UNIDAD DIDACTICA: PROPIEDADES DE LA MATERIA

UNIDAD DIDÁCTICA I

Tema: Propiedades organolépticas de la materia.

Curso: 1º secundaria básica.

Modalidad: Ciencias Naturales

Fundamentación:

El mundo donde estamos insertos está compuesto por materia, es necesario reconocer sus propiedades así como su uso en nuestras vidas; estas propiedades y usos fueron descubiertos por personas que tomaron el riesgo de experimentar para que nosotros podamos vivir más cómodos.

La forma de descubrir estos materiales ayudarán al alumno a comprender mejor sus propiedades y el uso a partir de las mismas.

Expectativas de logro:

ü    Elaborar escalas sobre propiedades físicas y/o químicas de diversos materiales de uso habitual.

ü    Determinar experimentalmente las propiedades físicas y químicas.

ü    Comunicar en forma oral y escrita las observaciones realizadas en diversos registros (tablas de datos, cuadros de doble entrada, esquemas, gráficos, dibujos), así como en diversos tipos de texto (informe y otros). Comparándolas con las observaciones hachas por los científicos en la historia de la ciencia.

ü    Clasificar los materiales de acuerdo a diversos criterios (origen, capacidad de conducir la corriente, el calor, disolución, etc).

ü    Generar hipótesis sobre posibles usos de diversos materiales en la construcción de objetos con fines determinados, de acuerdo a sus propiedades.

ü    Comparación de hipótesis en la historia de la ciencia.

Contenidos:

(Temas conceptuales, procidementales y actitudinales a trabajar para que el alumno cumpla las expectativas de logro)

ü  Introducir nociones como la masa, volumen, dureza, brillo, entre otras.

ü  Discutir como las mismas pueden ser definidas, medidas y registradas.

ü  Introducir la noción de propiedad cuantificable.

ü  Desarrollar la observación de características de los materiales.

ü  Reconocer el trabajo de los científicos a través de la historia.

ü  Aprender medidas de seguridad en e trabajo experimental.

ü  Trabajar en equipo y exponer los resultados obtenidos.

ü  Mostrar la utilidad de los procedimientos del quehacer científico.

ü  Enseñar la registración de los resultados obtenidos.

ü  Elaborar hipótesis, a conjeturar acerca de cuales serian los materiales más adecuados para determinados usos a partir del reconocimiento de sus propiedades.

ü  Comparar trabajos de los científicos en la historia con las experiencias realizadas en clases.

Estrategia del docente:

ü  Crear un ambiente participativo y comprometido con las actividades de Ciencias Naturales.

ü  Plantear problemas, a partir de situaciones cotidianas y/o hipotéticas, en las que se pongan en acción los modelos y marcos teóricos con los que se quieren trabajar.

ü  Mostrar que los mismos problemas fueron planteados con anterioridad y resueltos por los científicos a traves de la historia.

ü  Favorecer el encuentro entre experiencia concreta y las teorías e historias científicas que den cuenta de los fenómenos implicados.

ü  Trabajar con los errores de los alumnos como fuente de información de los procesos intelectuales que están realizando y gestionar el error como parte de un proceso de construcción de significados.

Actividades del alumno:

Ver ANEXOS.

Evaluación:

Criterios de evaluación.

Desde lo conceptual:

§  Relacionar las propiedades de los materiales con su utilización en la cosntitucvión de objetos.

§  Predecir o hipotetizar acerca de los eventuales riesgos personales y/o ambientales del uso de un material determinado.

§  Comprobar el desarrollo de las Ciencias Naturales a través de la historia.

Desde los procedimientos:

§  Utilizar modelos para interpretar situaciones.

§  Establecer relaciones conceptuales.

§  Argumentar y justificar utilizando términos precisos para explicar.

Instrumentos de evaluación:

§  Confección de cuadros y tablas.

§  Observación directa del grupo y del alumno en el trabajo y su comportamiento y desempeño.

§  Explicaciones argumentativas.

§  Trabajos escritos (prácticos y avaluaciones).

ANEXOS:

Plan Áulico 1: Propiedades organolépticas.

Plan Áulico 2: Densidad

Plan Áulico 3: ¿Con qué fabricar una caldera de vapor?

Plan Áulico 4: Propiedades físicas de la materia.

Plan Áulico 5: Solubilidad de las sustancias.

Plan Áulico 6: Usos de los materiales tomando en cuenta sus propiedades.

Plan Áulico 7: Estudio de las experiencias realizadas.

Plan Áulico 8: Evaluación.

 Plan Áulico 1

Actividad 1:

¿Qué son los sentidos?

¿Cómo reconocemos una sustancia o material?

Actividad 2:

a)      Se formarán grupos de cinco o seis alumnos para realizar la experiencia.

b)      Se les entregará una caja con los siguientes materiales: azúcar, sal fina, limaduras de hierro, arena, talco, azufre flor, sal cúprica, aserrín, trozo de madera, trozo de polietileno, vidrio, clavo de hierro, trozo de bronce, trozo de carbón, cáscara de cítrico.

c)      ¿Qué características se pueden obtener sin tocar los materiales expuestos? ¿Para conocer se olor o su temperatura o su dureza qué es necesario realizar?¿Con las

      sustancias marcadas aptas para degustar, como definirías el sabor?

d)     Completa la siguiente tabla.

Material	color	forma	otros	olor	sonido	dureza	aspereza	Temp.	sabor	observaciones
Azúcar
Sal fina
Lim. hierro
Arena
Talco
Azufre
Sal Cu
aserrín
Madera
Plástico
Vidrio
Clavo
Bronce
carbón
cáscara
aluminio

e)      ¿Para qué nos sirve conocer las propiedades de los materiales? ¿Reconoceremos algún material por una característica en particular? Enumera algunos materiales y sus propiedades por las cuales puedes reconocerlos.

 Plan Áulico2

                                                                          

Actividad 1:

Leer el siguiente relato.

Arquímedes y la corona de Hierón

Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Estas características de la materia ya fueron estudiadas desde antiguo:

Hierón II, rey de Siracusa en el siglo III a.C. y pariente de Arquímedes, tenía suficiente confianza en él para plantearle problemas aparentemente imposibles. Cierto orfebre le había fabricado una corona de oro. El rey no estaba muy seguro de que el artesano hubiese obrado rectamente; podría haberse guardado parte del oro que le habían entregado y haberlo sustituido por plata o cobre. Así que Hierón encargó a Arquímedes averiguar si la corona era de oro puro [...].
Arquímedes no sabía qué hacer. El cobre y la plata eran más ligeros que el oro. Si el orfebre hubiese añadido cualquiera de estos metales a la corona, ocuparían un espacio mayor que el de un peso equivalente de oro. Conociendo el espacio ocupado por la corona (es decir, su volumen) podría contestar a Hierón, lo que no sabía era cómo averiguar el volumen de la corona.
Arquímedes siguió dando vueltas al problema en los baños públicos.[...] De pronto se puso en pie como impulsado por un resorte: se había dado cuenta de que su cuerpo desplazaba agua fuera de la bañera. El volumen de agua desplazado tenía que ser igual al volumen de su cuerpo. Para averiguar el volumen de cualquier cosa bastaba con medir el volumen de agua que desplazaba. [...]
Arquímedes corrió a casa, gritando una y otra vez: "¡Lo encontré, lo encontré!". Llenó de agua un recipiente, metió la corona y midió el volumen de agua desplazada. Luego hizo lo propio con un peso igual de oro puro; el volumen desplazado era menor. El oro de la corona había sido mezclado con un metal más ligero, lo cual le daba un volumen mayor. El rey ordenó ejecutar al orfebre. (En "Momentos estelares de la ciencia" de Isaac Asimov)

1. Coloca la corona y el trozo de oro cada uno en un platillo de la balanza. Cuando ésta se equilibra nos indica que:

1. Ambos cuerpos tienen el mismo volumen
2. Ambos cuerpos están hechos del mismo material
3. Ambos tienen la misma cantidad de oro
4. Ambos cuerpos tienen la misma masa

2. Añade un cuerpo a uno de los recipientes con agua y observa lo que ocurre. La subida del nivel del líquido se puede explicar porque:

1. El agua sube debido al peso del cuerpo introducido
2. El volumen del cuerpo introducido desplaza un volumen equivalente de agua
3. La masa del cuerpo introducido desplaza una masa equivalente de agua
4. La subida del nivel del líquido depende de la composición del cuerpo introducido

3. Tras comprobar que el la corona y el trozo de oro (2005 g.) equilibran la balanza, añádelos cada uno a un recipiente de agua y observa la subida de los niveles del líquido. ¿Qué se puede deducir?

Que tienen distinto .

4. De los resultados anteriores podemos deducir que:

1. La corona es de oro
2. La corona puede ser de oro puro pues tiene la misma masa que el contrapeso de oro
3. La corona no puede ser de oro puro pues no tiene igual volumen que el contrapeso de oro
4. La corona no puede ser de oro puro pues no tiene igual masa que el contrapeso de oro

Actividad 2:

¿Qué pesa más, un kilogramo de plomo o un kilogramo de plumas?

¿Cómo se saca el volumen de un cuerpo geométrico? ¿Y de un cuerpo amorfo?

Actividad 3:

a)      Se formarán grupos de cinco o seis alumnos para realizar la experiencia.

b)      Se les dará a cada grupo cubos de 1cm de lado de os siguientes materiales: madera, plástico, hierro y bronce, un pedazo de ladrillo y otro de granito.

c)      Se pesan todos los cuerpos (procedimiento 1)

d)     Se miden sus lados y se calcula su volumen (procedimiento 2).

e)      Se les entrega una probeta graduada con agua y se les toma el volumen a las piezas amorfas (procedimiento 3)

f)       Completar el cuadro (Cuadro 1).

g)      Se les entregará otros cubos de mayor tamaño de madera, hierro y plástico, y se vuelve a realizar las mediciones de peso y volumen.

h)      Se tratará de obtener la relación entre la masa y el volumen.

i)        Se descubrirá la propiedad intensiva de la densidad.

Actividad 4:

Una vez completa la actividad 2 responder las siguientes preguntas:

1.      ¿Qué propiedades siguen siendo los mismos a pesar de variar otros?

2.      ¿Qué propiedades varían?

3.      ¿Cómo se llamarían las propiedades que no cambian? y ¿las que cambian?

4.      Tratar de definir la densidad de los cuerpos.

5.      Enumerar propiedades de las sustancias, ¿cuáles son aquellos que se mantienen a pesar de variar otros? Terminar definiendo propiedades intensivas y extensivas.

Procedimiento 1: Pesada de objetos.

1.      Encender la balanza.

2.      Poner en “0” el display.

3.      Colocar la pieza a pesar.

4.      Tomar el valor observado.

Procedimiento 2: determinación del volumen.

1.      El volumen de un cuerpo es el valor obtenido de sus dimensiones en los tres ejes del espacio.

2.      El cubo es una pieza geométrica con sus seis caras cuadradas iguales y sus aristas miden lo mismo

3.      Tomar el valor de una de las aristas.

4.      Calcular el volumen del cubo utilizando la fórmula V=a3

Procedimiento 3: Volumen de un cuerpo amorfo.

1.      Tomar la probeta y agregarle agua hasta una marca media.

2.      Anotar el volumen que marca la probeta.

3.      Introducir el objeto dentro de la probeta.

4.      Observar la nueva marca que se ve con el agua desplazada, anotarla

5.      Hacer la diferencia de medidas: Vf – Vi = Vo ; donde Vf  es el volumen final al agregar el objeto en la probeta, Vi es el volumen inicial del agua en la probeta y Vo es el volumen del objeto.

Cuadro 1:

Material	Masa	Vi	Vf	Vo	Relación m/v	Densidad

 Plan Áulico 3

Actividad 1:

Leer el siguiente relato:

“James Watt - (1736-1819) Nació en Greenock, Escocia en 1736, hijo de un contratista y armador; se inicia en matemáticas a los 14 años, sin mostrar cualidades extraordinarias, pero adquirió gran habilidad en el taller mecánico de su padre. La importancia de su invento radica en que es una de las claves de la Revolución Industrial, al conseguir multiplicar el aporte de fuerza reduciendo el gasto de energía. Al reconocimiento intelectual le acompaña el éxito económico, pues, junto a su socio Boulton, se encargaron de la fabricación y distribución de sus máquinas y la comercialización de sus patentes. Falleció en Birmingham el 5 de agosto de 1819.

Esta es la "típica" biografía de cualquier gran inventor. Pero este chico Watt no fue solo eso.

Resulta que si nos ponemos a unir datos sueltos, Watt no invento la Máquina de Vapor. Inventó el "Condensador Externo", pues la máquina de vapor no era desconocida. Solo tomo "prestadas" partes y tecnologías de otras patentes e incorporó una nueva etapa que mejoró en gran forma el rendimiento. Veámoslo de otra manera: La Máquina de Vapor ya existía. Pero Watt modificó su diseño y cuadruplicó su rendimiento (Lo cual no es poco). Pero si pensamos que Watt inventó la Máquina de Vapor, estamos equivocados. Cuando Watt nació ya se vendían Máquinas de Vapor en Europa.

La primera cita que se conoce del uso del vapor, se remonta "solo" unos pocos miles de años a un señor conocido como Heron (el del tornillo, que vivía en el barrio de Alejandría). Resulta que este buen muchacho hizo un juguete que se basaba en una esfera y 2 propelas a "chorro" por donde salía el vapor... en fin, un pequeño motor a propulsión para entretener a ricos y famosos. La próxima referencia a la aplicación práctica del vapor aparece ya en plena Edad Media. Se dice que el matemático Gerbert de Reims (a quien conocimos como el Papa Silvestre II), habría inventado hacia el año 975 (faltan 761 años para que nazca Watt) un órgano en el que el aire de los tubos era comprimido por la fuerza del vapor.

El paso siguiente en la conquista del vapor lo dio el notable inventor francés Denis Papin, quien hacia 1680 (faltan 56...) concibió su famosa marmita de presión diseñada para extraer cola de los huesos (¡que asco!). Así, Papin, fuera de su aporte científico, debe ser considerado también como el precursor de la olla a presión (y no le preguntemos a los carpinteros con que pegaban todo). Pero el ingenioso inventor no se quedó sólo en esto y en 1687 (¿adivinen para qué faltan 50 años?) diseñó una máquina de vapor que llevó a la práctica veinte años después. Estando en Cassel, Alemania, construyó una embarcación con rueda de paletas, movida por una máquina de este tipo, en la que intentó hacer un viaje desde aquella ciudad hasta Londres.”

Actividad 2: Contestar

¿Qué es una marmita?

¿De qué están hechas?

¿En que tipo de propiedad se basan para fabricarlas? ¿Y las calderas? ¿Y las locomotoras?

Elaborar hipótesis para la fabricación de una caldera.

A que se refiere el texto cuando dice que “mejoró el diseño”.

Plan Áulico 4

Actividad 1:

¿De la clase anterior que propiedades serían necesarias para elaborar un diseño de máquina de vapor?

Presentación de hipótesis.

Actividad 2:

a)      Se formarán grupos de cinco o seis alumnos para realizar la experiencia.

b)      Se les entregará diversas piezas de distintos materiales.

c)      Se probará la maleabilidad de las piezas tratando de doblarlas.

d)     Se probará la dureza de las piezas frotando unas a otras intentando que se marquen.

e)      Se calentará el extremo de aquellas piezas que puedan ser expuestas al fuego, tomando el tiempo que tarda en derretirse la cera colocada en el medio de la pieza.

f)       Se intentará de conducir electricidad de una fuente a través de las piezas, midiendo con un tester si hay flujo electrico.

Actividad 3: Conclusiones de la experiencia.

Realizar un cuadro donde se clasifiquen los materiales y sus propiedades.

Glosario:

- DUCTILIDAD: facilidad para transformarse en hilos. Ejemplo: Cobre.

- MALEABILIDAD: capacidad para convertirse en láminas. Ejemplo: estaño.

- DUREZA: resistencia que opone un cuerpo a ser rayado. Un cuerpo es más duro que otro si lo raya. Para saber la dureza se usa habitualmente la escala de Mohs:

Talco 1                                                         Yeso 2

Calcita 3                                                       Fluorita 4

Apatito 5                                                      Ortoclasa 6

Cuarzo 7                                                      Topacio 8

Corindón 9                                                   Diamante 10

- TENACIDAD: Resistencia que opone un cuerpo a romperse. La propiedad opuesta es la FRAGILIDAD. Ejemplo: el plomo es muy tenaz y el vidrio es muy frágil.

- VISCOSIDAD: Propiedad de los líquidos de circular con dificultad por conductos. En caso contrario nos referimos a FLUIDEZ. Ejemplo: el aceite es menos denso que el agua, pero es más viscoso que ella.

- ELASTICIDAD: Facilidad para recuperar la forma primitiva una vez que cesa la fuerza que provoca la deformación. La propiedad opuesta es la PLASTICIDAD. Ejemplos: muelle y plastilina.

- PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN: El cambio de estado de sólido a líquido se llama fusión a la temperatura constante a la que se produce punto de fusión. De igual forma si un líquido pasa a estado gaseoso hablamos de ebullición y la temperatura a la que se produce será el punto de ebullición.

- CAPILARIDAD Y TENSIÓN SUPERFICIAL: Propiedades de ciertos líquidos originados por las fuerzas de cohesión entre las moléculas del líquido y otros objetos.

Podemos hablar de otras muchas propiedades específicas como el color, conductividad, solubilidad, etc.

Plan Áulico 5

Actividad 1:

Leer el siguiente relato:

“La destilación del alcohol era relativamente poco conocida hasta fines del siglo XVI. Tanto los griegos como los romanos, sólo conocían la elaboración del vino, entre los cuáles había algunos que perfumaban con hierbas aromáticas. Posiblemente, entre ellos, está el precursor de lo que hoy conocemos con el nombre de Vermouth, cuya demanda en todo el mundo, es sencillamente sorprendente. También elaboraban cierta clase de bebidas con alta concentración de azúcar y zumo de frutas, similares a los que hoy conocemos con el nombre de jarabes. Reminiscencias históricas, nos hacen saber que ya la Reina de Saba, poseía el secreto de la preparación de un jarabe muy similar a la conocida Granadina. No hay pues en el mundo civilizado de aquel entonces, ningún indicio que permita suponer, que se poseyese el arte de la elaboración de bebidas espirituosas.

Es probable que hayan sido los alquimistas árabes, en el siglo X, los verdaderos descubridores de los secretos de la destilación del alcohol. El término "alambic" o "alambique" es el compuesto de dos vocablos árabes.

Fue Arnaldo de Vilanova, profesor de la universidad de Montpellier, quien profundizó en su estudio y realizó vastas experiencias prácticas que lo condujeron a la obtención de destilados alcohólicos, aplicados primariamente en la medicina y más tarde en la preparación de cierto licor al cual se le atribuían propiedades y virtudes que lo convertían en panacea de todos los males.

Si bien no se confirmaron esas virtudes atribuidas originariamente a tal preparado, que no pasaba de ser alcohol azucarado al que se le perfumaba con la esencia de alguna planta aromática, lo cierto es que constituyó el punto de partida de los más variados licores y bebidas creadas para satisfacer el exigente paladar humano.

Los primeros destilados se conocieron con el nombre de "aguavite" o sea, aguardiente. Hasta hace aproximadamente un siglo, sólo se extraía el alcohol del vino o del orujo. Sólo en Reino Unido se extraía de la cebada. La creciente demanda y la diversidad de usos, obligó a buscar esta sustancia en los más variados productos vegetales y hoy ocupa primerísimo lugar el alcohol de cereales y de caña o melaza de azúcar.

Las bebidas elaboradas con alcoholes podemos dividirlas en tres grupos principales:

-Aguardiente: las que se obtienen por la destilación del vino, del orujo, de los cereales, de la caña u otras sustancias similares. Se destacan entre ellas el Whisky, Coñac, Gin, Ginebra, Rhum, Cañas y Anisados.

-Licores: estas bebidas son generalmente azucaradas a la cual se le agregan diversos principios aromáticos que son destilados en el alambique. Muchos de ellos son fabricados desde hace largo tiempo y su procedimiento de elaboración es celosamente guardado. Se distinguen el Chartreuse, el Benedictine, El Gran Marnier, Curacao, Cacao, Kümel, etc.

-Aperitivos : se obtienen indistintamente por destilación o adicionamiento de alcohol a mezclas de diversas sustancias aromáticas y hierbas amargas. Esta bebida se toma generalmente como estimulante del apetito, entre ellas el Vermouth, los Quinados, Bitters, Amaros.”

Actividad 2:

¿De que están hechas la mayoría de las bebidas?

¿Si ponemos el contenido de un sobre de jugos en un solo vaso con agua qué obtendremos?

¿Y si le agregamos mucho agua?

 Actividad 3:

a)      Se formarán grupos de cinco o seis alumnos para realizar la experiencia.

b)      Se les entregará a cada grupo tres vasos precipitados, una espátula, un frasco con sal, ½ litro de agua destilada.

c)      Se pondrá en cada vaso distintas cantidades de sal de menor a mayor.

d)     Se le agregará la misma cantidad de agua a cada uno de los vasos.

e)      Observar los resultados.

f)       Completar las siguientes afirmaciones:

Las sales se …………………en el agua.

La sustancia que está en mayor proporción es ……………….

La sustancia que está en menor proporción es……………….

La sustancia de mayor proporción se llama ………………

La sustancia de menor proporción se llama ………………..

Cuando la cantidad de sal es muy pequeña tenemos una ……………………………..

Cuando la cantidad de sal es mayor tenemos una ………………………………

Cuando la cantidad de sal es mucho mayor tenemos una solución ……………………..

Plan Áulico 6

Actividad 1:

Leemos:

El conocimiento y uso de los materiales es parte de la historia del hombre y sus innovaciones. Desde la construcción de arados de madera y hierro en el Neolítico, hasta la actual creación masiva de nuevos materiales, ellos han estado presentes en cada momento del desarrollo humano. En consecuencia, conocer este devenir, las propiedades y características de los materiales más relevantes, su manipulación pertinente y su influencia en la vida personal y social asume un carácter singular.

Por conveniencia la mayoría de los materiales de la ingeniería están divididos en tres grupos principales materiales metálicos, poliméricos, y cerámicos

Materiales metálicos son sustancias inorgánicas que están compuestas de uno o mas elementos metálicos , pudiendo contener también algunos elementos no metálicos , ejemplo de elementos metálicos son hierro cobre , aluminio , níquel y titanio mientras que como elementos no metálicos podríamos mencionar al carbono.
Los materiales de cerámica , como los ladrillos , el vidrio la loza , los aislantes y los abrasivos , tienen escasas conductividad tanto eléctrica como térmica y aunque pueden tener buena resistencia y dureza son deficientes en ductilidad , conformabilidad y resistencia al impacto..
Polímeros , en estos se incluyen el caucho (el hule), los plásticos y muchos tipos de adhesivos . Se producen creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas obtenidas del petróleo o productos agrícolas.

Aceros.

No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir el metal para ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arqueólogos en Egipto datan del año 3.000 a.c., y se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro; los griegos ya conocían hacia el 1.000 a.c, la técnica de cierta complejidad para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico.
Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.c.) se clasifican en la actualidad como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico lleno de una
escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria y dejar el hierro. El hierro producido en esas condiciones solía contener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En ocasiones esta técnica de fabricación producía accidentalmente
auténtico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero.

Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para la fundición y se incrementó el tiro para forzar el paso de los gases de combustión por la carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.
La producción moderna de arrabio emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio para la producción de acero mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios minihornos que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra.
Las aleaciones de hierro y carbono -aceros y fundiciones- son las aleaciones metálicas más importantes de la civilización actual. Por su volumen, la producción de fundición y de acero supera en más de diez veces la producción de todos los demás metales juntos.

Actividad 2:

¿Con qué materiales están hechos los celulares? ¿Y los autos? ¿Los edificios?

¿Puede decirnos en qué se usan los materiales metálicos, poliméricos y cerámicos?

Actividad 3:

Investigue en libros, enciclopedias e Internet acerca de las transformaciones de los medios de transporte, armamento, edificación, aclimatación, medios de comunicación.

Explique brevemente que cambios de materiales se puedo observar a través de la historia.

  

Plan Áulico 7

Actividad 1:

a)      Indique si las siguientes frases son correctas o no, razonando brevemente la respuesta:

- Los gases no pesan.
- 10 litros de alcohol tienen 10 Kg de masa.
- Un aceite comprado a 400 $/Kg es más caro que el comprado a 400 $/litro.
- Un bloque de hierro es más denso que una limadura de hierro.
- El plomo tiene más masa que la arena.
- Un cuerpo flota en el agua porque es menos denso que el agua.
- A igualdad de volumen un material es más denso cuanto mayor sea su masa.
- El diamante es la sustancia natural más dura que se conoce y por tanto es irrompible.
- Todos los errores que cometemos al realizar una determinada medición pueden evitarse.

b)      Si introducimos un huevo en agua y se hunde, ¿qué haría para conseguir que el huevo flote en el agua?

c)      Los grandes barcos están construidos con materiales de elevada densidad y sin embargo flotan en el agua. ¿Qué explicación puede darle?

d)     ¿Se modifica la densidad de un cuerpo al variar la temperatura?. ¿Y al partirlo en tres trozos?

e)      Se han medido la masa y el volumen de varios trozos de un determinado metal, obteniéndose los resultados que se muestran en la tabla adjunta:
 

Masa (g)	2	26	45	100
Volumen (ml)	0'1	1'3	2'3	5'1

 
A partir de la gráfica m-V calcule:
- el volumen que ocupará una masa de 30 g.
- la masa de un trozo de metal que ocupa un volumen de 4 ml.

f)       Tenemos dos bolas esféricas del mismo diámetro, una de plomo y otra de acero. ¿Cuál de ellas tiene mayor densidad?.¿Cuál tiene mayor masa? ¿Cuál tiene mayor volumen? Razone la respuesta.

g)      ¿Cómo resolvería el problema del cálculo del volumen de un sólido irregular que fuese soluble en agua?.

Los VOLÚMENES DE LÍQUIDOS se miden fácilmente debido a la propiedad que presentan de adoptar la forma del recipiente que los contiene. Entre los instrumentos de laboratorio más utilizados para medir volúmenes de líquidos destacamos:
* BURETAS: se emplean para transferir volúmenes variables de líquidos con precisión, controlándose la salida del líquido mediante una llave. Su uso más extendido lo encontramos en las valoraciones.
* PIPETAS: se usan para transferir pequeñas cantidades de líquido con precisión.
* PROBETAS: se utilizan para medir volúmenes de líquidos con menor precisión.

Son recipientes de vidrio transparente graduados tal como se muestran en las figuras adjuntas: 

Figuras de probeta, pipeta y bureta.

a)      Habitualmente las sustancias gaseosas se miden en volúmenes. ¿Conoce algún caso muy familiar en el que se venden licuados y puedan medirse en kilogramos?

b)      Los instrumentos que se emplea para medir masas son las BALANZAS. Existen distintos tipos de balanzas como las balanzas granatario, balanzas de precisión, balanzas automáticas; etc. Consulte en el diccionario el significado de la palabra "ROMANA" e investigue sobre la equivalencia entre quintal, tonelada y kilogramo.

c)      ¿ Cómo mediría la masa de un folio en una balanza de las que habitualmente se usaban en las tiendas?. Dispone de 500 folios.   Calcularía la masa de los 500 folios y dividiría el valor entre 500 para así saber la masa de un folio.

d)     El volumen de los sólidos y líquidos varía poco con la temperatura y presión y por ello la densidad no depende mucho de estos factores. Sin embargo en los gases las variaciones son más acusadas y hay que tenerlo en cuenta.

      En la siguiente tabla podemos apreciar algunos valores de densidades medidas a 20º C       expresadas en g/cm³:

Acero............................7.8

Corcho..........................8.9

Hierro...........................7.9

Madera.........................0.2-0.8

Plomo.............................11.3

Aluminio........................2.7

Vidrio............................3-3.6

Aceite...........................0.92

Agua de mar................1.025

Agua destilada............1

Gasolina........................0.68

Leche............................1.03

Mercurio......................13.6

La densidad de algunos gases a T= 0 ºCy P= 1 atm:

Butano..............................0.0026

Dióxido de carbono.......0.0018

Aire..................................0.0013

Generalmente d_sólidosd_líquidosd_gases.

La densidad de las sustancias aumenta con la T. Sin embargo el agua presenta una excepción en el sentido que su densidad disminuye cuando aumenta la T entre 0 y 4 ºC.

Llenamos dos vasos de precipitado de 100 ml con gasolina el primero y con leche el segundo. ¿Cuál de los dos vasos pesará más? ¿Qué sustancia ocupará más volumen? Consulte en la tabla las densidades de la gasolina y de la leche.

e)      En la final de futbol de los últimos Juegos Olímpicos se entregaron a los componentes del equipo argentino unas medallas de oro circulares de 50 mm de diámetro y 5 mm de espesor. Las medallas tenían una masa de 0,185 gramos. ¿Eran de oro puro? Razone la respuesta teniendo en cuenta que la densidad del oro es de 18,9 Kg/m³.

f)       Un vaso de precipitados tiene una masa de 100 g. ¿Cuál será su masa total si echamos 100 ml de agua y 50 ml de aceite? Consulte las densidades del aceite y del agua en la tabla anterior.

g)      Tenemos una tiza de forma cúbica de arista 2 cm. La masa es de 6 gramos. ¿Cuál será el volumen de la tiza expresado en m³ y la densidad de la misma en g/cm³? ¿Flotará en agua? Si la partimos en 4 fragmentos iguales, ¿se modifica la masa, el volumen y la densidad? Razone la respuesta.

h)      Un cuerpo de densidad A se introduce en un líquido de densidad B. ¿Cómo ha de ser la relación entre las densidades A y B para que: - el cuerpo flote en el líquido?

                                                                               - se hunda el cuerpo?.

i)        Consultando la tabla de densidades, indique tres sustancias que flotan sobre el agua y tres que se hundan.