Sesión 1

Actividad 2. Propiedades comunes a sólidos, líquidos y gases

Objetivos:

• Generalizar, a nivel macroscópico, los conceptos de sólido, líquido y gas.

• Considerar la dependencia del estado de agregación de sustancias cotidianas con la presión y la temperatura.

• Establecer diferencias, a nivel macroscópico, entre los estados sólido, líquido y gas, atendiendo a sus propiedades comunes: tener o no forma y volumen propio.

Desarrollo:

1º) El profesor se refiere a los ejemplos prototipos que hayan utilizado en la actividad anterior. A nivel macroscópico, explica el significado de agregación de la materia y los estados ordinarios (sólidos, líquidos y gases) y extraordinarias (plasma y condensado de Bose-Einstein), en función del rango de presión y temperatura a la que se encuentre la materia. Centra la atención en los estados de agregación ordinarios y en las propiedades comunes a cada estado (forma y volumen). También en cómo las condiciones de presión y temperatura hacen que la misma materia pueda presentarse en diferentes estados: ejemplo agua en la naturaleza. Preguntando a los alumnos, se identifican las tres sustancias que les muestra:

Sustancia	Estado	Masa	Volumen	Forma propia
Metal
Agua
Lodo

Observación:
Se puede explicar la agregación utilizando alguna analogía para ir entrenando mentalmente al alumno: la materia se puede juntar o separar, tener una alta o baja agregación (estar muy agregada significa estar muy junta) al igual que las personas cuando van a una manifestación se pueden poner muy juntas, regular o poco juntas; la manifestación no se ve igual, la materia tampoco se ve igual, depende que cómo esté de agregada vemos a un sólido, a un líquido o a un gas.

2º) El profesor se refiere a las sustancias que han causado problemas de identificación en la actividad anterior por no responder a prototipos. También a otros ejemplos de sólidos, líquidos y gases que no hayan sido utilizados en la actividad anterior (sólidos polvo: harina; sólidos blandos: gelatina, mantequilla; líquidos viscosos: miel, aceite; gases invisibles: monóxido carbono, butano...). El profesor aclara que cuando se analizan las diferencias entre sólidos, líquidos y gases por sus propiedades comunes (tener o no tener forma y volumen propios) no siempre es fácil reconocer de qué se trata. Pide a los alumnos que individualmente piensen a qué categoría pertenecen las sustancias que ha seleccionado y puesto dentro de los recipientes (aceite de oliva, bola de hierro, aire, limadura de hierro, alcohol, azúcar, óxido de nitrógeno, miel). Después, en grupo, que discutan sus ideas y completen la tabla.

Sustancia	Sólido	Líquido	Gas	Porque ….
Aceite oliva
Bola de hierro
Aire
Limaduras de hierro
Alcohol
Azúcar
Óxidos de nitrógeno
Miel

Observación:
En las dos situaciones anteriores, sería conveniente llevar todas las sustancias dentro de recipientes cerrados, justificado para de limitar visualmente los límites del sistema material que estudiamos. Hay que preparar los materiales antes de la clase, especialmente, el yodo y los óxidos de nitrógeno. Se pueden utilizar esos o algún otro de los materiales señalados: añadiría algún polvo como arena o harina. Otra opción es preparar sólo los no conocidos.

3º) El profesor cierra la actividad poniendo en común las respuestas de los distintos grupos. Destaca la diversidad dentro de sólidos, dentro de los líquidos y de los gases, en función de la forma y el volumen que tengan; también cómo una misma sustancia (agua, mantequilla, yodo…) puede tener una agregación diferente, en función de la temperatura y presión.

Observación:
La diferencia entre prototipos y no prototipos puede servir para explicar que la ciencia construye una realidad a través de sus teorías conceptos, por eso hablamos de la perspectiva de la ciencia. Puede ser un anticipo conveniente para cuando entremos en el nivel microscópico porque los alumnos interpretan lo modelos como realidades tangibles u ocultas pero reales.
Con los conceptos de sólido, líquido y gas pretendemos describir e interpretar la realidad pero no siempre es fácil pues la realidad muy a menudo no encaja como a nosotros nos gustaría. Las diferencias entre ejemplos no prototipos y prototipos en sólidos, líquidos o gases (como sólidos en polvo o muy blandos, líquidos muy viscosos que apenas fluyen, etc.) debe servir también para insistir en que la clasificación de la materia en los tres estados se hace atendiendo a criterios como la forma (fija o no) cuando no existen más interacción sobre ellos que la gravitacional, excluyendo, por tanto, la aplicación de otras fuerzas sobre ellos. Lo mismo para el hecho de que tengan o no volumen propio, sin la existencia de otras interacciones como el calor, presión, etc. En cualquier caso, la ciencia utiliza clasificaciones atendiendo a criterios que nos permiten ordenar los objetos o materiales en categorías, siempre que cumplan los criterios que las definen, por lo que podríamos encontrar algún sistema material, no cotidiano para el alumno, fuera de cualquiera de esas categorías.