Bloque III. Las interacciones de la materia. Un modelo para describir lo que no percibimos.
PROPOSITOS
En este bloque se avanza en el estudio de las interacciones de la materia y se potencian las habilidades de los alumnos para representar fenómenos los cuales no son perceptibles a través de los sentidos. Lo anterior está directamente relacionado con la generación de imágenes y representaciones a través del análisis del modelo cinético molecular de la materia, a partir del estudio de fenómenos que sirven también como puente entre dos niveles de abstracción: el macroscópico y el microscópico. Con el estudio de ellos, los estudiantes podrán elaborar, en un segundo momento, otro tipo de interpretaciones de fenómenos no mecánicos, como los asociados al calor. Los propósitos son, que los alumnos:
1. Construyan explicaciones sencillas de procesos o fenómenos macroscópicos como los asociados al calor, la presión o los cambios de estado, utilizando el modelo cinético corpuscular.
2. Comprendan el papel de los modelos en las explicaciones de los fenómenos físicos, así como sus ventajas y limitaciones.
3. Reconozcan las dificultades que se encontraron en el desarrollo histórico del modelo cinético.
4. Apliquen e integren habilidades, actitudes y valores durante el desarrollo de proyectos enfatizando el diseño y la elaboración de dispositivos y experimentos que les permita explicar y predecir algunos fenómenos del entorno relacionados con los conceptos de calor, temperatura y presión.
5. Reflexionen acerca de los desarrollos tecnológicos y sus implicaciones ambientales y sociales.
CONTENIDOS
APRENDIZAJES ESPERADOS
1. LA DIVERSIDAD DE LOS OBJETOS
1.1. Características de la materia. ¿Qué percibimos de las cosas?
● Experiencias alrededor de algunas características de la materia: sus estados de agregación.
● Noción de materia.
● Propiedades generales de la materia y su medición.
● Experimenta para identificar algunas características y comportamientos de la materia.
● Realiza mediciones de algunas propiedades generales de la materia en diferentes estados y utiliza las unidades de medición del Sistema Internacional (SI).
1.2. ¿Para qué sirven los modelos?
● Los modelos y las ideas que representan.
● El papel de los modelos en la ciencia.
Identifica y caracteriza los modelos como una parte fundamental del conocimiento científico.
● Reconoce que un modelo es una representación imaginaria y arbitraria de objetos y procesos que incluye reglas de funcionamiento y no la realidad misma.
● Interpreta y analiza la información que contienen distintos modelos de fenómenos y procesos.
2. Lo que no percibimos de la materia
2.1. ¿Un modelo para describir la materia?
● Experiencias alrededor de la estructura de la materia.
● Las ideas de Aristóteles y Newton sobre la estructura de la materia.
● Construye modelos de la estructura de la materia y prueba la capacidad de explicar y predecir las propiedades generales de la materia.
● Analiza algunas de las ideas relacionadas con la composición de la materia que se han propuesto en la historia de la humanidad y las compara con las ideas propias.
2.2. La construcción de un modelo para explicar la materia.
● Desarrollo histórico del modelo cinético de partículas de la materia: de Newton a Boltzmann.
● Aspectos básicos del modelo cinético de partículas.
● Volumen, masa, densidad y estados físicos interpretados con el modelo cinético de partículas.
● Identifica los cambios a lo largo de la historia del modelo cinético de partículas y los asocia con el carácter inacabado de la ciencia.
● Valora la contribución desde Newton a Boltzmann para llegar a la construcción del modelo cinético.
● Describe los aspectos que conforman el modelo cinético de partículas y explica el papel que desempeña la velocidad de las partículas en el modelo cinético.
● Compara y explica el comportamiento y propiedades de la materia en sus distintos estados de agregación a partir de los aspectos del modelo de partículas.
3. Cómo cambia el estado de la materia
3.1. Calor y temperatura, ¿son lo mismo?
● Experiencias cotidianas alrededor del calor y la temperatura.
● Explicación de la temperatura en términos del modelo cinético; la medición de la temperatura.
● Explicación del calor en términos del modelo cinético. La energía térmica.
● Diferencias entre calor y temperatura.
● Transformaciones entre calor y otras formas de energía.
● Principio de conservación de la energía.
● Realiza experimentos de medición de temperatura en diferentes materiales.
● Explica el concepto de temperatura como manifestación de la energía cinética y de los choques entre las partículas del modelo cinético.
● Explica el concepto de calor como transferencia de
energía térmica entre dos cuerpos debida a su diferencia de temperatura utilizando el modelo cinético corpuscular de la materia.
● Explica algunos fenómenos de transferencia de calor
con base en el modelo de partículas y los resultados obtenidos a través de la experimentación.
● Establece la diferencia entre los conceptos de calor y temperatura.
● Describe y analiza cadenas de transformación de la energía en las que interviene la energía calorífica.
● Identifica las relaciones que implican la conservación
de la energía en su forma algebraica y la utiliza en la descripción de la transferencia de calor.
3.2. El modelo de partículas y la presión.
● Experiencias alrededor de la presión.
● Relación de la presión con las colisiones de partículas.
● Presión y fuerza, dos conceptos diferentes.
● Presión en líquidos y gases.
Principio de Pascal.
● Relaciona fenómenos cotidianos con el comportamiento de los gases de acuerdo con el modelo de partículas.
● Explica el concepto de presión en fluidos en función del modelo de partículas.
● Realiza mediciones de la presión de un objeto dentro
de un líquido y explica los resultados con el principio de Pascal.
● Establece la diferencia entre los conceptos de fuerza y presión.
● Relaciona el principio de Pascal con en el modelo
cinético y lo utiliza para explicar fenómenos cotidianos
y el funcionamiento de algunos aparatos.
3.3. ¿Qué sucede en los sólidos, los líquidos y los gases cuando varía su temperatura y la presión ejercida sobre ellos?
● Experiencias alrededor de algunos cambios en el estado de agregación de la materia.
● Cambios de estado de agregación de la materia.
● Representación gráfica de los cambios de estado.
● Describe los cambios de estado de la materia en términos de la transferencia de calor y los explica con base en el modelo cinético.
● Interpreta los cambios de estado o de fase en la materia a partir de una gráfica presión-temperatura.
● Explica algunos fenómenos cotidianos en términos de las relaciones entre la presión y la temperatura.
4. Proyectos de integración y aplicación. Investigar: imaginar, diseñar y experimentar para explicar o
innovar (temas y preguntas opcionales)
¿Cómo se predice el estado del clima?
(Ámbitos de la tecnología y del ambiente y la salud).
¿Cómo funciona el submarino? (Ámbitos de la vida y de la tecnología).
● Explica los fenómenos y procesos naturales con base en el modelo de partículas o los conceptos estudiados.
● Selecciona y analiza información de diferentes medios para apoyar la investigación.
● Construye un dispositivo y evalúa de manera crítica las formas de mejorarlo.
● Comunica los resultados obtenidos en los proyectos por medios escritos, orales y gráficos.
● Reconoce el papel predictivo de la ciencia y sus alcances, por ejemplo, a partir de explicar, de manera sencilla, la relación entre los fenómenos climáticos, la presión y temperatura de la atmósfera.
● Analiza y valora la importancia, las ventajas y los riesgos en el uso de aplicaciones tecnológicas.
● Analiza explicaciones de algunos grupos culturales de México sobre los fenómenos y procesos estudiados y las valora de acuerdo al contexto social, cultural e histórico en el que surgen.
