Características de los estados físicos y sus cambios. Bloque 3, Tema 1, Ciencias Naturales, Cuarto Grado.

Durante el desarrollo
de este tema
clasificarás los
materiales de uso
común de acuerdo
con las características
de sus estados
físicos. También
relacionarás los
cambios de estado
de los materiales
con la variación de la
temperatura.
Asimismo, describirás
el ciclo del agua y lo
relacionarás con
su importancia para
la vida. 


El avión deja estelas de humo. Los dos
patrones circulares al centro de la imagen
(vórtices), son causados por aire que gira
desde la punta de los motores del avión. El
patrón resultante es conocido como “ángel
de humo”.



Características
de los estados
físicos y sus
cambios
Estados físicos
Si observas a tu alrededor,
encontrarás una gran variedad
de objetos hechos con diferentes
materiales. Reflexiona en lo
siguiente: ¿De qué materiales
están hechos los objetos que están
a tu alrededor? ¿Qué observas en
un vaso de agua? ¿Y el aire?
Aunque no puedes ver el aire,
lo percibes cuando hace viento y
sabes que está a nuestro alrededor.
¿Conoces los componentes que
tiene el aire? ¿Cuáles son?
¿Cuáles son las características
que distinguen a los diferentes
materiales que nos rodean?
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Estados físicos de
la materia
Observa y clasifica.
Formen equipos para trabajar.

Materiales:

• 100 ml de agua

• 100 ml de miel

• 100 ml de leche

• 100 ml de aceite

• Piedra pequeña

• Moneda

• Trozo pequeño de madera

• 100 g de azúcar

• 100 g de harina

• 100 g de arena

• Globo mediano

• Charola o palangana grande

• Jeringa de 10 ml, sin aguja

 

Observen con atención las semejanzas y diferencias en las

características de cada uno de los materiales.

a) Viertan miel, agua aceite, leche, azúcar, harina y arena uno

por uno a la charola o palangana y observen. ¿Cuáles se

extienden en la charola y cuáles se acumulan en un solo lugar?

b) A la moneda, piedra y pedazo de madera intenta

aplastarlas con las manos. ¿Cambian de forma?

c) Infla el globo. ¿Qué forma tomó? ¿Se puede deformar si lo

aplastas?

d) Toma la jeringa, saca el émbolo (que es la parte de plástico

negra que empuja el líquido a la salida de la jeringa) y con

el pulgar tapa el orificio de salida, ahora coloca el émbolo

en su lugar y trata de aplastar al aire que quedó contenido

en la jeringa. ¿Qué sucede?

e) Realiza esto último pero metiendo en la jeringa, uno por

uno, la miel, leche, azúcar, harina, arena, el agua y el aceite.

Lava la jeringa en cada caso y observa lo que sucede con

los materiales. ¿Se comprimen?

Anoten sus respuestas en el cuaderno y elaboren una tabla

como la de la página siguiente. Tachen la característica que

presenta cada uno de los materiales, para lo cual es necesario

que consideren lo siguiente:

• Si los materiales no cambiaron de forma se dice que

tiene una forma “definida”.

• Si los materiales se extendieron uniformemente en la

charola se dice que “fluyen”.

• Si pudiste reducir de tamaño los materiales, aunque sea

momentáneamente, se dice que son “compresibles”.

Observen la tabla y con los datos contesten las siguientes

preguntas.

¿Qué objetos tienen forma definida, no son compresibles y

no fluyen?

¿Qué objetos son compresibles?

¿Qué objetos fluyen?

Forma grupos de materiales de acuerdo con las

características que presentan. ¿En cuántos grupos los pudiste

separar? ¿Cuáles son estos grupos?

Es probable que hayan llegado a clasificar los materiales en

tres grupos diferentes. Comenten sus resultados en el grupo.

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Los materiales de que están hechos los objetos tienen distintas

características.

Los sólidos
En la Naturaleza hay algunos materiales
que tienen volumen, forma definida,
no se pueden comprimir (es decir, no
pueden reducir su volumen), y no fluyen.
Los materiales con estas características
están en estado sólido. ¿Cuáles
materiales de la actividad anterior
entrarían en esta categoría?
Los líquidos
Otros materiales tienen volumen definido
pero no forma, adquieren la del recipiente
que los contiene, no se comprimen
ni tienen dureza. Estos materiales se
encuentran en estado líquido. ¿Cuáles
materiales de la actividad anterior están
en este estado?

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Los gases
Otro conjunto de materiales
se encuentra en estado de
gas. No tienen volumen
definido y toman la forma
del recipiente que los
contiene, es decir si el gas
es cambiado de recipiente,
se expande o se comprime,
ocupa y toma la forma del
nuevo recipiente.
Los gases son materiales
que se comprimen (reducen
su volumen), se difunden
(se esparcen de manera
espontánea), se dilatan
(aumenta su volumen al
aumentar la temperatura),
son elásticos (recuperan
su volumen al quitar una
presión externa).

Yodo. Al calentarse
se forma un gas.


Un dato interesante
Además de los estados sólido, líquido
y gaseoso existe un cuarto estado de
la materia en la naturaleza conocido
como plasma. Es un estado poco
frecuente pero que alguna vez has
observado cuando se genera un corto
circuito y de manera instantánea
salta una chispa. El plasma se
puede obtener de manera artificial
al calentar un gas a temperaturas
muy altas. Aunque en nuestro
planeta no abundan los plasmas es
posible observarlos durante una
aurora boreal y en los rayos de una
tormenta eléctrica, mientras que en
el Universo visible más del 99% de la
materia se encuentra en este estado.

Dióxido de carbono en estado sólido (hielo seco).

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Cambios en los estados
físicos de la materia

Seguramente has metido agua de limón en

el congelador y la has visto convertirse

en hielo. ¿A qué se debió este cambio? Si

camino a la escuela cae una lluvia ligera

podemos brincar en algunos charcos, pero

de regreso a casa ya no están, pareciera

que desaparecieron. ¿Por qué suceden

estos cambios? Coméntalo con tus

compañeros.

¿Los cuerpos cambian?
Observa.

En equipo realicen la siguiente actividad.

Materiales:

• Lámpara de alcohol

• Lata de refresco de 355 ml, limpia

• Tijeras

• Dos cubos de hielo

Manos a la obra. Con ayuda de su profesor,

corten la lata de refresco a la mitad. A la

mitad superior háganle orificios con las

puntas de las tijeras. Esto les servirá de

base. Observen la imagen de la izquierda.

Coloquen dentro de la base la lámpara

de alcohol y pídanle a su profesor que la

encienda.

Pongan los cubos de hielo dentro de la

mitad inferior de la lata y colóquenla sobre

la base. Observen lo que sucede durante

15 minutos. Anoten sus observaciones.

Al inicio, ¿en qué estado físico estaba el

agua?

Después de un rato, ¿en qué estado

físico se encontró?

Al final de la experiencia, ¿en cuál estado

físico se transformó el hielo?

¿Por qué ocurre ese cambio?

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Algunos materiales pueden cambiar de estado
físico. Por ejemplo, el hielo cambia de estado sólido
a líquido, es decir, se funde. Cuando el agua hierve
pasa del estado líquido al gaseoso, esto sucede
aproximadamente a los 100 °C, que es el punto de
ebullición del agua.


Mantequilla pasando del estado sólido
al líquido.



Los puntos de fusión y ebullición son distintos para
cada material, por ejemplo, el punto de fusión de la
mantequilla es aproximadamente 38 °C, mientras que
el de la parafina de una vela es de 60 °C.
En la actividad anterior observaste el cambio de
estado del agua: de sólido a líquido y de líquido a
gaseoso. Se trató del mismo material pero en los tres
estados físicos.

Punto de fusión.
La parafina de la vela
cambia del estado
sólido al estado líquido.
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Ciclo del agua
Mirar el cielo puede ser muy divertido, hay
nubes que semejan figuras y las hay grandes y
pequeñas. ¿Sabes cómo se forman las nubes?
En ocasiones, al ver el aspecto y color de las
nubes podemos anticipar que lloverá. ¿Por qué
llueve?

Cirrus o cirro, un tipo de nube
compuesta de cristales de hielo
y caracterizada por bandas
delgadas y finas.

Cumulus o cúmulo, nube de apariencia algodonosa.


El agua y sus estados físicos
Observa, analiza y explica.

En parejas analicen la siguiente imagen, discutan

respecto a qué le sucede al agua, posteriormente

con la supervisión de su profesor, en plenaria

elaboren una conclusión.

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El movimiento del agua alrededor del
planeta es el ciclo del agua o ciclo
hidrológico, por ello la encontramos en
la Naturaleza en cualquiera de los tres
estados físicos.
El agua de océanos y lagos se
evapora. El vapor sube a la atmósfera y
se condensa en diminutas gotas de agua,
dando origen a las nubes. Cuando esas
pequeñas gotas se enfrían, se condensan
(se unen y forman otras más grandes) y
su peso las hace caer como lluvia, pero
si se enfrían de manera muy rápida, se
solidifican y caen como nieve o granizo.
Una parte del agua de lluvia que cae, se
infiltra en la tierra y reabastece los mantos
acuíferos (reserva de agua dulce que
está a unos centímetros de la superficie
terrestre o a varios metros de profundidad)
y manantiales, otra parte de la lluvia forma
los arroyos y ríos. El agua que fluye en los
ríos puede estancarse en un valle y formar
lagos o descender hasta los océanos. Así
comienza nuevamente el ciclo.

Cenotes en la Península de Yucatán.

Los cenotes son un ejemplo de

filtración y escurrimiento de agua.

El ciclo del agua es un proceso importante

porque la mantiene en constante circulación. Esto

contribuye a la humedad del ambiente y permite

que los organismos se mantengan vivos. Además,

la humedad regula la temperatura y es un factor

del clima.

Al recorrer el ciclo, el agua se purifica. Sin

embargo el ciclo también se altera debido a

las actividades humanas que por una parte

contaminan el agua, y por otra, la sobreexplotan

para cubrir las necesidades de una población

que crece, lo cual hace este líquido cada vez

más escaso.

¿Cuánta agua nos queda?
Investiga y reflexiona.

El agua es un recurso natural indispensable para

la vida en la Tierra. Durante la infiltración el agua

se purifica y vuelve potable. Los seres humanos

la utilizamos en actividades como lavar, cocinar, o

asearnos. En equipo investiguen en libros e Internet

la cantidad de agua apta para consumo humano,

los cuerpos de agua existentes y las actividades y

conductas que causan su contaminación. Reflexionen

y contesten: ¿Qué medidas proponen para cuidar

este recurso?

Para que el ciclo del agua se mantenga
en funcionamiento es importante disminuir
el impacto de nuestras actividades sobre los
ecosistemas terrestres y acuáticos. El agua es
fundamental en todos los ecosistemas, de ella
dependen los seres vivos que los habitan y de ellos
dependemos los seres humanos.

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