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Primero 4to. Ciencias Naturales

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HOJA DE TRABAJO

PRIMERO BÁSICO CIENCIAS NATURALES


 Pegar o copiar el contenido en el cuaderno
 Hacerle un resumen al mismo contenido
 Hacer un glosario de 10 preguntas
 Hacer un cuestionario de 10 preguntas
 Ilustrar o dibujar los estados de la materia

MATERIA
Materia es todo lo que ocupa un espacio y tiene masa, forma, peso y volumen, por
lo tanto se puede observar y medir. También se refiere al material, sustancia o
producto del que está hecho una cosa. Es también un elemento físico o corpóreo
en oposición a algo abstracto o espiritual.

Una materia es también una disciplina, asignatura o un área de conocimiento


específica de un plan de estudios. También puede ser un tema o un asunto que es
tratado.

Materia viene del latín mater, que significa madre, el origen o la fuente de la cual
proviene alguna cosa.

Propiedades de la materia
Las propiedades de la materia se clasifican en dos grandes grupos:

Propiedades físicas de la materia


Son las características de materia que se pueden observar y medir sin necesidad de
cambiar su estado. Entre estas características se encuentran:

Masa
Es la cantidad de materia, medida en kilogramos (kg.).

Volumen
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Es el espacio ocupado por la materia, medido en litros (l) o metros cúbicos (m ).

Inercia
Es la capacidad que tiene la materia para mantenerse en reposo o en movimiento.
Compresibilidad
Es la capacidad de la materia para reducir su volumen al ser sometida a la presión,
pero manteniendo otras propiedades intactas.

Elasticidad
Es la propiedad de la materia para volver a su estado original después de haber
sido comprimida.

Divisibilidad
Es la propiedad de la materia para ser dividida en nuevas partes.

Punto de ebullición
Es la temperatura a la cual la materia hierve.

Propiedades organolépticas
Son las características de la materia que se pueden percibir con los 5 sentidos: olor,
color, sabor, textura, sonido.

Propiedades químicas de la materia


Son las características que adopta la materia una vez que ha pasado por reacciones
químicas que modifican sus propiedades originales. Estas son:

Reactividad
Es la propiedad de la materia para combinarse (o no) con otras sustancias.

Estabilidad química
Es la capacidad que tiene la materia para reaccionar al contacto con el agua (H 2O) o
el oxígeno (O).

Calor de combustión
Es la energía que libera la materia después de entrar en combustión completa.

PH
Es la propiedad de la materia para ceder o recibir electrones, lo cual determina su
nivel de acidez o alcalinidad.

Radiactividad
Capacidad de la materia para mantenerse estable. Cuando la materia es inestable
puede liberar energía radiactiva.
¿Cómo se clasifica la materia?
La materia se clasifica en dos categorías:

Sustancias puras
Son sustancias que mantienen su composición aunque cambien su estado. A su
vez, las sustancias puras se subdividen en dos grupos:

Elementos
Son sustancias puras con un solo tipo de átomo. No pueden descomponerse en
sustancias más simples.

Ejemplos de elementos: oxígeno (O) y carbono (C) .

Compuestos
Son sustancias puras con dos elementos o más, siempre presentes en cantidades
fijas. En este caso, pueden descomponerse mediante procesos químicos
específicos para obtener los elementos por separado.

Ejemplos de compuestos: el agua (H2O) sometida a electrólisis permite obtener


tanto el hidrógeno (H) como el oxígeno (O).

Mezclas
Son sustancias puras con dos elementos o más, presentes en proporciones
variables. Las mezclas, a su vez, se subclasifican en:

Mezclas homogéneas
Sus componentes no se pueden distinguir fácilmente. También se llaman
disoluciones.

Un ejemplo de mezcla homogénea sería una cucharada de sal disuelta en un vaso


de agua.
Mezclas heterogéneas
Los componentes de la mezcla se pueden distinguir con facilidad.

Un ejemplo de mezcla heterogénea sería un puñado de arena en un vaso de


agua.
Ejemplos de materia
Como la materia está definida como todo aquello que tiene masa y ocupa un
espacio, cualquier organismo, forma de vida u objeto inerte es un ejemplo de
materia. Dicho de otra forma, estos pueden ser ejemplos concretos de materia:

 Un ser humano.
 Un animal.
 Una planta.
 Una piedra.
 Los elementos de la tabla periódica.

Estados de la materia
¿Cuáles son los estados de la materia?
Los estados de la materia son las diversas formas en que se presenta la materia en
el universo. Se conocen también como estados de agregación de la materia, ya que
las partículas se agregan o agrupan de maneras diferentes en cada estado.

Se puede considerar que existen cuatro estados fundamentales de la materia,


tomando en cuenta aquellas formas de agregación que se presentan bajo
condiciones naturales. Los estados fundamentales de la materia son:

 Estado sólido.
 Estado líquido.
 Estado gaseoso.
 Estado plasmático.

Sin embargo, los estudios sobre los estados de agregación de la materia se han
extendido en la actualidad. Además de aquellos que se presentan naturalmente,
hoy se estudian aquellos que se presentan en condiciones extremas, inducidas en
laboratorio. De este grupo, los científicos han comprobado la existencia de tres
nuevos estados: el condensado de Bose-Einstein (BEC); el condensado de Fermi y el
supersólido.

Las características de los estados de la materia dependen de la fuerza de atracción


entre las partículas y su movilidad. La temperatura y/o la presión son los factores
que afectan cómo se agrupan dichas partículas y cómo interactúan entre sí.

Cuando hay alteraciones sensibles en las variables de temperatura y/o presión, se


producen cambios de un estado de la materia al otro. Estos cambios son
solidificación, vaporización, fusión, sublimación, sublimación inversa, ionización y
desionización.

A continuación presentamos un cuadro comparativo con las principales diferencias


que existen entre los estados fundamentales de la materia:

Estado sólido
El estado sólido es aquel que percibimos como materia fija, la cual se resiste a los
cambios de forma y volumen. En la materia en estado sólido, las partículas tienen
mayor atracción entre ellas, lo que reduce su movimiento y las posibilidades de
interacción. Por ejemplo: rocas, madera, utensilios de metal, vidrio, hielo y grafito,
entre otros.

Las características del estado sólido son:


 La fuerza de atracción entre las partículas individuales es mayor que la
energía que causa separación.
 Las partículas se encierran en su posición limitando su energía vibracional.
 Mantiene su forma y volumen.

Estado líquido
El estado líquido corresponde a los fluidos cuyo volumen es constante, pero se
adapta a la forma de su contenedor. Por ejemplo: agua, bebidas refrigerantes,
aceite y saliva.

Las características del estado líquido son:


 Las partículas se atraen entre sí, pero la distancia es mayor que en los
sólidos.
 Las partículas son más dinámicas que los sólidos, pero más estables que los
gases.

 Tiene un volumen constante.


 Su forma es indefinida. Por ende, el líquido toma la forma de su contenedor.

Estado gaseoso
El estado gaseoso corresponde a los gases. Técnicamente se define como el
agrupamiento de partículas con poca atracción entre sí que, al chocar unas con
otras, se expanden en el espacio. Por ejemplo: vapor de agua, oxígeno (O2) y gas
natural.

Las características del estado gaseoso son:


 Concentra menos partículas que los sólidos y los líquidos.
 Las partículas tienen poca atracción entre sí.
 Las partículas se encuentran en expansión, por lo cual son más dinámicas
que los sólidos y los gases.
 No tiene forma ni volumen definido.

Estado plasmático
El estado plasmático es un estado semejante al gaseoso, pero posee partículas
cargadas eléctricamente, es decir, ionizadas. Se trata, pues, de gases calientes.

La materia en estado plasmático es muy común en el espacio sideral y constituye,


de hecho, el 99% de su materia observable. Sin embargo, el estado plasmático
también se reproduce naturalmente en algunos fenómenos terrestres. Asimismo,
se puede producir artificialmente para diversos usos.

Por ejemplo, hay plasma en el sol, las estrellas y las nebulosas. También está
presente en las auroras polares, en los rayos y en el llamado Fuego de San Telmo.
En cuanto a su producción artificial, algunos ejemplos son los televisores de
plasma, los tubos fluorescentes y las lámparas de plasma.

Las características del estado plasmático son:


 Carece de forma y volumen definidos.
 Sus partículas están ionizadas.
 Carece de equilibrio electromagnético.
 Es buen conductor eléctrico.
 Forma filamentos, capas y rayos cuando se expone a un campo magnético.

Cambios de estados de la materia


Los cambios de estados de la materia son procesos que permiten que la estructura
espacial de la materia cambie de un estado a otro. Dependen de las variaciones en
las condiciones ambientales como la temperatura y/o la presión.

Tomando en cuenta los estados fundamentales de materia, los cambios de estado


de la materia son: solidificación, vaporización, fusión, sublimación, sublimación
inversa, ionización y desionización.

Fusión o derretimiento. Es el cambio del estado sólido al estado líquido. Se


produce cuando el sólido se expone a temperaturas más elevadas que de
costumbre, hasta derretirse. Ocurre porque las altas temperaturas a las que se
somete al sólido hace que las partículas se separen más y se muevan con más
facilidad.
Solidificación. La solidificación es el cambio del estado líquido al estado sólido.
Cuando la temperatura de un líquido desciende, las partículas comienzan a
aproximarse entre sí y se reduce el movimiento entre ellas. Al llegar al punto de
congelación, se convierten en materia sólida.
Vaporización. La vaporización es el cambio del estado líquido al estado gaseoso.
Ocurre cuando se eleva la temperatura de manera sensible, lo que se rompe la
interacción entre las partículas. Esto ocasiona su separación y el aumento de su
movimiento, dando lugar a un gas.
Condensación. La condensación es el cambio del estado gaseoso al estado líquido.
Al bajar la temperatura y/o subir la presión, las partículas del gas pierden alguna
movilidad y se aproximan entre sí. Esta aproximación explica el paso del gas al
líquido.
Sublimación. La sublimación es el cambio del estado sólido al estado gaseoso sin
pasar por el estado líquido. Se produce, por ejemplo, en las esferas de naftalina.
Estas esferas que se usan para alejar las polillas de los armarios tienen la
propiedad de desvanecerse solas con el tiempo. Esto significa que pasan del estado
sólido al gaseoso sin pasar por el estado líquido.
Sublimación inversa. Se llama sublimación inversa, sublimación regresiva,
deposición o cristalización al cambio del estado gaseoso al sólido de manera
directa.
Ionización. La ionización es el cambio de gas a plasma, el cual se produce cuando
las partículas del gas son cargadas eléctricamente, lo cual es posible cuando se
calienta un gas.
Desionización. La desionización consiste en el paso del estado plasmático al
estado gaseoso. Se trata, pues, del proceso contrario a la ionización.
A continuación, presentamos una tabla que resume los cambios de la materia y
expone un ejemplo por cada uno.

Nuevos estados de la materia


En la actualidad, las investigaciones científicas han hallado nuevos estados de
agregación de la materia mediante procedimientos artificiales. Los más conocidos
están basados en la temperatura, y son el condensado de Bose-Einstein, el
condensado fermiónico y el estado supersólido.

Sin embargo, se siguen estudiando otras teorías sobre posibles estados de la


materia, como la molécula de Rydberg, el estado de Quantum Hall, la materia
fotónica y el dropleton.

Condensado de Bose-Einstein (BEC)


El estado conocido como condensado de Bose-Einstein (BEC por sus siglas en
inglés) se produce cuando determinados gases son sometidos a temperaturas
cercanas al cero absoluto (-273.15°C), alcanzando tal densidad y punto de
congelación que los átomos no se pueden mover.

Se trata de un estado de la materia que se logró artificialmente en el año 1995.


Desde entonces, también es conocido como el quinto estado de la materia.

Un ejemplo del BEC son los materiales con superconductividad, es decir, que
pueden transmitir electricidad sin ejercer resistencia alguna y sin perder energía.

Las características del estado condensado de Bose-Einstein son:


 Su partículas son bosones.
 Es observable solo a nivel subatómico.
 Presenta superconductividad (resistencia eléctrica nula).
 Su estado de energía mínimo se conoce como estado fundamental.
Condesado de Fermi
El condensado de Fermi o condensado fermiónico es aquel donde la materia es
superfluida, es decir, que no tiene ningún grado de viscosidad. El comportamiento
del estado fermiónico es semejante a una onda más que a una partícula. Se
relaciona con el estado de Bose-Einstein.
Las características del condensando fermiónico son:
 Sus partículas son fermiones (y no bosones).
 Se produce en temperaturas cercanas al cero absoluto.
 Su estabilidad perdura muy poco tiempo.
Supersólido
El supersólido es un estado en el que la materia se ordena en el espacio con las
propiedades de un superfluido. Solo en 2017 se encontraron pruebas claras de su
existencia. Todavía se encuentra en investigación, lo mismo que otros estados
hipotéticos.

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