Objetivo N° 3 Determinar las fuerzas que actúan entre las partículas
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Objetivo N° 3 Determinar las fuerzas que actúan entre las partículas
71 Objetivo N° 3 Determinar las fuerzas que actúan entre las partículas de un material y las que se ejercen cuando interactúan materiales diferentes. Actividades del Actividades del Alumno Docente 1.Orientará a los alum- 1.Los alumnos relatarán experiencias de la vida nos para que relaten sus diaria asociadas al uso de paraguas, impermea- experiencias en relación, bles, lonas que usan los camiones, la vestimenta a las circunstancias es- normal, especialmente en un día de lluvia. Por otro peciales que hacen nece- lado tratarán de mezclar agua con aceite que sario el uso de toldos deberán traer. Intentarán asociar ello a conceptos encerados, carpas, para- tales como fuerza de adhesión y de cohesión, que guas e impermeables. existen entre las partículas. Se espera que los alumnos concluyan, que en los impermeables, paraguas, toldos y carpas se usan materiales parafinados por su relación con las fuerzas de adhesión con las telas muy débiles, y que por lo tanto rechazan el agua. 2.Organizará a los alum- 2.Los alumnos discutirán situaciones que involucren nos en actividades expe- las fuerzas de adhesión, en el caso de la fuerza de rimentales que permitan atracción entre moléculas de cuerpos diferentes, hacer un estimado de la ello podrá ilustrarse con casos tal como ocurre magnitud de la fuerza entre las láminas de vidrio o porta objetos secas o necesaria para separar húmedas, o bien intentarán suspender un disco de dos láminas de vidrio, vidrio utilizando un dinamómetro, tratando de limpias y secas, y luego medir la fuerza en cuestión. húmedas. Si toman dos láminas de vidrio o porta objetos 72 Lo mismo para la que secos y luego se ponen en contacto al separarlos hay entre la superficie de con la ayuda de un dinamómetro habrá que hacer una lámina de vidrio y el un esfuerzo. Podrán así determinar la magnitud de líquido con el cual se la fuerza necesaria para despegarlas. Al aplicarse encuentra en contacto. el dinamómetro a Hará que ellos registren que los alumnos perciban que comparativamente las observaciones, discu- la fuerza que hay que aplicar es mayor para poder tan sus resultados y esta- separarlas. De igual forma ocurre cuando se blezcan conclusiones. suspende de un dinamómetro un disco de vidrio y láminas húmedas, se espera se coloca en contacto con la superficie del agua que contiene un recipiente transparente. Halando hacia arriba el dinamómetro, se requiere de cierta fuerza para separar el disco del agua. De todo ello discutirán y sacarán conclusiones. 3.Organizará actividades 3.Los alumnos observarán dichos materiales de- experimentales en la cual berán percibir que existen fuerzas de cohesión, los alumnos estimarán y que es aquella fuerza de atracción entre moléculas medirán la magnitud de de un mismo cuerpo. Para que aparezcan éstas la fuerza que se ejerce fuerzas, las moléculas que constituyen un cuerpo cuando se trata de rom- deberán estar muy cerca unas de otras, siendo per trozos de plastilina, mucho más intensa en sólidos que en los líquidos, tiras de plástico o de pa- y aún mayor que en los gases. pel, bandas de goma, En los cuerpos sólidos, la cohesión se manifiesta hilo. Los alumnos deben por la resistencia que ofrece la ruptura. Así, en los registrar sus sobserva- trozos de plastilina se presenta una débil cohe- ciones, discutir sus resul- sión, mientras que en una banda de goma la tados y establecer con- cohesión es mayor y en un trozo de alambre de clusiones. cobre la cohesión es tan fuerte que no se puede romper estirándola con propia fuerza. 73 Ellos observarán que para romper un alambre de cobre, este se dobla mismo lugar, hasta consecutivamente por un dividirlo en dos. Durante el doblamiento consecutivo de una lámina metálica, se puede percibir que la temperatura se eleva considerablemente en el lugar de la ruptura. 4.Pedirá a los educandos 4.Los alumnos traerán materiales como tela, paque froten fuertemente rafina o vela para formar una película de parafina un pedazo de tela con un sobre la tela, y luego con la ayuda de un gotero trozo de parafina o vela, dejar caer unas gotas de agua sobre la tela hasta que quede cubierta parafinada, observaran que ésta se desliza y no de una fina película o filtra, mientras que la que no está parafinada deja capa de parafina. pasar el agua. Colocarán sobre la tela En la tela parafinada, la fuerza de adhesión entre ya parafinada y sobre la parafina y el agua es muy débil, en con- otro trozo de tela no pa- traposición a la que ocurre en la tela que no tiene rafinada, gotas de agua. parafina y en donde el agua pasa con facilidad, Pedirá a los alumnos que pues el agua entra fácilmente en contacto con las observen lo que sucede fibras de la tela. en ambos trozos de tela y expliquen en base a las fuerzas estudiadas, el comportamiento diferente en ambos casos. 5.Orientará a los alum- 5.Los alumnos traerán recipientes de vidrio de boca nos a que coloquen muy ancha, hojillas de afeitar, agujas de coser, clips, suave y cuidadosamen- talco, colador, alambres. En dichos recipientes con te, en forma horizontal el agua en reposo y con la ayuda de un tenedor 74 sobre la superficie del colocarán suavemente sobre la superficie del agua agua contenida en un re- una hojilla de afeitar, repetirán la experiencia con cipiente, ciertos objetos los otros objetos antes mencionados. engrasados ligeramente, Los alumnos verterán agua en un colador de como agujas de coser, cocina, sacudiéndolo para eliminar el exceso de hojas de afeitar, un clip. agua y evitar que los orificios queden tapados; Pedirá a los alumnos que nuevamente deberán echar agua en el mismo con expliquen con bases al mucha precaución, dejándola correr a lo largo del conocimiento de las fuer- tamiz o malla del colador. zas consideradas en este En una solución jabonosa, sumergirán armazones objetivo, del por que los de alambres, construidos previamente, en forma objetos permanecen so- de círculos, cuadrados, triángulos, rectángulos, de bre la superficie del lí- modo que quido, sin hundirse, ob- lución, se forme en las armazones una película, las serve lo que sucede, dis- cuales si se sopla suavemente se pueden formar cutan unas pompas de jabón muy curiosas. sus resultados y deslizándolos suavemente en la so- establezcan las conclu- Colocarán en un recipiente que contiene agua en siones. reposo una pequeña porción de talco y observarán que esta se queda en la superficie. Todo lo observado se discutirá para sacar conclusiones, en función de las fuerzas estudiadas. 6.El profesor planteará a 6.A través de fuga de ideas, los alumnos comenlos alumnos las diversas tarán situaciones relativas a insectos que se posan situaciones tales como el sobre la superficie del agua, así como la que ocu- caso de los insectos que rre con barcos, lanchas, aves en ríos, lagos, ma- se mantienen posados res. Asociarán tales hechos con la fuerza de co- sobre la superficie del hesión, adhesión, fundamentalmente la tensión agua y hasta pueden ca- superficial del agua que crea una película o capa minar sobre ella para que resistente al peso de estos cuerpos, pudiendo 75 discutan y decidan cual coadyuvar a mantenerlos a flote. de las fuerzas estudiadas explican dicho fenómeno. 7.Orientará a los alum- 7.Los alumnos realizarán una visita a un área nos que hagan una dis- adyacente a la institución o en las áreas verdes cusión general sobre las de la institución para observar, discutir en forma diversas observaciones general los resultados obtenidos de las distintas ya realizadas, los resul- experiencias realizadas. Podrán extenderlas a tados obtenidos de modo otras que se pueden presentar, tal como lanzar que una piedra a una laguna o un río. En una zona de lleguen a conclu- siones. quietud, podrán colocar un barquito de papel u observar hojas de árboles en la superficie del agua, observando estos hechos y asociándolos a las fuerzas estudiadas. Al acampar debajo de un árbol en caso de lluvia, pueden observar el agua que cae sobre las hojas de los arboles y aso- ciarlos a fenómenos asociados con la tensión superficial, y las fuerzas de adhesión y cohesión tal como, con la capilaridad que hace referencia a que los líquidos ascienden tanto más alto dentro de los tubos, cuanto más pequeños sean los diámetros de los mismos. 76 Objetivo N° 4 Comparar cambios ocurridos al mezclar materiales a temperatura ambiente. Actividades del Actividades del Alumno Docente 1.Orientará a los alum- 1.Los alumnos relatarán sus experiencias obsernos que relaten sus vadas en el ambiente tal como la oxidación de un experiencias en cuanto a metal, la putrefacción de un trozo de carne, am- cambios que hayan ob- bas colocado en un lugar de la casa, realizando servado al mezclar mate- anotaciones de las mismas. riales Otros cambios pueden resultar al mezclar dese- a temperatura ambiente. chos orgánicos en una bolsa, el colocar trozos de hielo en un recipiente, o diluir un colorante vegetal en agua a temperatura ambiente. De todo lo anterior harán una discusión y establecerán con- clusiones, con respecto a la modificación que ocurre en los materiales a temperatura ambiente. 2.Orientará a los alum- 2.Los alumnos leerán las etiquetas de los mate- nos acerca de las pre- riales utilizados en el laboratorio e internalizarán cauciones que se deben las precauciones que deben tomarse al mani- tomar pularlos. para manipular ciertas sustancias quími- Los comentarios harán énfasis en aquellas sus- cas en el laboratorio a fin tancias que hay que manipular, y que han de de evitar accidentes. hacerlo con precaución, tales como no acercarlos a las fosas nasales para olerlos directamente, no ponerle en contacto directo con los ojos, mucosas y piel al mezclarlos entre sí. Evitar por tanto ini- 77 ciativas irresponsables que podrían colocar en peligro a los estudiantes mismos. 3.Organizará a los alum- 3.Los alumnos se reunirán en pequeños grupos nos en equipos les y su- observarán y registrarán los cambios ocurridos ministrará muestras de cuando los materiales que se mismo al destapar una colonia y perciban su fra- usarán cuando se vayan gancia o cuando observen los resultados de co- a experimentar con ellos locar y se observen diferentes biente. Lo mismo al colocar una pequeña pastilla cambios cuando se mez- de naftalina en un rincón de la casa, al colocar clen. Los estudiantes ob- trozos de frutas durante varios días y puedan ob- servarán y describirán los servar el proceso de fermentación. Al utilizar un materiales antes y des- trozo de piedra caliza, ellos agregarán gotas de pués de mezclarlos y limón, así podrán registrarán sus observa- registrar lo que observen. ciones en un cuadro. Es Colocarán unas gotas de cloro en agua y luego importante que se consi- agregarán un trozo de tela de color o material deren coloreado y observarán cambios. Colocarán un tro- materiales que al se mezclen, un alkaseltzer en agua, lo un trozo de carne durante horas al am- observar lo que ocurre y mezclarlos cambien de zo de hielo al ambiente. color, estado físico, for- rre en un tubo de ensayo que contiene una men precipitados. pequeña porción de agua y a la cual le agregaron Discutirán los Observarán lo que ocu- resulta- un grano de hidróxido de sodio, o cloruro de amo- dos, describirán los cam- níaco en agua y observarán posibles variaciones bios observados, señala- de temperatura. Colocarán en un tubo de ensayo rán las semejanzas y di- cloruro de bario y gotas de ácido sulfúrico ferencias entre éstos y diendo observar un precipitado. Dejarán un trozo deberán llegar a conclu- de pan en una bolsa plástica durante varios días y siones. observarán posibles cambio de color y de textura. Discutirán y sacarán conclusiones. pu- 78 4.Entregará a los alum- 4.Los alumnos construirán un calorímetro con la nos muestras de mate- ayuda de una lata mediana, un frasco de boca riales ya utilizados los ancha que quepa en la lata, un trozo de anime cuales al mezclarse, ocu- grueso o corcho que permita revestir la lata por rrió que se percibió varia- fuera. Se introduce un frasco de boca ancha den- ciones de temperatura en tro de una lata, debiendo entrar el frasco hol- los mismos, para deter- gadamente; luego se coloca agua en la lata, que minar variaciones de ca- esta revestida con el anime o el corcho. lor en ellos. Para cons- Se coloca en la parte superior una tapa de corcho truir un calorímetro, usa- o de anime con un agujero por donde se ubica el rán un par de materiales termómetro. que al ser mezclados au- Luego de construido el calorímetro, el estudiante mente su temperatura y pondrá la sustancia de la cual se esperan cam- otro par que ocurra lo bios, tomándose en consideración la masa del contrario, o sea, dismi- agua en el envase exterior, la temperatura inicial nuya la temperatura al del agua, la masa y la temperatura de la materia mezclarlos. Les pedirá en la que se esperan cambios, como en el caso que determinen la tempe- del hidróxido de sodio más ácido clorhídrico, trozos ratura de las muestras de hielo, cloruro de amonio. Los estudiantes debe- con la ayuda de un ter- rán registrar mómetro antes y des- conclusiones al respecto. pués de mezclarlos, y registrarán sus los resultados obtenidos, y sacar resul- tados. 5.Orientará a los alum- 5.Los alumnos con los resultados obtenidos y nos a discutir los resul- colocados en un cuadro de datos correspondiente tados de las anotaciones al estado inicial y el estado final de la sustancia a hechas en un cuadro de observar y los posibles cambios de estado físico, datos. Los hará describir color, olor, temperatura exterior, temperatura in- 79 los cambios ocurridos en terior, de modo que pueda constatar que se pro- los materiales. Les hará dujeron cambios en los materiales desde el punto señalar las de vista semejanzas físico, químico, absorción y despren- y diferencias entre estos, dimiento de calor. Harán las observaciones rela- de modo que lleguen a tivas a semejanzas y diferencias para poder llegar conclusiones. a conclusiones. 6.Organizará a los alum- 6.Los alumnos se reunirán en pequeños grupos nos en pequeños grupos para identificar los elementos que entran en la para una dinámica hacer- reacción y los productos o resultantes, estable- ca de los cambios perci- ciendo en una forma sencilla el conocimiento de bidos en los materiales símbolos y construcción de una ecuación química utilizados, de modo que sencilla, partiendo de que los elementos son las expongan el porqué de unidades estructurales fundamentales de la ma- dichas reacciones. teria, en el que cada elemento tiene un nombre, y un símbolo como el hierro, mercurio, oxígeno, hidrógeno, aluminio y cuando los elementos se combinan se forman compuestos, pueden des- componerse y originar elementos. La formación de compuestos se conoce como reacción química y se representa así; del lado izquierdo los elementos o compuestos que reaccionan y del lado derecho los productos resultantes. Todo ello relacionándolo con las experiencias previas para poder dejar claro los cambios de olor, calor, temperatura, estado físico, formación de precipitado y gases a lo largo del desarrollo del mismo.