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Estados de Materia

Planes de Lecciones de Oliver Smith

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Planes de Lección de Estados de Materia


La materia puede ser descrita como cualquier cosa que ocupa espacio en nuestro universo. Estamos hechos de materia y siempre estamos rodeados de materia. Toda la materia está hecha de pequeñas partículas llamadas átomos, que se organizan en la tabla periódica. Presentar a los estudiantes los diferentes tipos de partículas y cómo se organizan ayudará a los estudiantes a comprender por qué las cosas se ven diferentes (agua en comparación con los sólidos) y qué pueden hacer los diferentes tipos de materia. A través de actividades visuales divertidas, los estudiantes dominarán los conceptos básicos de poder describir el universo que nos rodea.

Actividades Estudiantiles para Estados de Materia incluyen:



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Estado de la información de fondo de la materia

La materia viene en tres estados: sólido , líquido o gaseoso . Las actividades en este plan de lección usan el modelo de bola simple de partículas para explicar moléculas más complicadas con el fin de proporcionar a los estudiantes una base sólida de comprensión. Una "partícula" de agua en realidad está formada por tres átomos, pero tratarla como una sola partícula hace que sea más fácil de entender cuando se describe la disposición de las moléculas. Es importante que los estudiantes puedan definir una sustancia pura como una sustancia que está hecha de un tipo de átomo o molécula.

Agregar energía térmica a un sistema de partículas aumenta la energía cinética promedio. Una disminución en la energía cinética puede reducir la temperatura de un sistema o cambiar el estado de un sistema de un gas a un líquido o de un líquido a un sólido.

En un sólido, las partículas están dispuestas en un patrón regular y están muy juntas. No pueden moverse entre sí, pero pueden vibrar alrededor de un punto fijo. De los tres estados, las partículas en sólidos tienen la energía cinética más baja. A medida que las partículas obtienen más energía térmica (a menudo, al ser calentadas), vibran más. Se convierte en un punto en el que las partículas tienen suficiente energía para moverse entre sí. La cantidad de energía cinética necesaria para convertir un sólido en un líquido depende de la composición del sólido y su "punto de fusión". Describimos este estado como líquido.

En un líquido, las partículas todavía están muy juntas, pero tienen una disposición aleatoria. Todavía vibran, pero pueden moverse una sobre la otra, permitiendo que los líquidos fluyan. La capacidad de las partículas para moverse también es la razón por la cual los líquidos llenarán la forma del contenedor en el que se encuentren. Si calentamos estas partículas aún más, los enlaces entre las partículas se rompen y se convierten en gas.

La disposición de partículas para los gases es aleatoria y las partículas se dispersan. Vuelan alrededor, chocando entre sí y con los lados de sus contenedores. Hay mucho espacio entre las partículas, lo que significa que los gases se pueden comprimir. Cuanto más se comprimen, más chocan con su contenedor y entre sí. La colisión de partículas y otros materiales ejerce una fuerza conocida como presión .

La presión se ve afectada por diversos factores, como la temperatura del sistema, el número de partículas y el volumen del recipiente. La presión del sistema puede afectar el estado del asunto. Con una presión alta, se necesita más energía térmica para que las partículas cambien de una fase líquida a una fase gaseosa. Con una presión baja ocurre lo contrario; se necesita menos energía térmica para que las partículas cambien de una fase líquida a una fase gaseosa.

El ejemplo más comúnmente utilizado para enseñar a los estudiantes sobre los estados de la materia es H 2 O, o agua. Esta es una de las pocas sustancias que se pueden encontrar naturalmente en la Tierra en los tres estados. El agua tiene un punto de fusión a 0 ° C (32 ° F, 273.2 K) y tiene un punto de ebullición de 100 ° C (212 ° F y 373.2 K). El agua es más comúnmente utilizada porque los estudiantes tienen experiencia con los tres estados. El hielo, el agua y el vapor están hechos del mismo tipo de partícula, pero cada una de las sustancias se ve y se siente muy diferente. El agua es bastante extraña, sin embargo; El hielo es menos denso que el agua y el sólido flota sobre el líquido, una característica que no es típica de otras sustancias. Esta peculiaridad ha permitido a las criaturas vivas sobrevivir en el agua aislada por el hielo y ha permitido que la vida evolucione como lo ha hecho.

La forma en que se disponen las partículas de una sustancia determina las diferentes propiedades de un material. Por ejemplo, el diamante y el grafito están hechos de los mismos tipos de partículas, pero tienen propiedades completamente diferentes. Los diamantes son cristales duros y transparentes, mientras que el grafito es oscuro, brillante y puede conducir la electricidad. La forma en que se disponen sus partículas cambia sus características.


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