte dir que un objete pesa 3 kg o una persona pesa 60 kg.

• • •

@CTIVITAT 16

Inventa un experiment que demostre que un gas també té volum

1r experiment: introduïm un got “buit” (però ple d’aire) invertit dins d’un recipient amb aigua.

Hem vist que l’aigua no pot ocupar l’interior del got perquè hi ha un volum d’aire a dins del got.

2n experiment: tapem l’obertura d’una xeringa i pressionem l’èmbol d’aquesta.

Hem vist que l’aire que hi ha ara a dins de la xeringa ocupa un volum, el valor que marca la graduació de la xeringa.

3r experiment: obrim una bossa de plàstic, l’airegem i la tanquem.

Hem vist que a dins de la bossa de plàstic hi ha un volum d’aire.

Conclusió: tots els gasos tenen volum. Per tant, el volum és una propietat general o comuna dels gasos.

• • •

@CTIVITAT 17

Inventa un experiment que demostre que l’aire o un gas també pesa

Experiment: inflem un baló. Posem el baló buit d’aire en un plat d’una balança i el baló ple d’aire (mescla de gasos) a l’altre plat.

Hem vist com el baló ple d’aire té més massa (kg).

Conclusió: la massa és una propietat general o comuna dels gasos.

• • •

Conclusió: fins el que hem vist, podem afirmar que el volum i la massa són propietats generals o comunes de la matèria (líquids, sòlids i gasos).

Qüestió oberta: a banda de la massa i el volum, hi ha més propietats generals de la matèria?

• • •

@CTIVITAT 18

Què pesa més, la palla o el ferro?

Depén del volum ( espai que ocupa) o de la massa (la quantitat de matèria).

A igual volum, pesa més el ferro.

A igual massa, pesen igual.

• • •

@CTIVITAT 19

Tenim dos objectes, de volums diferents i de materials diferents. Com podries saber quin dels dos materials és més lleuger?

Dividim 2 materials diferents en volums iguals.

Material: ferro

Material: fusta

El material que tinga menys massa per unitat de volum serà el més lleuger o el menys dens. En aquest cas, la fusta té menys massa per unitat de volum que el ferro: la fusta és menys densa que el ferro.

Això vol dir: més densitat és poca lleugeresa ; menys densitat és molta lleugeresa.

Conclusió: la propietat de la lleugeresa es diu densitat.

Conclusió: dos objectes d’igual volum, serà més dens el que tinga més massa.

Matemàticament: densitat = massa/volum

Conclusió: la densitat és una propietat general o comuna de la matèria (sòlids, líquids i gasos).

• • •

CONCLUSIÓ FINAL: el volum, la massa i la densitat són les propietats generals o comunes de la matèria.

• • •

Ara comparem la densitat d’un material amb la seua temperatura

Conclusió: la densitat varia amb la temperatura.

Per comparar densitats hem de realitzar-ho a la mateixa temperatura.

• • •

@CTIVITAT 2O

Què volem dir quan afirmem que el plom té més densitat que l’alumini? I quan diem que el mercuri és aproximadament 13’6 vegades més dens que l’aigua?

A) Densitat del plom = 11’3 g/cm3; densitat de l’alumini = 2’7 g/cm3

Això vol dir que a igual volum de plom que d’alumini, té més massa (quantitat de matèria) el del plom.

B) Densitat del mercuri = 13’6 g/cm3 ; densitat de l’aigua = 1 g/cm3

Això vol dir que 1 cm3 de mercuri té 13’6 vegades més massa (quantitat de matèria) que 1 cm3 d’aigua.

• • •

@CTIVITAT 21

Uns alumnes han mesurat la massa i el volum de distintes quantitats del mateix oli d’oliva per comprovar si la densitat és independent del volum pres

Recollida de dades:

Un determinat oli d’oliva a 20 ºC

massa (g)         4’6 –  9’2 – 11’5 – 15’0 – 18’4

volum (cm3)    5’0 – 10’0 – 12’5 – 16’3 – 20’0

Càlculs:

densitat = massa/volum

d = 4’6/5’0 = 0’9 ; d = 9’2/10’0= 0’9 ; d = 11’5/12’5 = 0’9 ; d = 15’0/16’3 = 0’9 ; d = 18’4/20’0 =0’9

Si és el mateix oli sempre dóna la mateixa densitat, independentment del volum d’oli que agafem.

Si l’oli del setrill i el de la marraixa tenen la mateixa composició la densitat d’ambdós serà la mateixa.

Conclusions:

La densitat d’un material és sempre la mateixa.

Cada material té una densitat determinada.

La densitat d’un material és la mateixa  a igual temperatura.

La densitat depén de la temperatura (a més temperatura menys densitat).

• • •

@CTIVITAT 22

Calcula, aproximadament, quants kg d’aire hi ha a l’aula (la densitat de l’aire a 20 ºC és 1’20 Kg/m3)

volum de l’aula = amplada x llargària x alçada = 6’20 x 9’40 x 2’70 = 157’37 m3 d’aire a l’aula

densitat = massa/ volum ; massa = densitat x volum = 1’20 x 157’37 = 188’84 kg d’aire a l’aula

• • •

@ACTIVITAT 23

Calcula, utilitzant la taula de densitats (@CTIVITAT 19), però no la balança, la massa d’un cub d’alumini de 4 cm d’aresta

densitat de l’alumini = 2’7 g/cm3

volum del cub d’alumini = amplada x llargària x alçada = 4 x 4 x 4 = 64 cm3

densitat = massa/volum ; massa = densitat x volum =2’7 x 64 = 172’8 g

• • •

@CTIVITAT 24

Per què un glaçó de gel s’enfonsa en oli d’oliva o en alcohol etílic, però flota en aigua?

El glaçó de gel s’enfonsa perquè és més dens que l’oli d’oliva i que l’alcohol etílic.

El glaçó de gel flota perque és menys dens que l’aigua líquida.

• • •

@CTIVITAT 25

Què ocorreria a la Natura si el gel fóra més dens que l’aigua?

Si el gel fóra més dens aquest s’enfonsaria i ocuparia les profunditats de la mar. Tot seguit, es transformaria en aigua salada. Per tant, desapareixeria la banquisa del Pol Nord, molts éssers vius desapareixerien, pujaria el nivell de la mar, afectaria els corrents marins i provocaria un canvi climàtic.

• • •

@CTIVITAT 26

Quan plou a 10 ºC de temperatura, l’aigua líquida ompli completament les fissures de les roques. A la nit abaixa la temperatura i l’aigua es gela. Quin efecte tindrà això en les fissures plenes d’aigua?

A la nit, quan abaixa la temperatura, l’aigua líquida que hi ha a les fissures de les roques es congela. Al congelar-se es dilata (augmenta de volum) i trenca (erosiona) les roques.

• • •

@CTIVITAT 27

El valor de la densitat de l’aigua a 4 ºC és de 1.000 kg/m3. Expressa aquest valor en g/cm3 i en kg/l.

densitat = 1.000 kg/1 m3 = 1.000.000 g/1.000.000 m3 = 1 g/cm3

densitat = 1.000 kg/1 m3 = 1.000 kg/1.000 dm3 = 1.000 kg/1.000 l = 1 kg/l

Veges densímetre

 • • •

@CTIVITAT 28

Per tal que un fluid sure sobre un altre cal que el primer siga menys dens. No obstant això, els globus aerostàtics utilitzen aire i s’eleven en l’aire. Com és possible?

Quan s’augmenta la temperatura de l’aire de l’interior del globus el seu volum augmenta i, per tant, la seua densitat disminueix. D’aquesta manera l’aire de l’interior del globus té menys densitat que l’aire exterior i s’eleva.

Conclusióa l’augmentar la temperatura la densitat diminueix.

Conclusió: a l’augmentar el volum la densitat disminueix.

• • •

@CTIVITAT 29

Molts peixos tenen una bossa plena de gas, anomenada bufeta natatòria, que els permet ascendir o enfonsar-se. Dóna una explicació d’aquest fet.

Quan es comprimeix la bufeta natatòria disminueix el volum del gas que conté i, per tant, el volum total del peix.

D’aquesta manera augmenta la densitat del peix i aquest s’enfonsa.

densitat = massa/volum

• • •

@CTIVITAT 30

Una persona diu que l’últim mes es va aprimar, disminuint el seu pes en 4 kg. Corregeix aquesta afirmació.

La massa dels objectes es mesura en kg.

El pes depén de la força d’atracció dels planetes i la seua unitat és el Newton.

Tot i que és un frase correcta en el llenguatge popular, en termes científics hauria d’expressar-se així: “he disminuït el meu pes en 39’2 N” o “he disminuït la meua massa en 4 kg”.

Pes = massa x gravetat = 4 x 9’8 = 39’2 N

bpesdisminuit• • •

@CTIVITAT 31

Un alumne afirma: “per tal que un paper ocupe menys volum, cal plegar-lo”. Analitza la validesa d’aquesta afirmació.

El volum dels objectes depén de 3 dimensions: ample, alt i llarg.

Quan es plega un paper disminueix una d’aquestes dimensions a favor d’una altra.

Per tant, el volum no varia si pleguem un paper. És a dir, un paper ocupa el mateix volum desplegat que plegat.

• • •

@CTIVITAT 32

Observa el comportament de l’aire que hi ha en una xeringa. Tapa l’extrem amb un dit i prem l’èmbol de la xeringa. Quines propietats de l’aire es modifiquen?

Pel que fa al volum: el volum de l’aire de la xeringa disminueix.

Pel que fa a la massa: no varia perquè hi ha la mateixa quantitat d’aire.

Pel que fa a la densitat: augmenta perquè la massa d’aire és la mateixa i el volum d’aire de la xeringa disminueix. Densitat = massa/volum

Pel que fa al pes: no varia perquè al no variar la massa d’aire de la xeringa aquest és atret amb la mateixa força per la Terra.

Pel que fa a la pressió: augmenta perquè hi ha la mateixa massa (quantitat de matèria) en un menor volum.

• • •

Anuncis

Categories

%d bloggers like this: