Ciencias Naturales 1ºESO - La materia y su diversidad

Tema 13 – La materia y su diversidad

 

1.- Los estados de la materia

Los estados físicos son las diferentes formas en que se puede presentar la materia, y son: sólido, líquido y gas.

 

Características fundamentales de los tres estados físicos
	Forma	Volumen
Sólido	Tienen forma propia y la mantienen si no se ejerce una fuerza sobre él	Tienen volumen fijo pero puede aumentar (dilatarse) al calentarse, y disminuir el enfriarse.
Líquido	No tienen forma propia, se adaptan al recipiente que los contiene	Tienen volumen fijo y se dilatan con el calor	Pueden fluir o deslizarse si no están en un recipiente.
Gas	No tienen forma propia, se adaptan al recipiente que los contiene	No tienen volumen fijo y se expanden ocupando todo el espacio posible.	Se pueden comprimir y contenerse en un recipiente

 

Teoría cinética

La teoría cinética explica las características y propiedades de cada estado mediante un modelo de partículas en movimiento.

 

Los estados de la materia según la teoría cinética
Sólido	Líquido	Gas
Las partículas están fuertemente unidas y muy juntas. Solamente pueden vibrar	Las partículas están menos unidas, por lo que pueden desplazarse, Por eso los líquidos cambian de forma y fluyen.	Las partículas no están unidas y se mueven libremente. Por eso los gases no tienen forma propia y ocupan todo el espacio posible

 

Una misma materia se puede presentar en los tres estados físicos. El agua puede ser líquida, sólida (hielo) o en forma de gas (vapor).

 

2.- Los cambios de estado

El proceso mediante el cual una sustancia cambia de un estado a otro:

 

Sólido a líquido →	fusión	Líquido a sólido →	solidificación
Líquido a gas →	vaporización	Gas a líquido →	Condensación
Sólido a gas →	sublimación	Gas a sólido →	sublimación regresiva

Sólido a líquido y líquido a sólido

La temperatura de fusión y la de solidificación de una sustancia son la misma.

Punto de fusión o temperatura de fusión es la temperatura a la que se produce el cambio de estado de sólido a líquido

Líquido a gas y gas a líquido

Punto de ebullición o temperatura de ebullición es la temperatura a la que una sustancia hierve.

La vaporización se puede producir por ebullición o por evaporación.

La ebullición afecta a todo el líquido a la vez y en el agua ocurre a 100°C, y la evaporación ocurre a cualquier temperatura.

 

Propiedades generales y específicas de la materia

Las propiedades generales son las que se encuentran en cualquier material, y no nos permiten diferenciar una sustancia de otra, por ejemplo: la masa, el peso, o el volumen. Por el contrario, las propiedades específicas, sí nos permiten diferenciar una sustancia de otra, por ejemplo el punto de ebullición, el punto de fusión, etc.

 

Los cambios de estado y la teoría cinética

Sólido a líquido: las partículas adquieren más energía y se mueven más rápido hasta que se separan, transformándose en un líquido

Líquido a gas: al aumentar el calor, las partículas del líquido están tan separadas que se escapan unas de otras y se transforman en gas.

3.- Las mezclas

Aspecto de la materia

Homogénea: materia que presenta un aspecto uniforme y no podemos distinguir sus partes.

Heterogénea: materia que presenta un aspecto no uniforme y podemos distinguir sus partes.

Mezclas

Mezclas heterogéneas: es cuando podemos distinguir a simple vista las sustancias que componen la materia.

Disoluciones: son las mezclas formadas por varias sustancias, principalmente por disolvente en mayor medida y soluto en menor medida.

Las disoluciones pueden ser líquidas (alcohol, agua de mar, etc.), gaseosas ( aire), o sólidas (aleaciones metálicas como bronce o acero).

Separación de los componentes de una mezcla

Algunos métodos de separación de mezclas son la filtración, la decantación o la destilación.

.-Filtración: sirve para separar un sólido mezclado con un líquido en el que no es soluble

.-Decantación: se usa para separar líquidos de diferente densidad no solubles entre sí.

.-Destilación: sirve para separar dos o más líquidos solubles entre sí.

 

4.- Las sustancias puras. Compuestos y elementos

Sustancia pura: es aquella que tiene unas propiedades específicas que la caracterizan y que sirven para diferenciarla de otras sustancias.

Sustancia compuesta o compuesto químico: son las sustancias puras que pueden descomponerse en otras más sencillas por métodos químicos.

Sustancia simple o elemento químico: son las sustancias que no se pueden descomponer en otras más sencillas.

 

5.- Materiales del siglo XXI

Materiales sintéticos: son los que no se encuentran en la naturaleza y se obtienen por transformaciones químicas a partir de materiales naturales.

Plásticos: son una gran variedad de sustancias que, en su mayoría, se obtienen a partir del petróleo. Los plásticos son materiales muy ligeros, impermeables al agua, no sufren modificaciones químicas, no se oxidan, se pueden moldear y son buenos aislantes térmicos.

Vidrio: es un material muy duro pero frágil, es transparente y aislante de la electricidad.

Fibra de vidrio: material fibroso que se obtiene pasando vidrio fundido a través de una pieza con agujeros finos. Es buen aislante térmico, muy moldeable y no se oxida.

Fibra óptica: se fabrica a partir de la fibra de vidrio y es capaz de conducir la luz.

Fibra de carbono: material fabricado con plásticos reforzados con carbono, es resistente, elástica y ligera.

 

6.- Los residuos y el reciclado

Algunas medidas para reducir la cantidad de residuos que generamos son reducir el consumo, reutilizar los productos que se pueda o reciclar los residuos para que puedan volver a utilizarse como materia prima para elaborar nuevos objetos.

Ciencias Naturales 1ºESO - La materia y sus propiedades

Tema 12 – La materia y sus propiedades

 1.- La materia

La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un espacio, es decir, tiene volumen.

Propiedades de la materia:

Propiedades generales: son las características comunes a toda la materia: la masa y el volumen. Y las propiedades generales nos sirven para definir la materia.

Propiedades específicas: son las propiedades que nos permiten distinguir unas sustancias de otras que constituyen la materia.

Sustancia: cada una de las distintas clases de materia con propiedades fijas e invariables que sirven para diferenciar unas de otras. Son sustancias por ejemplo la madera, el grafito, el metal, el aluminio, etc.)

El aire tiene masa y ocupa un espacio, por tanto, es materia

 

MAGNITUDES

2.- La medida

Magnitudes físicas

Son todas las propiedades que podemos medir o cuantificar en un objeto

El resultado de la medida de un objeto se expresa mediante una cantidad seguida de la unidad elegida para la medición.

Por ejemplo: mi pupitre mide 3 (cantidad) lápices (unidad elegida para medir el pupitre)

                      la pizarra mide 10 (cantidad) palmos (unidad elegida para medir la pizarra).

Magnitudes fundamentales

Son las magnitudes que se determinan mediante una medida directa. Son independientes entre sí, y las demás magnitudes se expresan mediante combinaciones matemáticas de las magnitudes fundamentales. Las magnitudes fundamentales son: longitud, masa, temperatura y tiempo.

Magnitudes derivadas

Son las que se expresan mediante combinaciones matemáticas de las magnitudes fundamentales. Son magnitudes derivadas la superficie, el volumen y la densidad.

 

Existe un sistema Internacional de unidades (SI) que asigna a cada magnitud fundamental una unidad de medida. Este Sistema sirve para que todos podamos comparar lo que medimos.

 

Magnitudes fundamentales y unidades en el sistema Internacional
Magnitud →	Longitud	Masa	Tiempo	Temperatura
Unidad y símbolo →	Metro (m)	Kilogramo (kg)	Segundo (s)	Kelvin (K)

  

MAGNITUDES FUNDAMENTALES

3. La longitud

Es la distancia que hay entre dos puntos. Es una magnitud fundamental y su unidad en el SI es el metro (m).

Para medir longitudes muy grandes o muy pequeñas utilizamos unidades mayores o menores que el metro (múltiplos u submúltiplos) (km, hm, dam, m, dm, cm, mm, µm).

6.- La masa

Es la cantidad de materia de un cuerpo. Es una magnitud fundamental y su unidad en el SI es el kilogramo (kg).

Para medir la masa usamos la balanza comparando esa masa con otra masa patrón llamada pesa. Para medir masas muy grandes o muy pequeñas utilizamos múltiplos o submúltiplos del kilogramo (t, kg, hg, dag, g, dg, cg).

 

8.-Temperatura y tiempo (otras magnitudes fundamentales)

Temperatura

Es una magnitud fundamental que nos permite medir el estado térmico de un cuerpo, y que está relacionada con su estado interno. Su unidad en el SI es el kelvin (K), aunque generalmente usamos la escala de grados Celsius (°C).

La temperatura de los cuerpos se mide con el termómetro

Tiempo

Es una magnitud fundamental que mide el transcurrir de los acontecimientos. Su unidad en el SI es el segundo (s).

También utilizamos otras unidades para medir el tiempo: minuto (min), hora (h), día (d), año y siglo.

 

MAGNITUDES DERIVADAS

4.- La superficie

Es una magnitud derivada que expresa la extensión de un cuerpo en dos dimensiones, el largo y el ancho. Su unidad en el SI es el metro cuadrado (m²).

Medir objetos con forma regular: su superficie la calculamos utilizando la ecuación matemática que corresponda a su forma.

Medir objetos circulares: la superficie se calcula multiplicando  π x r²

Medir objetos con forma irregular: su superficie la calculamos descomponiendo la figura en formas más o menos regulares y sumando sus medidas. El resultado no será exacto, por lo que se llama estimación.

Para medir longitudes muy grandes o muy pequeñas utilizamos múltiplos o submúltiplos del metro cuadrado (km², hm², dam², m², dm², cm², mm²).

5.- El volumen

Es el espacio que ocupa un cuerpo. Es una magnitud derivada de la longitud y su unidad en el SI es el metro cúbico (m³).

Conocer el volumen:

Sólidos con forma regular: su volumen lo calculamos utilizando la ecuación matemática que corresponda a su forma.

Sólidos con forma irregular: conocemos su volumen sumergiéndolo en una probeta graduada y midiendo el volumen de agua que desplaza.

Para calcular volúmenes grandes o pequeños utilizamos múltiplos o submúltiplos del m³ (km³, hm³, dam³, m³, dm³, cm³, mm³).

Líquidos: para medir su volumen se usan recipientes graduados, como la probeta.

Para medir cantidades de líquido grandes o pequeñas utilizamos múltiplos o submúltiplos del litro (kL, hL, daL, L, dL, cL, mL).

Equivalencias entre volumen y capacidad
1 km³	1.000.000.000 kL
1 hm³	1.000.000 kL
1 dam³	1.000 kL
1 m³	1.000 L
1 cm³	1 mL
1 mm³	0,001 mL

Equivalencias entre volumen y capacidad:

 

 

Gases: se usan recipientes graduados invertidos, y se mide el volumen de agua que desplaza.

 Volumen y capacidad: la capacidad de un recipiente es el volumen del objeto que lo llena.

Masa y volumen: la masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo y el volumen el espacio que ocupa ese cuerpo.

7.- La densidad

Es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Es una magnitud derivada de la masa y el volumen y su unidad en el SI es el kilogramo por metro cúbico (kg/m³), aunque es muy común usar gramo por centímetro cúbico (g/cm³).

Los cuerpos que tienen mayor densidad que al agua se hunden y los que tienen menos densidad que el agua flotan.

Densidades de algunas sustancias medidas en g/cm³: agua = 1,0, aceite = 0,9, gasolina = 0,7, plomo = 11,3, hierro = 7,9, mercurio 13,5

Ciencias Naturales 1ºESO - Las rocas

Tema 11 - Las rocas

 

1.- Las rocas están formadas por minerales

Las rocas están formadas por granos minerales unidos entre sí. En algunas rocas se pueden apreciar a simple vista los minerales (granito) y en otras no se aprecian (basalto).

Si todos los granos son del mismo mineral, decimos que es una roca monomineral (yeso).

Las rocas son resistentes (granito o basalto) si sus minerales resisten la rotura y están unidos fuertemente, pero si sus minerales son frágiles y están unidos débilmente, la roca es frágil y deformable (yeso).

 

Tipos de rocas según su proceso de formación:

·         Rocas sedimentarias; son las formadas por la acumulación y compactación de sedimentos como arcilla, lodo, arena o piedras.

·         Rocas magmáticas; son las originadas por el enfriamiento de un magma o roca fundida.

·         Rocas metamórficas; son las formadas en el interior de la corteza terrestre debido a elevadas presiones y temperaturas.

 

2.- Las rocas sedimentarias

Las rocas sedimentarias están formadas por acumulación y compactación de sedimentos. Suelen presentar una disposición en capas, llamadas estratos.

Pueden ser:

·         Detríticas.- formadas por fragmentos de diferentes minerales y rocas, unidos entre sí.

Formación de las rocas sedimentarias detríticas:

La formación de estas rocas comienza con la acumulación y sedimentación de materiales. Después se producen dos procesos:

*Compactación: los materiales se van compactando por su propio peso, encajando unos en otros, y se va eliminando el aire y el agua que hay entre ellos.

*Cementación: el agua que hay en el sedimento disuelve y vuelve a depositar algunos minerales, con lo que sus componentes se adhieren como si fuera un pegamento

Después de estos procesos de compactación y cementación, el sedimento se transforma en una roca sedimentaria detrítica, y las capas de sedimentos se convierten en estratos.

 

·         Calizas.- constituidas fundamentalmente por el mineral calcita.

Formación de las rocas sedimentarias calizas:

La formación de estas rocas puede tener dos orígenes:

*Acumulación de caparazones y esqueletos grandes (fósiles) o fragmentados de seres vivos. Moluscos, corales, etc. poseen caparazones de calcita.

*La precipitación de carbonato de calcio disuelto en el agua que lo lleva. La calcita, por ejemplo, forma las estalactitas.

 

·         Evaporíticas.- son rocas monominerales originadas por la precipitación de minerales y sales al evaporarse el agua en el que estaban disueltas.

Formación de las rocas sedimentarias evaporíticas:

La intensa evaporización de agua forma principalmente dos rocas evaporíticas:

Yeso: roca constituida por la acumulación de cristales del mineral yeso.

Sal: roca originada por la acumulación de cristales del mineral halita.

·         Orgánicas.- formadas por la acumulación de materia orgánica (madera, etc.).

Formación de las rocas sedimentarias orgánicas:

La acumulación de materia orgánica origina dos rocas sedimentarias orgánicas:

*Carbón: procede de la acumulación de materia vegetal (madera) enterrada y sometida a altas presiones y temperaturas

*Petróleo: se origina por la acumulación de partículas de materia orgánica procedentes del plancton marino, que impregnan los sedimentos arcillosos y, al quedar enterradas, cambian su composición y producen una mezcla negruzca de gases, líquidos y sólidos, que forman el petróleo.

 

3.- Las rocas magmáticas

Las rocas magmáticas son las originadas por la solidificación y enfriamiento de un magma. El magma es la mezcla de roca fundida y gases como el vapor de agua o el dióxido de carbono.

El magma formado en el interior de la corteza, puede dar lugar a dos tipos de rocas magmáticas:

·         Plutónicas.- se forman cuando el magma solidifica y se enfría lentamente a cierta profundidad, a lo largo de miles de años

·         Volcánicas.- se originan y solidifican en el exterior cuando el magma sale hacia la superficie en una erupción volcánica, los gases del magma escapan y la roca fundida sin gases, llamada lava. Se enfría rápidamente.

Lava: magma que ha perdido los gases que tenía disueltos. Roca fundida que sale al exterior por un volcán.

 

4.- Las rocas metamórficas

Una roca metamórfica es el resultado del metamorfismo que sufre esa roca. El metamorfismo es el conjunto de cambios que experimenta una roca en sus minerales, sometida a altas presiones y temperaturas sin llegar a fundirse.

Según el aspecto externo las rocas metamórficas se clasifican en :

·         Laminares.- durante el metamorfismo, algunos minerales de arcilla originan cristales de mica blanca y negra que son laminares. Estas rocas se separan en láminas al romperse.

·         Cristalinas.- no presentan láminas, son homogéneas y se rompen de forma irregular sin separarse en láminas.

 

5.- El ciclo de las rocas

El ciclo de las rocas es el conjunto de procesos que experimentan las rocas y los sedimentos en la superficie y en el interior de la corteza terrestre.

El ciclo de las rocas:

·         Los materiales se rompen y disgregan por congelación, agua o grietas en el terreno

·         Son transportados y se van reduciendo a tamaños cada vez más pequeños

·         Su hundimiento hace que aparezcan capas de sedimentos (rocas sedimentarias)

·         Las altas presiones y temperaturas producen el metamorfismo (rocas metamórficas)

·         Las altas temperaturas pueden producir fusión de rocas (rocas magmáticas).

6.- Los usos de las rocas

• Uso de las rocas como materiales de construcción. El cemento, el yeso, la escayola o los materiales cerámicos se obtienen de rocas.

• Usos ornamentales, para hacer mesas, esculturas, mobiliario urbano, etc.

• Uso como recipientes, como vasijas o fuentes

• Uso como combustibles. La gasolina o el gas son derivados del carbón y del petróleo

• Uso en la industria química, para elaboración de pinturas, plásticos, etc.

 

ROCAS SEGÚN SU PROCESO DE FORMACIÓN
•Sedimentarias – acumulación y compactación de sedimentos
	•Detríticas – formadas por diferentes minerales y rocas unidos entre sí.
	conglomerado, arenisca, arcilla	Procesos de formación: •Acumulación y sedimentación •Compactación •Cementación
	•Calizas – constituidas por el mineral calcita
	bioclástica, travertinos, toba calcárea	Formación: •Acumulación caparazones y esqueletos •Precipitación de carbonato de calcio
	•Evaporíticas – rocas monominerales originadas por precipitación de sales
	yeso, sal	Formación: principalmente dos rocas Yeso – cristales del mineral yeso Sal – cristales del mineral halita
	•Orgánicas – acumulación de materia orgánica
	carbón, petróleo	Formación: principalmente dos rocas Carbón – acumulación materia vegetal Petróleo – acumulación materia orgánica
•Magmáticas – originadas por enfriamiento de un magma o masa de roca fundida
	•Plutónicas – magma en profundidad y va enfriando granito, sienita, pegmatita •Volcánicas – magma en superficie, escapan los gases y se enfría basalto, pumita o piedra pómez, obsidiana
•Metamórficas – resultado del metamorfismo o cambios de una roca por altas presiones y temperaturas
	•Laminares – algunos minerales originan cristales laminares pizarra, esquisto, gneis •Cristalinas – no presentan láminas mármol, cuarcita