Tema 1.- A actividade científica e a
materia
A ciencia trata de coñecer mellor o mundo que nos rodea.
Para poder levar a cabo a actividade científica necesitamos ter un método que nos permita chegar a unha conclusión.
O método científico consta de varias etapas
1.-OBSERVACIÓN
• O primeiro que temos que facer é observar un fenómeno para o que aínda no exista explicación.
• Ó observar coidadosamente aparecen os problemas a investigar
• Canto máis sabemos, máis preguntas aparecen
2.- HIPÓTESE
• Unha vez que temos observado o fenómeno, temos que facer unha hipótese coherente e comprobable acerca da observación.
• A hipótese ten que dar explicación ós feitos observados e feitos que se poidan producir no futuro
3.- EXPERIMENTACIÓN
• Unha vez que se emite a hipótese pasamos á fase de experimetación
• Experimentar é observar controlando as variables
• Nun experimento modifícase un só factor observando como varían os restantes
4.- CONCLUSIÓNS
• Tras o análise dos resultados obtidos nos experimentos, enúncianse as conclusións da nosa teoría
• As conclusións soen expresarse en forma de fórmulas matemáticas
• A obtención de conclusións supón a finalización da teoría e supón a parte máis importante da aplicación do método
UN EXEMPLO.- A DILATACIÓN
1. Observación.- Canto máis quentamos unha peza de ferro máis se alonga
3. Experimentación.- Collemos unha peza de ferro no laboratorio e quentámola. Medimos a temperatura e a lonxitude da peza en diferentes momentos do quentamento
4. Conclusións.- Logo de obter as medidas no laboratorio emitimos a conclusión de que a peza de ferro aumenta de lonxitude
proporcionalmente ó aumento de temperatura: 𝐿 = 𝐿0+ 𝑘 · (𝑇 − 𝑇0)
5. Comunicación de resultados: Contactamos cunha revista especializada en publicacións científicas e publicamos nela os nosos resultados e conclusións para que a comunidade científica coñeza o noso traballo
A MEDIDA: UNIDADES
• Unha magnitude é calquera propiedade da materia que pode ser medida.
• Como exemplos de magnitudes temos:
• Temperatura
• Velocidade
• Espacio
• Tempo
• Tódalas magnitudes teñen que levar emparellada unha unidade.
• Non ten sentido falar de que a lonxitude de algo é 5, sen embargo sí que ten sentido decir que algo mide 5 cm ou 5 m
• Cada magnitude ten a súa unidade. Para unificar o criterio entre a comunidade científica chegouse ó acordo de expresar tódalas
magnitudes no Sistema Internacional de Unidades. Agás EEUU, Liberia e Birmania todo o mundo usa o S.I.
O SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
Magnitude Nombre Símbolo
Lonxitude metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Intensidade de corrente eléctrica ampere A
Temperatura termodinámica kelvin K
Cantidade de sustancia mol mol
REDONDEO E APROXIMACIÓN DE DECIMALES
• Para expresar un resultado, o número de decimais que temos que utilizar non pode ser indefinido
• Temos que definir un criterio para poder expresar unha cantidade cun determinado número de decimais.
• A norma que se usa para aproximar é a seguinte:
• Se a primeira cifra que vamos a eliminar é menor que 5, deíxase a última cifra igual
• Se a primeira cifra que vamos a aproximar é maior que 5, aumentamos a última cifra nunha unidade
UNA PROPIEDAD CARACTERÍSTICA DE LA MATERIA: DENSIDAD
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 VOLÚMENES DE ALGUNOS CUERPOS
Paralelepípedo
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 𝐴𝑙𝑡𝑜 · 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 · 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜
Cilindro
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 𝜋 · 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜2· 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎
Esfera
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 =4
3𝜋 · 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 3
OS MODELOS ATÓMICOS
• Os modelos atómicos tratan de dar explicación a cómo está estructurada a materia
O MODELO ATÓMICO DE DALTON
• É o primeiro modélo atómico (1808).
• Baséase nas seguintes suposicións:
• A materia está formada por distintas partículas chamadas átomos que son indivisibles
• Os átomos dun elemento son iguais entre si
• Os átomos combínanse para formar compostos
• Os átomos combínanse en proporcións simples
• Cando cambiamos a proporción temos distintos compostos
• ¿En qué fallaba o modelo atómico de Dalton?
• Non daba explicación ó feito de que existen isótopos
• Non tiña en conta que os átomos están formados por outras partículas máis pequenas (partículas subatómicas)
• Os isótopos son átomos dun mesmo elemento pero que teñen diferente número de partículas subatómicas
• Estes feitos fan que haxa que inventar outro modelo
O MODELO ATÓMICO DE THOMPSON
• Para dar explicación ó comportamento dos átomos tendo en conta as limitacións do modelo de Dalton, Thompson plantexa un modelo alternativo que se basea nos seguintes puntos:
• Un átomo está composto por partículas de carga positiva e carga negativa
• Os electróns atópanse no interior do nucleo xunto cos protóns
• Cales eran os fallos do modelo de Thomson?
• O modelo de Thompson no separaba os electróns do nucleo.
• Hoxe en día sabemos que os electróns non están insertados no nucleo senón que se atopan na codia atómica
O MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
• O modelo atómico de Rutherford trata de solucionar os problemas que plantexaba o modelo de Thompson
• O modelo de Rutherford introduciu o concepto de codia atómica
• O modelo baseabase en que:
• Na codia atómica atopamos os electróns orbitando ó redor do nucleo en órbitar circulares:
Segundo o que acabamos de ver, o átomo está formado por tres tipos de partículas subatómicas:
• Protóns.- Están situados no nucleo e teñen carga positiva
• Neutróns.- Están situados tamén no nucleo e son neutros electricamente
• Electróns.- Orbitan ó redor do nucleo e teñen carga negativa
REPRESENTACIÓN DE ÁTOMOS
Onde X é o símbolo do elemento
Nun átomo neutro cúmplese:
• Z= número de protóns que hai no nucleo
• A=Número de protóns+numero de neutróns
OS IÓNS
Un átomo pode gañar ou perder electróns
1. Se un átomo gaña un ou varios electróns, convírtese en un ion negativo e recibe o nome de anión
2. Se un átomo perde un ou varios electróns convírtese en un ion positivo e recibe o nome de catión
OS ISÓTOPOS
Dous átomos son isótopos se teñen o mesmo número atómico, pero distinto número másico
OS ESTADOS DA MATERIA
Dacordo coas súas propiedades a materia pode estar en tres estados de agregación: sólido, líquido e gaseoso.
As sustancias sólidas teñen sempre a mesma forma salvo que sobre elas actúe unha forza que as deforme, o seu volumen é fixo e non poden difundirse
As sustancias líquidas cambian de forma segundo o recipiente que os conteña, o seu volume é fixo e ainda que non se difunden si que poden fluir
As sustancias gaseosas adoptan a forma do recipiente que as contén, pódense comprimir e ademáis de difundirse poden fluir
O punto de fusión é a temperatura á que se produce o cambio de estado entre sólido e líquido, o punto de ebullición é o valor da temperatura á cal unha sustancia para de líquido a gas ou viceversa. Estes dous puntos son características dunha sustancia. Unha característica importante dos cambios de estado é que mentres que se producen, a tempertura da sustancia non varía, sen embargo, debemos seguir calentando para que o cambio de estado se complete.
A teoría cinética serve para explicar o comportamento da materia.
Nos sólidos os átomos atópanse ocupando posicións fixas, de ahí que o sólido manteña sempre a mesma forma. A teoría cinética establece que as partículas da materia móvense con maior rapidez canto maior á a súa enerxía, se quentamos un sólido intensifícase a vibración das partículas o que supón un aumento da distancia entre átomos e polo tanto, explica o fenómeno da dilatación.
