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La materia y la energía - Coggle Diagram
La materia y la energía
¿Cómo clasificamos la materia?
Los estados de la materia
El hierro que utilizamos para hacer herramientas, el agua que bebemos y el oxígeno que respiramos son materia, pero se encuentran en estados diferentes.
La materia puede presentarse en tres estados distintos: sólido, líquido y gaseoso.
Normalmente, los distintos tipos de materia se encuentran en un estado determinado. El hierro en forma de sólido, el oxígeno en forma de gas, etc. El agua es un caso particular porque es habitual que la encontremos en los tres estados: el hielo es agua en estado sólido, bebemos agua en estado líquido y el vapor de agua es agua en estado gaseoso.
Las sustancias puras y las mezclas
El estado de la materia nos permite clasificarla en materia sólida, líquida o gaseosa. Otra forma de clasificar la materia es en sustancias puras y mezclas.
¿Puedo cambiar la materia?
La materia cambia continuamente y estos cambios pueden ser de dos tipos: químicos o físicos.
Los cambios químicos
En los cambios químicos, la materia cambia de aspecto y de composición y aparecen sustancias nuevas.
Por ejemplo, cuando algo se quema desaparecen las sustancias iniciales y aparecen cenizas.
Los cambios físicos
En los cambios físicos varían las propiedades de la materia, su dureza, transparencia, elasticidad...pero no su composición. Tras un cambio físico no aparecen sustancias nuevas.
Por ejemplo, cuando sacamos de la nevera la mantequilla, se ablanda y se vuelve casi líquida, pero no cambia de composición. Sigue siendo mantequilla.
Los cambios de estado
Los cambios físicos más habituales son los cambios de estado.
Los cambios de estado se producen cuando calentamos o enfriamos la materia.
Por ejemplo, cuando calentamos un cubito de hielo, el agua pasa de estado sólido a líquido por fusión. Si seguimos calentando el agua líquida pasa a estado gaseoso por evaporación.
Estos cambios también suceden en el otro sentido si enfriamos la materia. Si enfriamos vapor de agua, se transforma en agua líquida por condensación. Si seguimos enfriando el agua líquida se solidifica o congela formando hielo.
¿Qué producen los movimientos y los cambios?
La energía y sus formas
El mundo cambia continuamente a nuestro alrededor: El sol se mueve en el cielo, el viento agita las hojas, pasan vehículos, se enciende una luz, sale humo por una chimenea, se oye el canto de un pájaro... ¿Cómo puede la materia sufrir tantas transformaciones? La respuesta podría resumirse en una sola palabra: ¡energía!
La energía que tiene la materia es lo que le permite producir cambios.
También podríamos decir que la energía es lo que hace funcionar las cosas.
La energía se transforma
Los distintos tipos de energía se pueden transformar unos en otros. Los seres humanos aprovechamos estas transformaciones para transportar energía de unos lugares a otros y hacer funcionar nuestras máquinas e inventos.
Las fuentes de energía
Las fuentes de energía son los materiales o procesos de los que obtenemos energía.
Las fuentes de energía pueden ser renovables o no renovables.
Las fuentes renovables. Son aquellas que no se agotan, porque se regeneran rápidamente de manera natural, como la luz solar, el viento o la fuerza del agua en una cascada.
Las fuentes no renovables. Son aquellas que se regeneran tan despacio que pueden llegar a agotarse. Es lo que ocurre, por ejemplo, con los combustibles fósiles, como el carbón, el petróleo o el gas natural. Estas sustancias tardaron millones de años en formarse, pero las estamos consumiendo tan deprisa que cada vez son más escasas y más caras.
¿De qué están hechas las cosas que nos rodean?
Qué es la materia
La materia es lo que forma todo lo que existe a nuestro alrededor.
La materia puede presentarse bajo muchos aspectos diferentes: blanda, dura, deformable, con distintos colores... Pero toda la materia tiene dos propiedades que se pueden medir: la masa y el volumen.
La masa es la cantidad de materia que tiene una sustancia. Se mide con balanzas y se expresa en gramos (g) o en kilogramos (kg).
El volumen es el espacio que ocupa una sustancia. Se mide con recipientes graduados y se expresa en mililitros (mL) o litros (L).
Otras propiedades de la materia
Cada tipo de materia tiene unas propiedades particulares que permiten diferenciar un tipo de materia de otro.
Algunas de las propiedades específicas de los materiales son el color, la transparencia, la resistencia, la plasticidad, la elasticidad, la conductividad, la flotabilidad...
El calor: una transferencia de energía
¿Qué es el calor?
A través del tacto, las personas podemos percibir la temperatura a la que se encuentran las superficies que tocamos. Cuando entramos en contacto con un objeto que está a menor temperatura que nuestra piel, notamos frío. Cuando tocamos algo que tiene mayor temperatura que nuestra piel, notamos calor.
Esto sucede porque el calor pasa continuamente de unos objetos a otros y siempre lo hace de los objetos que están más calientes (es decir, que tienen mayor temperatura) a los objetos que están más fríos (es decir, que tienen menor temperatura).
El calor es la energía térmica que pasa de unos objetos a otros que están a una temperatura más baja.
Esta transmisión de calor de un objeto a otro continúa hasta que los dos objetos han igualado su temperatura.
Los efectos del calor
Cuando un objeto intercambia calor se producen diversos cambios. Entre ellos están:
Los cambios de temperatura. Un objeto se calienta si recibe calor de otro; y se enfría cuando cede calor a otro objeto.
Los cambios de estado (que ya se han estudiado en apartados anteriores).
Las dilataciones. Cuando se calientan, algunos objetos aumentan su volumen y ocupan más espacio. El caso del agua es especial, ya que el hielo ocupa más espacio que el agua líquida.