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Libro para el maestro
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SECUENCIA 20
Las transiciones de fase pueden explicarse a partir de la teoría cinética de la materia. Por ejemplo, si se
mantiene constante la presión y se incrementa la temperatura, aumentará directamente la energía cinética de
las moléculas que conforman el sistema y en consecuencia se debilitarán las fuerzas de cohesión. Este
debilitamiento va dando origen a los otros dos estados de agregación de la materia: líquido y gaseoso.
Por el contrario, si se incrementan las fuerzas de cohesión, se puede llevar un sistema de fase líquida o
gaseosa a la fase sólida; esto es, se producirá una condensación.
Actividad DOS
Describan
los cambios de estado de la materia a partir de una
representación gráfica. Para ello:
1. Con base en la gráfica
Temperatura contra energía
de la siguiente página:
a) Identifiquen cuánta energía en kilocalorías se le debe agregar a un
trozo de hielo a -20°
C
para que pase al estado líquido.
b) A qué temperaturas ocurren las siguientes transiciones de fase:
i. Hielo-agua líquida
ii. Agua líquida-vapor
Las moléculas de un gas se distribuyen o reparten por todo el espacio disponible, mientras que en un sólido permanecen unidas.
Condensar:
Convertir un vapor
en un líquido.
Licuar:
Convertir un
gas en un líquido.
Sabías que…
Cuando se produce una transición de fase, generalmente:
1. Se puede invertir. Por ejemplo, el aluminio se puede transformar
en líquido a cierta temperatura y luego retornar al estado sólido.
2. Ocurre una transferencia de energía, es decir la materia absorbe
o pierde energía.
3. Se conserva la masa. Por ejemplo, un kilo de hielo se transforma
en un kilo de agua.
Vínculo entre
Secuencias
Recuerda que
estudiaste las
fuerzas de cohesión y los estados
de agregación de la materia en la
Secuencia 17: ¿Cómo se organiza la
materia?
Vapor
Agua
Hielo
Recuerda que
estudiaste las
calorías en la
Secuencia 11:
¿Quién inventó la montaña rusa?
Sabías que…
En este caso, es importante que los alumnos
recuerden que se cumplen estas tres
condiciones en la mayoría de las transiciones
de fase que ellos conocen. Si lo considera
pertinente, vuelva a revisar los resultados de
la Actividad UNO.
Actividad DOS
El propósito de esta actividad
es que los
alumnos obtengan información acerca de un
ejemplo de transiciones de fase mediante la
interpretación de una gráfica.
2
En este caso los datos se presentan en
una gráfica de temperatura contra energía.
La energía que se grafica es aquella que se
necesita para elevar la temperatura del agua
desde los 0 °
C
hasta cualquier otra
temperatura. Se encuentran marcadas en la
gráfica las regiones para cada una de las
fases. La caloría es la energía necesaria para
aumentar la temperatura de un gramo de
agua, en un grado centígrado. Una
kilocaloría equivale a mil calorías.
Describan
los cambios de estado de
la materia a partir de una representa-
ción gráfica. Para ello:
1.
a)
RM
20 kilocalorías.
b) i.
RM
0 °
C
.
ii.
RM
100 °
C
.
Este vínculo permite recordar y
reafirmar el concepto de caloría como
unidad de energía.
Este vínculo permite recordar y
reafirmar el concepto de estado de
agregación, además de puntualizar que las
propiedades de la materia se pueden
describir utilizando la teoría cinética de
partículas. Estas partículas son moléculas y,
en esta secuencia, se profundiza sobre este
concepto.