Materia y energía: calor | ejercicios

Flujos de energía: conducción, convección y radiación

1. Indica verdadero o falso.

El calor es la energía que se expresa por la vibración de las moléculas.	V	F
Calor y temperatura son conceptos idénticos.	V	F
El frío no existe, es la ausencia del calor.	V	F
Los tipos de energía son la térmica, cinética, radiante, ética, química y espiritual.	V	F
El equilibrio térmico se alcanza cuando se encienden dos fuentes de energía al mismo tiempo.	V	F

2. Explica brevemente en qué consisten los tres mecanismos de transferencia de calor.

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3. Indica a través de cuál mecanismo se conduce el calor en el caso de cada una de las imágenes que se muestran y por qué.

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Medición de la temperatura

1. Selecciona la opción correcta.

La temperatura es:

La cantidad de tempera que puede usarse en un dibujo.
La medida de la energía térmica de los cuerpos.
La energía que se expresa por la vibración de las moléculas.

Para medir la temperatura se utiliza un instrumento llamado:

Barómetro.
Termómetro.
Termociclador

La escala Celsius asigna al punto de fusión del agua el valor de:

0 °C
100 °C
-100 °C

La escala Fahrenheit se divide en:

100 partes iguales.
180 partes iguales.
373 partes iguales.

En la escala Kelvin no se encuentran representados:

Los valores primos.
Los valores impares.
Los valores negativos.

2. Menciona cuáles son las partes que conforman un termómetro común.

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3. Describe brevemente los diferentes tipos de termómetro que existen.

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Los materiales y el calor

1. Indica cuál de los siguientes objetos son capaces de conducir o aislar el calor y por qué.

Una olla de aluminio

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Una copa de bronce

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El corcho de una botella de vino

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Una botella de agua mineral de plástico

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Una botella de agua mineral de vidrio

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2. Explica brevemente cuáles son los tres tipos de dilatación que puede presentar un material y menciona un ejemplo para cada caso.

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Equilibrio térmico

1. Indica en cada uno de los siguientes casos quién cede calor y quien absorbe calor para poder alcanzar el equilibrio térmico.

Un vaso de agua con hielo

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Un iceberg que flota en el océano

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Una taza de café caliente

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Un cono de helado

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Una persona en el polo norte

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2. Explica brevemente cuáles son los factores que interfieren en la cantidad de calor que absorbe o cede un cuerpo.

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Calor y estados de agregación

1. Señala en los espacios en blanco el nombre del proceso que se llevó a cabo para lograr el cambio de estado en cada caso, y si el proceso es endotérmico o exotérmico.

Agua	→	→	Hielo
Hielo	→	→	Gas
Agua	→	→	Gas
Gas	→	→	Agua
Hielo	→	→	Agua
Gas	→	→	Hielo

2. Explica brevemente qué cambios de dimensión sufre un cuerpo tanto al perder como liberar calor, y menciona cuáles son los factores que dependen de ellos.

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LA MATERIA Y SUS PROPIEDADES

LA MATERIA

1. A continuación se presenta una imagen de cómo está compuesta la materia. Describe y define cada una de sus partes.

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2. Investiga, dibuja y describe brevemente cada uno los modelos atómicos propuestos a lo largo de la historia.

Modelo atómico	Descripción

tabla PERIÓDICA de los elementos

1. Contesta las siguientes preguntas:

¿Qué es un elemento químico?

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¿Qué es la tabla periódica? ¿Para qué se emplea?

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2. Define brevemente cada uno de los siguientes términos referentes a la tabla periódica.

Número másico: ________________________________________________________________________________________

Nivel de energía: _______________________________________________________________________________________

Símbolo químico: _______________________________________________________________________________________

Subnivel de energía: ____________________________________________________________________________________

Orbital: _______________________________________________________________________________________________

Número atómico: _______________________________________________________________________________________

moléculas más conocidas

1. Observa la siguiente imagen referente al ciclo del nitrógeno. Completa los espacios en blanco.

2. Menciona algunas de las características más importantes de las siguientes moléculas.

Moléculas	Características
Agua
Oxígeno
Nitrógeno
Dióxido de carbono

propiedades de la materia

1. Menciona y explica tres propiedades intensivas y tres propiedades extensivas de los materiales.

Intensivas	Extensivas

2. De acuerdo con la descripción que se presenta, indica el nombre de cada propiedad:

____________________ : es la capacidad de los materiales que permite que pase o no la luz a través de ellos.
____________________ : esta característica se observa cuando golpeamos un material y éste se rompe fácilmente.
____________________ : es una característica de aquellos materiales que son afectados por el oxígeno y la humedad de la atmósfera, como los metales.
____________________ : es la capacidad que tiene un material de soportar fuerzas sin romperse, desgarrarse, doblarse o deformarse.
____________________ : es la capacidad que tiene un material de transportar electricidad. Los materiales que son buenos conductores de la electricidad se llaman conductores, y los malos, aislantes.
____________________ : esta característica se observa cuando se rayan dos materiales, aquel material más duro dejará una marca en el que no lo es.

estados de LA MATERIa

1. Relaciona cada término de la columna A con las definiciones de la columna B.

	A – Cambio de estado	B – Definición
1	Evaporación	Consiste en el paso de un sólido al estado líquido por medio del aumento de la temperatura hasta alcanzar el “punto de fusión” de dicho sólido.
2	Sublimación	Es el cambio del estado líquido al gaseoso. Se produce por el calentamiento del material. Al agregar calor, las moléculas se mueven hasta que se separan del líquido y forman el gas.
3	Ionización	Ocurre de manera contraria a la fusión, es decir, se produce por un descenso en la temperatura de un líquido hasta que éste alcanza su punto de congelación.
4	Condensación	Es el paso de una sustancia en estado gaseoso al estado sólido sin pasar por el líquido. El ejemplo más relevante es la formación de la nieve o escarcha.
5	Sublimación inversa	Parte de la fase plasmática al anular la carga de las partículas para así obtener finalmente el gas.
6	Solidificación	Es la conversión de átomos en iones para convertirse en un conductor de la electricidad.
7	Des ionización	Consiste en el paso de un sólido al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. El ejemplo más común es el que ocurre en el llamado “hielo seco”, que es dióxido de carbono en estado sólido. Éste se “esfuma” sin pasar por el estado líquido.
8	Fusión	Es el paso del estado gaseoso al estado líquido. Se produce por el enfriamiento o la compresión del gas, las moléculas pierden velocidad de movimiento y al entrar en contacto unas con otras quedan unidas para formar una masa líquida.

2. Explica con tus propias palabras por qué es importante conocer los estados de la materia.

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instrumentos y escalas de medición

1. Completa el siguiente cuadro de sistemas de unidades.

Magnitud	Sistema Internacional	Sistema Cegesimal	Sistema anglosajón
Longitud
Masa
Tiempo
Superficie
Volumen
Fuerza

2. Menciona los instrumentos empleados para realizar las siguientes mediciones.

Magnitud	Instrumentos
Longitud
Masa
Tiempo
Superficie
Volumen
Fuerza
Intensidad de la corriente
Temperatura
Intensidad luminosa
Presión

clasificación y utilización de materiales

1. Menciona cuatro materiales de distinto origen y explica para qué se utilizan en la vida cotidiana.

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2. Investiga cuáles son los cinco materiales más costos y por qué.

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materiales de riesgo para el ambiente

1. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F). Justifica tu respuesta en los casos falsos.

El mercurio es un elemento presente en la corteza terrestre. Al aumentar su concentración es inocuo para los seres humanos. ( )

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La contaminación natural es la que ocurre como consecuencia de las actividades realizadas por el hombre, por ejemplo el uso de fertilizantes, los derrames petroleros y la quema indiscriminada de arboles. ( )

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El efecto invernadero es causado por la interacción entre la energía del Sol y los gases de efecto invernadero en la atmósfera de la Tierra. ( )

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El desarrollo sustentable se refiere al proceso integral que conjuga a la sociedad, la economía y al planeta Tierra con su naturaleza. ( )

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Paul Hermann Müller fue conocido por contribuir a la conciencia ambiental e impulsar la prohibición del DDT y otros pesticidas. ( )

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Los gases que contrarrestan el efecto invernadero son los siguientes: el vapor de agua, el dióxido de carbono (CO₂), el metano (CH₄), los óxidos de nitrógeno (NO_x), el ozono (O₃) y los clorofluorocarbonos (CFC). ( )

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2. Marca con una equis (x) los contaminantes artificiales.

( ) Incendio forestal.

( ) Vertederos de basura.

( ) Animales muertos.

( ) Radiación.

( ) Erupción volcanica.

( ) Minerales en el agua.

( ) Fertilzantes.

( ) Derrames de petroleo.

( ) Gases de efecto invernadero.

3. ¿Conoces algún lugar muy contaminado en tu país? ¿Cómo piensas que puede solucionarse este problema particular?

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¿POR QUÉ ES IMPORTANTE LA BIODIVERSIDAD?

La biodiversidad le da vida a la Tierra, y cada extinción provoca un desequilibrio que a futuro afectará a en mayor o menor medida a todos los organismos que habitan el planeta. Los biólogos estiman que la extinción de especies se ha elevado entre 500 y 1.000 veces en comparación a la tasa natural.

La biodiversidad se define como el conjunto de elementos vivos del planeta.

RIQUEZA Y ABUNDANCIA

Para medir la biodiversidad, los ecólogos toman en cuenta tanto el número de especies como el número de individuos que conforman cada una, es decir, la riqueza y la abundancia.

Se conoce como riqueza al número de individuos que habitan en una determinada comunidad.

¿Qué comunidad es más rica?

La comunidad más rica es aquella que tenga un mayor número de especies, por ejemplo, si durante un estudio se encuentra que una comunidad específica tiene 30 especies pero otra tiene 300 especies, la segunda tendría una mayor riqueza.

Por otro lado, se define como abundancia al número de individuos de una especie. Por más sencilla que sea esta medición, siempre debe tomarse en cuenta ya que no todas las especies son igual de abundantes.

Especies raras vs. especies abundantes

Especies raras: son aquellas que tienen una distribución restringida (menor a 50.000 km²) o una baja abundancia (menor a 10.000 individuos).

Especies abundantes: son aquellas que pueden tener amplio rango de distribución y una abundancia superior a los 10.000 individuos.

IMPORTANCIA DE LA BIODIVERSIDAD

La importancia de la biodiversidad se puede resumir en dos aspectos principales:

1.- Es el fruto de millones de años de evolución, razón por la cual su valor es irreemplazable.

2.- Permite el correcto funcionamiento de la vida en conjunto con el ambiente.

La biodiversidad es esencial para la vida, tanto para los seres humanos como para cualquier otro grupo de organismos. Provee alimento, oxígeno, energía, combustible e incluso medicamentos. La pérdida de la biodiversidad se traduce en el desequilibrio y disminución de todos estos beneficios y en la destrucción de lo que la naturaleza ha elaborado por millones de años.

Importancia ecológica

Correcto funcionamiento de los ciclos biogeoquímicos.
Correcto funcionamiento de las redes tróficas.
Ciclaje de nutrientes.
Protección de los suelos y recursos hídricos.
Estabilización de las condiciones ambientales.

En el ciclo del nitrógeno participan bacterias que hacen posible la fijación de este elemento, sin ellas, las plantas no podrían procesarlo.

Importancia económica

Fuente de alimento.
Elaboración de alimentos a base de algunos microorganismos, como por ejemplo las levaduras.
Atractivo turístico.
Elaboración de medicamentos y productos cosméticos.
Elaboración de combustibles.
Biorremediación.

¿Sabías qué?

Saccharomyces cerevisiae es una especie de hongo microscópicos de tipo levadura que se utiliza para la elaboración de pan, cerveza y vino.

CAUSAS Y CONSECUENCIAS DE LA PERDIDA DE BIODIVERSIDAD

Causas

La sobreexplotación de los ecosistemas, es decir, el uso descontrolado de los recursos naturales.
El uso de combustibles fósiles, los que a su vez incrementan los gases de efecto invernadero y contribuyen con el calentamiento global.
Transformación de los ecosistemas para la agricultura y ganadería, esto conlleva a la pérdida de hábitats.
La contaminación acuática, terrestre, aérea e incluso acústica de los ecosistemas.
La introducción de especies invasoras, las cuales desplazan a las especies nativas.
Los efectos del cambio climático, como por ejemplo, el aumento del nivel del mar.

¿Qué ocurre si aumenta el nivel del mar?

El aumento del nivel del mar se debe al derretimiento de los polos a causa del calentamiento global. Esto trae como consecuencia principal la entrada de una mayor cantidad de agua dulce al mar.

Consecuencias

La extinción de las especies, lo que trae serías consecuencias en los ecosistemas. Al desaparecer una especie se pierden con ella las funciones que cumplía, lo que a su vez desencadenaría la extinción de otras especies.
El desequilibrio provocado por la desaparición de ciertas especies podría generar la propagación de otras especies, incluso de plagas.
La desaparición de especies vegetales disminuye la purificación del aire.
El deterioro de la variabilidad genética.

SOLUCIONES PARA CONSERVAR LA BIODIVERSIDAD

No contribuir con el tráfico de fauna silvestre. Evitar comprar animales silvestres, por ejemplo, loros, guacamayos o monos, entre otros.
No extraer plantas de sus áreas naturales. Las plantas también pueden convertirse en especies invasoras y eliminar las nativas.
No liberar animales domésticos en zonas silvestres. Si sobreviven y tienen una alta capacidad competitiva, desplazarán a las especies nativas.
Nunca tocar los nidos de animales silvestres ni sus crías, esto puede llevar al abandono por los padres.
Evitar hacer fogatas en zonas naturales, un descuido provocaría un incendio.
Manejar con precaución en zonas naturales para evitar atropellar a algún ser vivo.
Comprar productos amigables con el ambiente, de empresas que desarrollen prácticas sustentables.

MATERIAL PARA EL DOCENTE

Artículo “Ecosistemas”

El siguiente artículo contiene información sobre los componentes de los ecosistemas.

VER

“Animales en extinción”

En este artículo encontrará las causas que provocan la extinción de especies, así como información sobre varios animales en peligro.

VER

Energía cinética y energía potencial

Un sistema posee energía si tiene la capacidad de hacer el trabajo. El trabajo desplaza la energía de un sistema a otro. Hay muchos tipos diferentes de energía que se dividen en dos formas principales: cinética y potencial. Aunque puede transformarse de un tipo a otro, la energía nunca puede ser creada o destruida.

	Energía cinética	Energía potencial
Se asocia con:	El movimiento.	La energía almacenada.
Depende de:	La masa del objeto y su velocidad.	La altura del cuerpo respecto a un sistema de referencia.
Se puede convertir en:	Energía potencial	Energía cinética
Unidad de medición	Joule (J)	Joule (J)
Formas de energía	Mecánica, térmica, eléctrica, radiante y sonora.	Mecánica, eléctrica e hidráulica.
Fórmula	E_k= ½ m. v²	E_Pg= m.g.h
Ejemplo	Cualquier tipo de movimiento.	La energía de un objeto ubicado a lo alto de una montaña con respecto a la base de la misma.