PLANIFICACIÓN CIENCIAS NB6UNIDAD 1: CAMBIO Y CONSERVACIÓN EN PROCESOS NATURALES En esta unidad se analizan cambios que tienen lugar en el mundo circundante y que afectan a propiedades físicas de los cuerpos. CONTENIDOS: Determinación experimental de la curva temperatura-tiempo para procesos que incluyen cambios de estado. Interpretación en términos de transferencia de energía, de la meseta que se forma en dicho gráfico durante el cambio de estado. ✔ Transferencia de energía vinculada a los cambios de estado: necesidad de un aporte de energía en procesos de fusión, evaporación y ebullición. ✔ Cambios reversibles e irreversibles en la naturaleza. Conservación y degradación de la energía en fenómenos naturales. ✔ APRENDIZAJES ESPERADOS 1. Describen y explican, en situaciones experimentales, los cambios de estado de la materia en términos de transferencia de energía y conservación de la masa. 2. Interpretan los cambios de estado en términos de la ley de conservación de la masa y de la ley de conservación de la energía. 3. Reconocen formas de degradación de la energía que tienen lugar en procesos de transformación de energía. 4. Manejan nociones básicas de proceso reversible y proceso irreversible. ACTIVIDADES GENÉRICAS el ciclo del agua. cambios en los alimentos durante la digestión. Formula preguntas como las siguientes: ¿A qué temperatura ebulle el agua? ¿Qué sucederá con la temperatura del agua si se sigue calentando? ¿La temperatura del agua aumentará indefinidamente? Predicen el resultado y planifican la actividad que permitirá poner a prueba su predicción. b. entre otros. El docente motiva la unidad estimulando a los estudiantes a que reconozcan cambios que ocurren en la naturaleza: ciclos de vida. Discuten respecto a las condiciones ambientales en que éstos se producen. 1 . Con la ayuda del docente. hacen un listado de los cambios de estado en la naturaleza que conocen. se requiere de transferencia de energía (ganancia o pérdida de calor). En trabajo grupal. deducen que para que éstos se presenten. GENÉRICAS Reconocen cambios en la naturaleza e identifican entre ellos los cambios de estado e infieren que éstos requieren transferencias de energía para que se produzcan. El docente plantea la interrogante respecto a qué ocurrirá con el agua y con su temperatura si se le somete a la acción de una fuente de calor. EJEMPLOS DE ACTIVIDADES a. c. transformaciones de sustancias químicas en la fotosíntesis.Nº ACT. El docente informa que los cambios de estado son un tipo de cambio físico. " Temperatura de condensación de sustancias que a temperatura ambiente se encuentran en estado gaseoso. c. Sistematizan los diferentes resultados experimentales obtenidos en una pequeña tabla de resumen. Temperatura (ºC) 2 . arman un montaje similar al de la figura 1 y miden cada 30 segundos la temperatura indicada por el termómetro hasta unos 3 a 4 minutos después de iniciada la ebullición.Nº ACT. Ordenan los valores en una tabla y los llevan a un gráfico de temperatura en función del tiempo. " al hecho de que. GENÉRICAS Investigan experimentalment e las variaciones que sufre la temperatura en diversos cambios de estado. Organizan la información recopilada en tablas y gráficos que exhiben en la sala. conviene que diferentes grupos trabajen con diferentes cantidades de agua. " a la influencia de la cantidad de agua sobre la rapidez con que se eleva la temperatura antes de la ebullición. (Ver indicaciones al docente en relación con la fuente de calor a emplear). d. " el valor máximo que alcanza la temperatura. Otros grupos preparan y realizan un experimento similar para estudiar los procesos de solidificación y de fusión de parafina sólida o de cera de abejas. Diferentes grupos de estudiantes recopilan información acerca de la temperatura a que se produce el cambio de estado de distintas sustancias. Comparando los resultados de los diferentes grupos. la temperatura se mantiene constante a pesar de que el calentador continúa entregando energía al agua. " Temperatura de ebullición de sustancias líquidas de uso corriente. Por ejemplo: " Temperatura de fusión de metales y aleaciones de uso corriente.Para lograr una visión más amplia. después de iniciada la ebullición. Uno o dos grupos de estudiantes preparan y llevan a cabo un experimento destinado a establecer la curva temperatura en función del tiempo para los procesos de solidificación de agua y de fusión de hielo. y sobre la temperatura final alcanzada. Presentan los resultados ante el curso y discuten los rasgos más relevantes de las curvas encontradas. b. Con el fin de estudiar los cambios que experimenta la temperatura del agua al ser calentada. ubicando el tiempo en el eje horizontal. EJEMPLOS DE ACTIVIDADES a. extraen conclusiones relativas: " al aumento inicial y a la posterior estabilización de la temperatura. c. analizan e interpretan un diagrama. b. y a otras sustancias. necesidades de energía en procesos industriales de fundición. GENÉRICAS Analizan las transferencias de energía que tienen lugar en los procesos de cambios de estado. etc. d. uso de hielo para refrigerar bebidas. En relación con el comportamiento del agua al calentarla. ebullición condensación. concluyen que se requiere energía para evaporar agua. Indagan acerca de diferentes aplicaciones y consecuencias prácticas de los intercambios de energía que tienen lugar durante los procesos de cambios de estado: papel de la transpiración en la regulación de la temperatura corporal. 3 . Construyen un diagrama similar para representar lo que sucede una vez que empieza la ebullición. A partir de estos hechos. Indagan acerca del rol de la ebullición y la refrigeración en la conservación de alimentos. Se informan acerca de la posibilidad de generalizar esta conclusión a los otros cambios de estado: fusión solidificación. y con un eventual apoyo del docente. EJEMPLOS DE ACTIVIDADES a.Nº ACT. Con la eventual ayuda del docente. ¿Se mantendrá constante? ¿Variará? ¿Qué evidencias se tiene en uno o en otro sentido? b. los alumnos y alumnas miden en una balanza la masa de una bolsa de plástico con hielo picado dentro de ella. discuten el significado de la ley de conservación de la masa. cuidando de amarrarla bien para que el agua no fluya al fundirse el hielo. discuten su campo de validez y la aplican en casos concretos. Sistematizan los resultados obtenidos en los experimentos anteriores. Con el objeto de estudiar el cambio de estado y conservación de la masa de una sustancia. formulan una ley de conservación de la masa y establecen que una condición necesaria para que se cumpla es que no se produzca ingreso ni egreso de materia al sistema en estudio. la masa de la mezcla es igual a la suma de las masas de los componentes. En un vaso con agua caliente introducen la bolsa y al fundirse totalmente el hielo miden la masa del conjunto bolsa-agua en la balanza. establecen que en todos ellos se cumple. " Si la masa total se mantiene constante cuando agua es absorbida por arroz o porotos al dejarlos remojando durante algunas horas. miden la variación de masa que experimenta al secarse y proponen interpretaciones que expliquen esta variación de masa. Predicen y verifican 4 . Con la ayuda del docente. dentro de la incerteza propia de cada experimento. e. Los estudiantes pueden generalizar para los diferentes cambios de estado del agua y para otras sustancias como la parafina sólida o cera de abeja. Discuten acerca de las condiciones bajo las cuales debería cumplirse esta relación. la relación: masa total al comienzo = masa total al final f. Interpretan situaciones cotidianas y experimentales a la luz de la ley de conservación de la masa. " Introducen un objeto en agua. GENÉRICAS Analizando experimentalment e diferentes situaciones. d. Con el fin de analizar la constancia de la masa en otros procesos físicos. c. grupos de estudiantes diseñan y realizan experimentos destinados a determinar: " Si al disolver sal o azúcar en agua. Discuten acerca de las modificaciones que deberían hacerse a la relación anterior en los casos en que se produzca ingreso o egreso de materia al sistema. formulan una relación del tipo: masa final = masa inicial + masa que ingresa masa final = masa inicial . Por ejemplo: " Predicen y verifican (si se cuenta con una balanza adecuada) las variaciones que experimenta la masa de una persona a lo largo del día.Nº ACT. EJEMPLOS DE ACTIVIDADES a. " Exponen al sol o dejan al aire un trozo de tela empapada en agua. " Proponen interpretaciones que expliquen el aumento de masa que experimenta un niño o niña a lo largo de su infancia. El docente motiva a los estudiantes a predecir qué ocurrirá con la masa de las sustancias que experimentan cambios. y con un eventual apoyo del docente.masa que egresa h. g. Comparan resultados y concluyen en relación al cambio de estado del agua y la conservación de la masa total antes y después del cambio de estado. y analizan los alcances que tiene esta distinción en la búsqueda de formas de desarrollo sustentable. Grupos de estudiantes se informan acerca del estudio de la energía y sus máximos exponentes a lo largo de la historia.Nº ACT. 5 . aquellos que se proponen en el programa de Sexto Año Básico). EJEMPLOS DE ACTIVIDADES a. " La necesidad de ingerir alimentos. Analizan diferentes situaciones cotidianas en términos de los intercambios de energía: " El calentamiento y ebullición de agua. b. Sistematizan y exponen la información obtenida. Analizan las diferentes situaciones planteadas y diversos procesos en los que se evidencia intercambio de energía y concluyen que la energía se conserva. " El funcionamiento de un motor y de un generador eléctrico. c. GENÉRICAS Indagan en diferentes fuentes acerca de aplicaciones y proyecciones de la ley de conservación de la energía. pérdidas o ahorro de energía. (Ver. Otros grupos analizan el significado que debería atribuirse a expresiones como: generación . " El enfriamiento de una bebida con cubos de hielo. Otros grupos recuerdan y resumen los aspectos tratados en 7º Año Básico en el subsector Educación Tecnológica acerca las energías renovables y energías no renovables. d. por ejemplo. En discusiones colectivas. actualizan sus conocimientos acerca de los tipos de energía y acerca de los ejemplos planteados y cotidianos de transformación de un tipo de energía en otro. Nº ACT. reconocen a la energía solar. Por ejemplo: " Un vaso con agua se calienta al sol. (Energía solar se convierte en energía química. pues parte de la energía solar se transforma en energía térmica al elevar la temperatura de la hoja). es menos utilizable en procesos industriales o cotidianos.) " En una hoja de árbol se produce fotosíntesis. asimismo. por lo tanto. GENÉRICAS Analizan y discuten situaciones naturales y cotidianas en las que se evidencian procesos de degradación de la energía. Analizan situaciones cotidianas en términos de la conservación y la degradación de la energía. La energía total se conserva pero ha tenido lugar una degradación de la energía. Establecen que en gran parte de los procesos cotidianos o industriales las pérdidas de energía están asociadas a la disipación de calor. EJEMPLOS DE ACTIVIDADES a. la energía eléctrica y la energía química como formas de energía que pueden ser transformadas fácilmente en otros tipos de energía. lo que implica una forma de degradación de energía. Con eventual apoyo del docente. c. Reconocen. pero hay una cierta degradación. b. pues en esta última forma la energía es más difícil de transformar y. Denominan degradación de la energía al proceso en que una transformación de energía implica el paso de un tipo cualquiera de energía a energía térmica. (Energía solar se convierte en energía térmica. Una pequeña parte de esta energía se disipa en forma de calor. a la energía térmica como una forma de energía que no siempre resulta fácil de transformar en otro tipo de energía. " En un péndulo en movimiento tiene lugar un continuo cambio de energía potencial en energía cinética y viceversa. 6 . La energía total se conserva. en el pasado. ﾁ œ Capacidad para interpretar datos y resultados obtenidos. 1988. Señalan. pero un vaso roto en el suelo es un estado desordenado. Capacidad de llevar a cabo la recolección de datos en una forma adecuada a la situación. en el futuro. Se prestará especial atención a los siguientes aspectos: Claridad acerca de los propósitos de un experimento. Usted puede decir que la película está siendo proyectada hacia atrás. Imagine un vaso de agua que se cae de una mesa y se rompe en mil pedazos en el suelo. EJEMPLOS DE ACTIVIDADES a. porque este tipo de comportamiento nunca se observa en la vida ordinaria.Nº ACT. b. Si se observase. Responsabilidad en relación a medidas de seguridad ante eventuales riesgos. Se puede ir desde el vaso entero sobre la mesa. Pero no al revés. en cada caso. Si usted lo filma. ﾁ œ Habilidad para la manipulación de instrumentos de medida y medición de magnitudes. ﾁ œ Capacidad en el uso de tablas y representación gráfica de variables. hasta el vaso roto en el suelo. Habilidad para construir el montaje experimental. Historia del tiempo.. Capacidad para comunicar los resultados en forma clara. ﾁ œ Claridad para reconocer las variables que intervienen en una actividad experimental. hay una gran diferencia entre las direcciones hacia adelante y hacia atrás. Un vaso intacto encima de una mesa representa un orden relativamente elevado. Comentan un texto como el siguiente: En el tiempo real en la vida ordinaria. con la disolución de azúcar en agua. Buenos Aires: Editorial Crítica) Comentan acerca de la posibilidad de calificar la caída y rotura del vaso como un proceso irreversible . Si la proyecta hacia atrás. Comparan este proceso con la fusión del hielo y la solidificación del agua. Capacidad para organizar e interpretar los resultados obtenidos. GENÉRICAS Discuten en una aproximación intuitiva las nociones de procesos reversibles e irreversibles. Capacidad para trabajar en grupo. puede decir fácilmente si la película está siendo proyectada hacia adelante o hacia atrás. recalcando adecuadamente lo importante. 7 CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN: Las actividades propuestas permiten evaluar en forma bastante directa el desempeño de los estudiantes. irreversible . (Hawking. verá los pedazos repentinamente unirse en el suelo y saltar hacia arriba para formar un vaso entero sobre la mesa. los fabricantes de vajilla perderían su negocio. Mencionan diferentes situaciones a las que aplicarían los calificativos de reversible . S. ﾁœ ﾁœ ﾁœ ﾁœ ﾁœ ﾁœ ﾁœ . las consecuencias de tener uno u otro de estos atributos.