CIENCIAS NATURALES 6° BÁSICO

Material elaborado por: Paulina Griño

CIENCIAS NATURALES 6° BÁSICO

MATERIAL DE APOYO PARA EL DOCENTE

LOS ESTADOS DE LA MATERIA

LOS ESTADOS DE LA MATERIA Ciencias Naturales 6º Básico

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1. DESCRIPCIÓN DE LA UNIDAD

Esta unidad trata los estados más comunes de la materia, sólido, líquido y gaseoso, y los

cambios de estados. Para introducir estos conceptos, la guía plantea en la primera guía de

actividades que las y los estudiantes observen y caractericen el estado sólido, líquido y

gaseoso. La segunda y tercera guía introduce los cambios de estados de la materia, a través

del estudio del agua y un helado de crema. Las y los estudiantes observarán estos cambios y,

al mismo tiempo, podrán desarrollar algunas habilidades de laboratorio, toma de datos y

planteamiento de conclusiones.

Es importante notar que, esta guía ofrece explicaciones desde la teoría corpuscular de la

materia; es decir, explica los estados de la materia a partir de la organización de las partículas

al interior de la materia. Sin embargo, no pretende profundizar conceptos relacionados con

la estructura de la materia. Al mismo tiempo, reconoce que estos tres estados de la materia:

sólido, líquido y gaseoso, son los estados de la materia más estudiados, pero que existen

otros tales como el cristal líquido, las emulsiones, el plasma, entre otros.

2. DURACIÓN APROXIMADA 4 semanas.

3. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

� Explicar, a partir de modelos, que la materia está formada por partículas en movimiento

en sus estados sólido, líquido y gaseoso.

� Demostrar, mediante la investigación experimental, los cambios de estado de la materia,

como fusión, evaporación, ebullición, condensación, solidificación y sublimación.

� Medir e interpretar la información obtenida al calentar y enfriar el agua, considerando las

transformaciones de un estado a otro.

4. RECOMENDACIONES METODOLÓGICAS

Esta unidad trata los estados físicos de la materia; sólido, líquido, y gas. Además, pretende

que las y los estudiantes observen experimentalmente cambios de estados, y reflexionen

acerca de las causas que llevan a que estos cambios ocurran.

Las y los estudiantes trabajarán con agua y helado para observar los estados físicos de la

materia. Para ello, también utilizarán material de laboratorio. En caso de no contar con éste,

cada experiencia propone una alternativa adecuada para el remplazo con otro material.

Además, cada guía de actividades procura desarrollar habilidades científicas, tales como la

formulación de preguntas, análisis de datos, formulación de conclusiones y explicaciones, y el

manejo de material de laboratorio.


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Para el adecuado desarrollo de estas guías de actividades, es necesario que el o la docente

motive el trabajo en grupo, y el uso de un cuaderno de ciencias en el que las alumnas y

alumnos escriban lo que ocurre en cada experiencia.

Cada guía de actividades tiene entre 3 y 4 experimentos sencillos, aunque se debe tener

mucha precaución al hacerlos, pues implican el trabajos con materiales calientes. Cada

experiencia comienza con una pregunta, indica los materiales que se deben utilizar, y el

procedimiento a seguir, los que a su vez incluyen preguntas y reflexiones. Al final de cada una

se explican los conceptos tratados de modo que se refuerza y formalizan las ideas de las y los

estudiantes. Motívelos a terminar cada experiencia antes de continuar a la siguiente.

Para todas las actividades, se sugiere que las y los estudiantes trabajen en grupos de 3 o 4

miembros. Esta estrategia pretende replicar cómo ocurre el desarrollo de nuevo

conocimiento al interior de un laboratorio científico. A pesar de que el trabajo de laboratorio

parece ser individual, los resultados obtenidos son sometidos a evaluación por pares y luego

son publicados en la comunidad científica. Mientras los estudiantes trabajan, asegúrese que

todas las opiniones están siendo consideradas, incluso aquellas que parecen equivocadas.

Asegúrese también, de reproducir un adecuado ambiente de trabajo para la totalidad de sus

estudiantes. Realice los cambios en los grupos de trabajo si así usted lo considera necesario,

de modo que cada individuo alcance su potencial completo de aprendizaje y se sienta segura

o seguro para formular opiniones.

De la misma forma, recomendamos utilizar un cuaderno de ciencias. Motive a sus

estudiantes a utilizarlo como un diario del laboratorio, en el que tienen que anotar la fecha,

qué guía están realizando, lo que hacen, sus observaciones, sus ideas, sus conclusiones,

hagan dibujos y/o diagramas del experimento, y cualquier otro evento relevante durante la

clase. Es importante notar, que el cuaderno es individual y no grupal; por ello, se espera que

cada estudiante cuente con un cuaderno. A la vez, este cuaderno puede ser utilizado para la

evaluación de la unidad, debido a que debería contar con las ideas previas, lo que realizaron

en clases, y luego las conclusiones de las experiencias, evidenciando el trabajo y el

aprendizaje desarrollado. Invite a sus estudiantes a realizar dibujos y/o esquemas, pues estos

facilitan visualizar qué ideas tienen los estudiantes respecto al tema que se está tratando.

En las últimas dos guías de esta unidad, las y los estudiantes estarán trabajando con

mecheros a gas y material que puede alcanzar altas temperatura. Para ellas recomendamos

que antes de comenzar la experiencia refuerce las medidas de seguridad con ellos. En

particular, refuerce la actitud de trabajar con tranquilidad y precaución, pero sin miedo. Los

focos de peligro más importantes de este laboratorio son el uso de quemadores de gas y

material a altas temperaturas. Recuerde a los estudiantes que deben manipularlos con

cuidado y que no caigan, lo que puede originar un incendio. Si en algún momento un

mechero se cae o genera una llama peligrosa, corte inmediatamente la fuente de gas para

detener la llama. Si es posible mantenga un extintor de incendios disponible siempre en

buenas condiciones en el laboratorio.


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5. MATERIAL DE AULA � GUÍA 1: ¿QUÉ PASA EN CADA ESTADO DE LA MATERIA?

Esta guía expone a las y los estudiantes a los estados físicos de la materia a través de la

observación dirigida de un trozo de hielo que se comienza a derretir, hasta que esté como

líquido. A partir de estas observaciones, las alumnas y alumnos deben caracterizar ambos

estados: sólido y líquido. Para comenzar, la guía propone una pregunta que permite centrar a

los estudiantes en las características de un sólido. A través de la pregunta ¿Cómo sé que algo

está en estado sólido? Las y los estudiantes podrán reflexionar acerca de las características

que nos permiten identificar a un sólido.

Para realizar esta actividad se debe contar con material de laboratorio en buen estado; sin

embargo, la guía presenta alternativas en caso de no tener este material. Entre ellos, la guía

pide utilizar una placa Petri, alternativamente se puede usar un platillo pequeño. Del mismo

modo, el vaso precipitado de 250 mL puede ser remplazado por un vaso de vidrio

transparente grande. Las y los estudiantes trabajarán con un trozo de hielo, asegúrese que

cada grupo cuente con al menos, dos cubos de hielo al inicio de esta actividad.

A continuación se encuentran el procedimiento de esta experiencia.

Actividad 1. Experimento: Una sustancia, dos estados

Procedimiento: 1. Antes de empezar, responde: ¿Cómo sé que algo está en estado sólido?

2. Observa detenidamente los hielos que están en la placa de Petri. Utiliza todos los

sentidos para realizar tu observación: ¿Qué color tiene? ¿Qué olor tiene? ¿Qué

temperatura tiene? ¿Cómo se siente el hielo al tocarlo con los dedos? ¿Qué textura

tiene?

3. Agrega los 150 mL de agua, en el vaso precipitado. Realiza las mismas observaciones al

vaso de agua líquida. Puedes realizar dibujos o diagramas de ambos, indicando

diferencias y similitudes.

4. Probablemente en este tiempo en el que han realizado las observaciones, el hielo ha

comenzado a cambiar. ¿Qué cambios puedes notar? ¿El agua líquida que sale del hielo

está inmóvil? ¿Cómo es esta agua?

5. Realiza una tabla que resuma las observaciones que estás realizando. En esta tabla

escribe las observaciones y dibuja diagramas para el hielo y el líquido. Te proponemos el

siguiente ejemplo de tabla:

Estado de la materia Dibujo o diagrama Observaciones

Sólido

Líquido


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Como mencionamos anteriormente, esta experiencia comienza con una pregunta. Asegúrese

que las y los estudiantes respondan esta pregunta desde su propia experiencia. Acepte todas

las respuestas, y por ahora, no califique las ideas como buenas o malas, invite a todos sus

estudiantes a responder y a que acepten las ideas de los demás.

La pregunta 2, dirige la observación de un cubo de hielo, invitando a los estudiantes a utilizar

sus sentidos en la observación de este. La idea es que utilicen estas preguntas para realizar

observaciones acerca del vaso con agua. Motívelos a realizar diagramas o dibujos del cubo de

hielo y del vaso con agua, a notar diferencias, y a registrar todas sus ideas y observaciones.

Algunas de las diferencias que pueden decir las y los estudiantes son “el hielo es duro” “el

vaso tiene agua” “el hielo está más helado”. Motive la discusión a través de preguntas como:

Entonces, ¿el hielo no tiene agua? ¿de qué está hecho el hielo? ¿qué temperatura piensas

que tiene el hielo? ¿qué temperatura piensas que tiene el agua? Si es necesario, pueden

medir la temperatura de ambos con un termómetro de laboratorio.

La pregunta 4 sugiere una diferencia fundamental entre un sólido y un líquido. Esta es la

energía de ambos estados que se manifiesta en el movimiento que somos capaces de

observar. Mientras un sólido es estático, es decir, si dejamos un trozo de hielo sobre la mesa,

este continua sobre la mesa, a menos que se derrita. Por el contrario, el agua escurre, se

adapta al espacio que la contenga.

Las y los estudiantes son invitados a evidenciar esta diferencia mientras observan cómo se

derrite el cubo de hielo. Es importante aceptar todas las ideas de las y los estudiantes, así

motivamos su propio descubrimiento. Pueden decir frases como “el hielo no tiene fuerza

para moverse”, “el agua tiene fuerza para moverse” “el agua escurre, el hielo no” “el hielo es

duro” “al hielo se le está saliendo el agua”. Para continuar y motivar la discusión, sugerimos

preguntas como: ¿Por qué el hielo tiene forma de cubo? ¿Qué forma tiene el agua? ¿Qué

ocurre si sacamos el agua del vaso y la ubicamos sobre la mesa? Este tipo de preguntas

guiarán a sus estudiantes en notar la diferencia entre un sólido y un líquido. El sólido tiene

una fuerte estructura interna que lo sostiene, mientras que el agua, a pesar de contar con

una estructura cristalina, esta es algo más débil, por lo tanto, se adapta a los recipiente que

la contiene o escurre.

Finalmente, las alumnas y alumnos deberán realizar una tabla que resuma todas estas

comparaciones que han estado observando. La guía ofrece un ejemplo para esta tabla, sin

embargo, motívelos a realizarla por ellos mismos. Esta tabla será utilizada a lo largo de esta

guía de actividades, deberán seguir trabajando en ella en la siguiente experiencia, y además,

deberán utilizarla en las dos últimas actividades.

La guía de actividades cuenta con una explicación al final de la experiencia que pretende

formalizar ideas y conceptos en torno a los sólidos y líquidos. En este caso, las y los

estudiantes podrán leer acerca de la diferencia entre ambos.


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En el segundo experimento, las alumnas y alumnos podrán observar una columna de vapor

de agua. Para ello, deberán hervir un poco de agua, en una tetera o bien, en un hervidor

eléctrico. Se pide extra precaución en la realización de este experimento, pues el agua estará

a aproximadamente 100 °C, por lo tanto, asegúrese que el hervidor o tetera se encuentra en

un lugar adecuado y seguro, y que sus estudiantes entienden las restricciones involucradas

en el trabajo con vapor de agua.

El estado gaseoso es uno de los estados de la materia con más energía. Así, un gas se mueve

por todas partes, escapa fácilmente de un recipiente, a menos que esté cerrado

herméticamente. En otras palabras, el estado gaseoso ocupa todo el espacio que tenga

disponible, a diferencia del estado sólido y del estado líquido. En este caso, las partículas que

se encuentran en un estado gaseoso están separadas una de la otra sin una estructura

definida como en el caso del sólido y del líquido. Las partículas se mueven libremente,

usando el espacio que tengan.

Se propone que las y los estudiantes hiervan el agua y observen la columna de vapor que sale

desde la tetera o hervidor eléctrico. Las preguntas que propone la guía son las siguientes:

Actividad 2. Experimento: La misma sustancia, un tercer estado.

Procedimiento: 1. Agrega el agua a la tetera o hervidor eléctrico, y enciéndelo para que el agua hierva al

interior de este.

2. Mientras esperan que el agua hierva, responde: ¿Cómo sé diferencia el vapor de agua,

de un vaso de agua líquida?

3. Cuando el agua haya hervido, notarás que sale desde la tetera un gas. ¿De qué color es

este gas? Al mismo tiempo, notarás que hay burbujas en el agua líquida al interior de la

tetera ¿a qué crees que se deben estas burbujas? Acércate un poco (con precaución) a la

tetera para observar el vapor de agua.

4. Realiza las mismas observaciones que hiciste para el hielo y el agua líquida. ¿Cómo se

ve? ¿tiene olor? Recuerda realizar estas observaciones con ¡CUIDADO! El vapor de agua

está muy caliente y puedes quemarte. Nunca toques directamente la columna de vapor.

Al mismo tiempo, no muevas la tetera de donde se encuentra y asegúrate que esta se

encuentre en un lugar seguro, donde nadie la mueva o pase a llevar.

5. Cómo pudiste observar, el vapor de agua sale desde la tetera: ¿Cómo describirías este

movimiento?

6. Haz una nueva fila en el cuadro comparativo que hiciste en la actividad anterior para

ingresar la nueva información obtenida.

7. Acerca la placa de Petri a la parte superior de la columna de vapor (siempre con mucho

cuidado), y luego de algunos segundos retírale y obsérvala. ¿Qué observas en la placa?

¿Cómo explicarías lo que observas?


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El objetivo de esta experiencia es que las y los estudiantes observen el vapor como una

columna que se mueve, de modo que, puedan diferenciar el gas del líquido y sólido. Por lo

tanto, en esta experiencia, no se explican cambios de estados. Recomendamos, no usar esta

actividad para tratar cambios de estados tales como la evaporación, o condensación, pues la

experiencia no está planteada con ese propósito.

La pregunta 2, inicia a los estudiantes en el estudio y diferenciación del gas con los demás

estados de la materia, que han estado revisando. Motívelos a responder esta pregunta desde

sus propias experiencias, recuerde aceptar todas las respuestas, aunque estas parezcan

equivocadas. La pregunta 3 y 4 orientan a sus estudiantes a hacer observaciones acerca de lo

que está ocurriendo; estas preguntas pretenden guiar estas observaciones. Estas

observaciones deben quedar registradas en la tabla que realizaron en la primera experiencia;

le punto 6 guía este procedimiento.

Finalmente, la guía propone que centren la atención en el movimiento de la columna de

vapor, como otra característica observable. Para ello, pide acerca una placa de Petri a la

columna, el vapor de agua se fijará en la placa, condesará rápidamente, por lo tanto, las y los

estudiantes observarán pequeñas gotas de agua en la placa. Las preguntas que formula guía

son: ¿qué observas en la placa?. Y ¿cómo explicarías lo que observas? Para ambas preguntas,

acepte todas las respuestas. Las y los estudiantes pueden decir: “aparecen gotas” “hay gotas

de agua”, “la placa atrapa el agua del vapor” “la placa atrapa el vapor”, etc.

A pesar de que estas preguntas están más orientadas al cambio de estado que se produce al

hacer que el vapor de agua choque con la placa; la explicación que ofrece la guía se enfoca a

notar que las gotas de agua (ya en estado líquido) tienen otro movimiento que el de la

columna de vapor. Mientras estas gotas escurren sobre la superficie de la placa, el vapor se

mueve hacia arriba y ocupa todo el espacio que tiene. Intente centrar la discusión en este

foco; sin embargo, acepte también aquellas explicaciones que involucran cambios de

estados. Al mismo tiempo, puede motivar la realización de la segunda guía de actividades

que trata cambios de estados, a partir de preguntas que nacen de este hecho.

La tercera y cuarta experiencias pretenden que las y los estudiantes comiencen a buscar

explicaciones a estos tres estados de la materia. ¿Cómo y por qué una misma sustancia,

como el agua, puede adoptar estos tres estados? Así, la tercera experiencia les pide

directamente que busquen explicaciones a las diferencias que observaron en los tres estados

de la materia. Para esta actividad, es necesario que las y los estudiantes trabajen con la tabla

que resume sus observaciones de los tres estados de la materia. Para profundizar en el

análisis de los resultados de la tercera experiencia proponen las siguientes preguntas:

Discusión: 1. Las conclusiones que sacamos anteriormente corresponden a una observación de un

fenómeno. Ahora, debemos encontrar una explicación a este comportamiento. Discute

junto a tu grupo y piensen posibles respuestas a las siguientes preguntas: ¿Qué es lo que

se mueve en las sustancias? ¿Cómo son las sustancias por dentro?


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2. ¿Qué hay adentro de una sustancia en estado sólido? ¿qué hay adentro de una sustancia

en estado líquido? ¿Qué hay adentro de una sustancia estado gaseoso? ¿Cómo imaginas

cada estado de la materia?

3. Preparen una explicación al comportamiento de los estados de la materia para compartir

junto al curso.

Estas preguntas pretenden ofrecer una guía para que sus estudiantes puedan formular

conclusiones a partir de lo que han observado. Recomendamos utilizar esta actividad para

formular conclusiones y formalizar los aprendizajes de sus estudiantes. Puede motivar a cada

grupo a formular sus propias conclusiones, pídales que formulen 2 ó 3 frases que expliquen

cómo se vería el interior de una sustancia en estado sólido, en estado líquido, y en estado

gaseoso. Luego, puede pedirle a cada grupo que comparta 1 ó 2 frases con todo el curso, así

generar una discusión que culmine con conclusiones (o frases) en que todos y todas estén de

acuerdo.

Lo más importante y central de esta actividad es que los estudiantes puedan expresar sus

ideas, y que éstas estén basadas en sus observaciones. La comprensión de la estructura de

estos tres estados de la materia es fundamental para la comprensión de otros conceptos

relacionados con la estructura de la materia. La guía ofrece estas explicaciones, sin embargo,

motive a sus estudiantes a buscar más información al respecto.

Finalmente, el último experimento pide a los estudiantes desarrollar un modelo para estos

estados de la materia. La idea es que estos modelos sean la representación de las

conclusiones (o frases) que formularon la experiencia anterior. Las preguntas de experiencia

4 son las siguientes:

Actividad 4. Aplicando lo aprendido: Creando un modelo para los estados de la materia.

1. Ahora que sabemos por qué los diferentes estados se comportan de manera tan

diferente te invitamos a realizar un modelo de partículas y su relación en los diferentes

estados. Para ello, te proponemos las siguientes preguntas, que te ayudarán a imaginar

este modelo:

a. ¿Cómo dibujarías una partícula de agua?

b. ¿Cómo se unirá a las otras partículas cuando se encuentra en estado líquido?

c. ¿Cómo imaginas que están las partículas de agua líquida en un vaso?

d. ¿Cómo serán las partículas que viajan en estado gaseoso por el aire?

2. Has tres dibujos que demuestren tu modelo propio de partículas y estados de la materia.

3. Prepara estos dibujos para presentarlos al curso.

Nuevamente, puede pedir a cada grupo que realicen estos modelos, y luego generar una

discusión con todo el curso, de manera, que todos y todas estén de acuerdo con los modelos.

La idea es que estos modelos se ajusten a sus ideas, observaciones, y conclusiones realizadas

previamente.


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Alternativamente, puede contar con papelógrafo o cartulina, plumones, y lápices de colores,

para que sus estudiantes desarrollen los modelos con estas herramientas. Así, puede ubicar

estos modelos en las paredes de la sala de clases o del laboratorio.

� GUÍA 2: CAMBIOS EN LOS ESTADOS DE LA MATERIA

Esta segunda guía de actividades cuenta con 3 experiencias que tratan los cambios de

estado. En particular, estas guías pretenden que las y los estudiantes reflexionen en torno a

la fusión, ebullición, condensación, y solidificación, sus características, y qué se necesita para

que ocurran. Esta guía de actividades presenta explicaciones basadas en la energía con que

cuenta cada estado de la materia, por lo tanto, explica los cambios de estados como

procesos en los que se necesita energía o se libera energía.

En la guía anterior, las y los estudiantes observaron el movimiento de una columna de vapor

de agua, y compararon este estado con el líquido y el sólido. Reflexionaron además, en que

los gases ocupan todo el espacio disponible, a diferencia de los líquidos que se adaptan al

recipiente que los contiene, y a los sólidos que adoptan su propia forma. Por lo tanto,

concluyeron que el estado gaseoso tiene la energía suficiente para moverse, no así, el sólido.

Así, para cambiar de estado las moléculas al interior de la materia reciben energía (o la

pierden) modificando su estructura interna, lo que da lugar al cambio de estado físico.

Por ejemplo, las moléculas de agua al interior de un cubo de hielo se encuentran todas

unidas entre sí, a través de un enlace, formando una estructura sólida. En el líquido, esta

estructura ha cambiado, las moléculas han adoptado otra configuración, se encuentran algo

más separadas formando el líquido. Finalmente, las moléculas en el estado gaseoso, se

encuentran separadas y con la suficiente energía para moverse y usar el espacio disponible.

Esta guía comienza con la pregunta ¿cómo se puede pasar de un estado de la materia a otro?

para introducir el contenido. Las actividades que esta guía propone que las y los estudiantes

reflexionen en torno a sus ideas y experiencias previas. Así, esta guía propone como actividad

1 que observen cómo se derrite un helado de crema y qué debe pasar para que esto ocurra.

La actividad comienza con la pregunta ¿qué le ocurre a un helado de crema si lo dejas fuera

del congelador? Es esperable que sus estudiantes sepan qué ocurre, probablemente digan

“se derrite”. Motívelos a responder con mayor claridad esta pregunta, por ejemplo puede

preguntarles: ¿qué significa que algo se derrite? O ¿por qué el helado se derrite? La actividad

propone lo siguiente:


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Actividad 1. Experimento: ¿Qué le ocurre a un helado de crema fuera del congelador?

Procedimiento: 1. Responde: ¿qué le ocurre a un helado de crema si lo dejas fuera del congelador?

2. Para registrar los datos copia la siguiente tabla en tu cuaderno de ciencias. Esta tabla

resume las características de helado a medida que pasa el tiempo.

Tiempo en minutos Características del helado

10

20

30

40

3. Saca el helado de su envoltorio y déjalo sobre el platillo.

4. Realiza observaciones del helado. ¿Cómo se ve? ¿Tiene olor? ¿qué olor? Has un dibujo o

diagrama del helado, e indica todas las características que te parezcan importantes.

5. Espera 10 minutos. Asegúrate que la persona que esté registrando el tiempo sepa cómo

utilizar el cronómetro, para ello pueden practicar antes de realizar el experimento.

6. Al cabo de 10 minutos, registra nuevamente tus observaciones. ¿Cómo se ve ahora el

helado? ¿Cambió? Si es que cambió: ¿Cómo cambió? ¿Cambió la apariencia? ¿Cambió el

olor? Registra sus nuevas características. Puedes hacer un dibujo o diagrama de este

nuevo estado del helado.

7. Vuelve a esperar 10 minutos, y vuelve a registrar tus observaciones al cabo de este tiempo

(ahora, han pasado 20 minutos desde que realizaste tu primera observación). Realiza este

procedimiento dos veces más, es decir, observa el helado en 10 minutos más, y luego otra

vez, en 10 minutos. Cuando finalices el experimento deben haber pasado 40 minutos en

total.

Es importante que cada grupo cuente con un helado de crema para realizar las

observaciones. La tabla y la pregunta 4 pretenden guiar las observaciones de los estudiantes;

motívelos a usar sus sentidos en la observación y descripción de los cambios. Por razones

obvias, es posible que sus estudiantes quieran comer el helado, desanime este

comportamiento diciendo claramente lo que usted espera de ellos y del experimento.

Otro factor importante es reforzar cómo usar el cronómetro. Las y los estudiantes estarán

trabajando con esta herramienta en esta actividad y en la siguiente, por lo tanto, asegúrese

que saben cómo utilizarlo y que cuentan con unos momentos para practicar previo a realizar

el experimento. Las observaciones se deben realizar cada 10 minutos, por lo tanto, motive a

sus estudiantes a ser pacientes y a observar qué va ocurriendo a medida que pasa el tiempo.


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Es esperable que el helado se haya derretido al cabo de 40 minutos, si no es así, continúen

realizando el experimento hasta que el helado se haya derretido.

Las explicaciones que ofrece la guía intentan alcanzar dos objetivos, el primero se enfoca en

formalizar las observaciones que realizaron diciendo que efectivamente, el helado se derrite,

y que esto significa que el helado ya no está en estado sólido como estaba inicialmente, sino

que, ha cambiado y ahora se ve como un líquido cremoso. Al mismo tiempo, esta primera

explicación introduce el concepto de fusión y la define.

La segunda parte de la explicación pretende que las y los estudiantes se enfoquen en qué

debe ocurrir para que un sólido cambie a estado líquido. En esta parte, la guía habla de los

estados energéticos de los estados físicos de la materia y explica este cambio, desde esta

perspectiva. El helado recibió energía (aumentó la temperatura) y por lo tanto, las partículas

al interior cuentan con más energía, se mueven, y ahora se encuentran en estado líquido.

La segunda actividad pretende seguir investigando las ideas de las y los estudiantes acerca de

los cambios de estados. La guía propone la pregunta ¿qué le ocurre al helado si lo dejamos

por harto tiempo (días o semanas) afuera del congelador? Es posible que escuche respuesta

como: “se echa a perder”, “se descompone”; ante este tipo de respuestas re-direccione el

pensamiento de sus estudiantes enfatizando el tema de discusión: los cambios de estado.

Otro tipo de respuestas pueden ser: “se seca” o “desaparece”. Motive a sus estudiantes a

proveer más explicaciones preguntando ¿Qué es lo que se seca? ¿Qué parte desaparece? La

idea es que cuestione las respuestas de las y los estudiantes, usando sus mismas expresiones,

pero con cuidado de no juzgar estas respuestas; así, el o la docente podrá contar con una

idea acerca de las experiencias previas que las o los estudiantes tienen.

Debido a razones de tiempo, en lugar de someter el helado derretido al sol y esperar días; la

actividad propone calentar el helado a fuego. Esto se puede realizar con un mechero bunsen,

trípode, y un vaso precipitado PYREX® o bien, puede calentar el helado en la cocina utilizando

una olla. Utilice solo materiales aptos para calentar, y no permita que sus estudiantes

jueguen alrededor del fuego. Advierta los riesgos implícitos en este tipo de actividad. El

procedimiento y preguntas de esta experiencia son:

Actividad 2. Experimento: ¿Qué le ocurre al helado líquido si lo calentamos? Procedimiento: 1. Responde: ¿Qué le ocurre al helado ya derretido, si lo calentamos?

2. Vierte el contenido del helado derretido de la experiencia 1 en un vaso precipitado

grande, o en el recipiente que vayas a utilizar para calentar. Recuerda que no debes

utilizar un recipiente de vidrio que sea PYREX® o de plástico.

3. Arma tu equipo para calentar; ubicando el mechero bajo el trípode y el vaso precipitado

sobre el trípode. Asegúrate que el equipo esté en un lugar seguro.

4. Copia la siguiente tabla en tu cuaderno de ciencias:


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Tiempo Temperatura en °°°°C Observaciones

0 segundo

30 segundos

1 minuto

2 minutos

3 minutos

5 minutos

8 minutos

10 minutos

15 minutos

5. Inserta el termómetro dentro de vaso de precipitado y registra la temperatura que indica.

6. Cada integrante de tu grupo deberá tener una tarea. Por ejemplo, habrá alguien

encargado de medir la temperatura, él o ella deberá estar a cargo también del

termómetro, otra persona deberá registrar el tiempo y trabajar con el cronómetro.

Finalmente, otro u otra integrante deberá realizar las observaciones. Asegúrate que cada

uno de los y las integrantes sepan hacer estas tareas. Practiquen antes de comenzar el

experimento.

7. Enciende el mechero (o la cocina) para comenzar el experimento, recuerdo que deberán

registrar la temperatura y observaciones del helado en los tiempos indicados en la tabla. 8. ¿Qué ocurrió al cabo 15 minutos? ¿Qué es lo que queda en el vaso?

No es necesario utilizar todo el helado derretido, puede usar aproximadamente la mitad de

este. Asegúrese que cada grupo de estudiantes sabe cómo montar el equipo para calentar, si

es que están utilizando mechero. Recomendamos realizar un diagrama en la pizarra que

indique la forma correcta y explicarlo antes de distribuir los materiales. Así mismo, asegúrese

que cada miembro del grupo tenga una tarea clara que hacer durante el experimento. Una o

un integrante estará a cargo del cronómetro, otro u otra de realizar las observaciones, y

finalmente, otro u otra integrante registrará la temperatura. La tabla que propone la guía

puede ser mejorada, si así las o los estudiantes lo proponen.

Es esperable que el helado haya cambiado de consistencia, o haya, al menos, disminuido el

volumen al cabo de 15 minutos en el fuego. Es posible, que sus estudiantes hayan podido

observar vapor. Pregunte a qué podría corresponder este vapor y acepte todas las

respuestas.


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Antes de continuar con la guía de actividades, asegúrese que todos los grupos han apagado

el mechero (o cocina) de la forma que corresponde. Advierta que no deben tomar el

recipiente con las manos a menos que cuenten con un guante de seguridad. Pídales que

esperen algunos minutos para tomar el recipiente.

La experiencia cuenta con explicaciones que pretenden guiar el aprendizaje de las y los

estudiantes, y guiar las observaciones realizadas para concluir que lo que ha cambiado es un

componente del helado: el agua. Es el agua que ha cambiado de estado; primero se derritió

(en la experiencia anterior) y ahora se evaporó y es por ello, que la apariencia del helado ha

cambiado.

Luego, conceptualiza la ebullición como cambio de estado y reflexiona en la cantidad de

energía que entregó el fuego para que el agua cambiara de estado. Por lo tanto, enfatiza la

idea que los estados de la materia tienen estados de energía, siendo el estado gaseoso el que

tiene más energía; pues las partículas al interior pueden separarse y moverse.

La tercera experiencia tiene por objetivo reflexionar algo más acerca de estos dos cambios de

estados. Las y los estudiantes deberán buscar ejemplos de fusión y evaporación, y luego

completar un diagrama. Puede utilizar esta parte de la actividad como aplicación de los

conceptos revisados. Las preguntas son las siguientes:

Actividad 3. Experimento: ¿Dónde hemos evidenciado fusión y ebullición?

1. ¿Has visto otros materiales que se derritan? ¿Cuáles? Escribe tres ejemplos de cosas que

has evidenciado que cambian de estado de sólido a líquido.

2. ¿Has visto otros materiales que se evaporen? ¿Cuáles? Escribe tres ejemplos de cosas que

has evidenciado que cambian de estado líquido a gas.

3. Completa el siguiente diagrama

Gas

Fusión


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Para comenzar esta discusión, puede pedirle a cada grupo que propongan tres o cuatro

ejemplos, y luego cada grupo puede exponerlos al curso. Motive a las y los estudiantes a que

propongan ejemplos diferentes y a que expliquen sus razones.

Para completar el diagrama, deben saber que el cambio de estado, fusión, implica el cambio

de sólido a un líquido. Esta respuesta los guiará a completar con el nombre del cambio de

estado de líquido a gas, evaporación.

Las y los estudiantes han observado que los estados cambian, conociendo la fusión y la

evaporación. A continuación, se les pide reflexionar en torno a la idea de quitar energía en

vez de agregarla, con el fin de identificar los cambios de estados inversos.

Puede introducir un poco de agua dentro del congelador para observar la solidificación, y

puede reflexionar acerca de la condensación a partir de las gotas de agua que se observan al

interior de una ventana, en una fría mañana de invierno. Motive a sus estudiantes a observar

este tipo de cambios en su vida. Algunos otros ejemplos son: hielo sobre el parabrisas del

auto en invierno, congelamiento del agua al interior de las cañerías, o cuando se endurece la

esperma de vela derretida. Algunos ejemplos de condensación son: las gotas que se forman

sobre una botella que contiene un líquido muy helado, como aquellas gotas de agua sobre

una botella de bebida helada; las gotas de agua que se forman en el espejo del baño luego de

una ducha o baño con agua caliente.

Para finalizar, la guía se propone una actividad de aplicación en la que las y los estudiantes

deberán identificar los cambios de estado que ocurren en el ciclo del agua. Para ello, se

presenta una imagen que ilustra el ciclo del agua, las y los estudiantes deberán identificar en

qué lugar ocurre cada cambio de estado. También, puede utilizar esta actividad como

evaluación de estos contenidos.

� GUÍA 3: EL AGUA CAMBIANDO DE ESTADO

En esta guía de actividades las y los estudiantes realizarán mediciones con instrumentos,

tales como un termómetro y cronómetro; registrarán estas observaciones, y luego analizarán

los datos para formular conclusiones y nuevas preguntas a partir de lo que observan. Estas

experiencias les entregarán nueva información acerca del comportamiento de los cambios de

estado, en específico su relación con la energía.

El primer objetivo de la guía es obtener datos de la temperatura de un material al ser

calentado. En concreto, las y los estudiantes calentarán un poco de agua y medirán su

temperatura a intervalos definidos de tiempo hasta que esta alcance el punto de ebullición.

El agua resulta especialmente interesante para analizar estos fenómenos de cambios de

estado porque se encuentra en la naturaleza en los tres estados de la materia. Por lo tanto,

se puede manipular la temperatura para poder observar y analizar cómo cambia de estado


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físico. Las y los estudiantes comenzarán con un trozo o cubo de hielo, el cual deben calentar

hasta ebullición, registrando la temperatura y realizando observaciones a intervalos definidos

de tiempo. Como resultado, las y los estudiantes obtendrán una tabla que indica cómo

cambia el agua sólida hasta convertirse en vapor, los cambios de temperatura que

ocurrieron, y todas las observaciones que les parezcan importantes durante este proceso. A

partir de la tabla de datos, realizarán un grafico que ilustra cómo varia la temperatura

mientras el agua cambia de estado.

Ayude a los alumnos y alumnas a analizar la curva de tiempo versus temperatura, al calentar

un poco de agua. Esta curva indica tres etapas: fusión del hielo, aumento de temperatura del

agua líquida, y evaporación del agua. Como hemos discutido antes, las partículas al interior

de la materia tienen energía que caracteriza cada estado físico; así, las partículas en estado

sólido tiene menos energía que en estado líquido, y estas menos que en estado gaseoso. Por

lo tanto, las partículas en estado gaseoso se mueven y usan el espacio. Cuando las partículas

reciben energía, esta energía se manifiesta en un aumento de temperatura; una indicador de

la energía de las partículas es la temperatura.

Al entregar energía a un cubo de hielo, es esperable que el hielo se derrita, sin embargo, al

registrar la temperatura de este proceso, se observa que esta no aumenta a pesar de que

está sobre el mechero. Esto ocurre porque la energía que se está entregando está siendo

utilizada por las partículas para cambiar de estado y no para aumentar la temperatura del

sistema. Una vez que el hielo se derrite por completo, y se le siga entregando energía, la

temperatura aumentará visiblemente. En el gráfico de temperatura versus tiempo, se

observa una pendiente que indica que la temperatura aumenta bruscamente. En este caso,

el agua está ganando energía y no cambiando de estado; la energía que se le entrega se usa

en aumentar la temperatura. Finalmente, cuando el agua adquiere suficiente energía cambia

a vapor (o se evapora), nuevamente, la energía que se le entrega es usada en cambiar de

estado (a gas) y no en aumentar la temperatura. Por lo tanto, en el gráfico se observará que

la temperatura permanece constante en el tiempo. Estas tres etapas serán registrada y

posteriormente analizadas por sus estudiantes.

La primera actividad experimental está dividida en tres partes, de modo que las y los

estudiantes tendrán las observaciones respectivas a cada estado físico del agua a medida que

se calienta. Motívelos a que sigan las instrucciones planteadas en esta guía, a que definan

qué funciones cumplirán durante el trabajo de laboratorio, y a registrar preguntas y

observaciones en el cuaderno de ciencias.

Para calentar el agua se propone el uso de un mechero, con trípode y rejilla para ubicar el

vaso precipitado, que contendrá el hielo y luego el agua líquida. También puede utilizar

cocinillas de camping, que además suelen tener los soportes para el receptáculo, o

simplemente utilizar una cocina a gas y una olla adecuada para calentar agua. Como siempre,

utilice solo recipientes aptos para calentar. Si debe remplazar el uso de vasos precipitados,

hágalo utilizando materiales resistentes al calor. Si se utiliza un virio común podría dar origen

a accidentes debido a que los cambios de temperatura hacen que se quiebren o incluso


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estallen. Refuerce las actitudes responsables cuando se trabaja con material combustible,

fuego, y material a alta temperatura.

Como instrumento de medición se propone el uso de un termómetro de laboratorio. Estos

termómetros tienen la ventaja de ser fáciles de conseguir y de bajo costo. Las alumnas y

alumnos deberán registrar la temperatura del agua a intervalos regulares de tiempo.

Comente y discuta sobre la importancia de la precisión en la toma de datos. Cada vez que se

tomen datos se debe hacer de la misma manera para que estos tengan una mayor validez.

Así, si un grupo decide agitar el vaso con agua antes de medir, debe agitarlo cada vez que

hagan una medición; que el o la estudiante que mira el termómetro observe siempre de la

misma forma y en el mismo ángulo el termómetro, etc.

La actividad es la siguiente:

Actividad 1. Experimento: Obtención de datos reales

¿Qué tanto tiene que aumentar o disminuir la temperatura para que una sustancia cambie

de estado? En realidad, esto dependerá de la sustancia. Observa un caso particular: el agua.

Materiales: � 1 vaso precipitado de 250mL (o una olla pequeña). � 3 o 4 hielos. � 150 mL de agua de la llave. � 1 termómetro de laboratorio. � 1 mechero de gas (o una cocinilla de camping) y trípode. � Cronómetro.

Procedimientos: Parte 1, la fusión 1. Contesta las siguientes preguntas: ¿En qué estado se encuentra el hielo? ¿A qué

temperatura piensas que se encuentra el hielo? ¿Qué piensas que sucederá con la

temperatura del hielo si lo calentamos?

2. Toma los hielos que has recibido en tu grupo y trata de molerlos un poco. Puedes utilizar

un paño para envolverlos y golpearlos con algo duro.

3. Ubica el hielo molido en el vaso precipitado y agrega el agua. Revuelve la mezcla de hielo y

agua unos momentos para que adquiera una temperatura uniforme. Usando el

termómetro, registra la temperatura; este valor corresponderá a la temperatura inicial.

4. Arma el equipo para calentar y asegúrate que esté un lugar adecuado.

5. Ubica la mezcla de hielo y agua sobre la llama del mechero. A continuación tomarán

medidas de la temperatura de la mezcla con el termómetro cada 30 segundos,

procurando revolver suavemente antes de cada medición.

6. Para trabajar fácilmente, designen personas encargadas de diferentes funciones en el

grupo.

7. Has una tabla de datos como la siguiente para anotar los tiempos y las temperaturas.

Agrega tantas mediciones como sean necesarias hacia abajo.


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Tiempo (min:seg) Temperatura (°C) Observaciones

0:0

0:30

1:00

1:30

8. Recuerda anotar en qué tiempo comienza a derretirse el hielo y en qué tiempo ya se ha

derretido todo el hielo.

La primera parte de esta actividad culmina cuando todo el hielo se ha derretido y no queda

ningún trozo de éste. Asegúrese que todos sus estudiantes completen esta parte y continúen

a la segunda sin problemas. Recuerde que no deben parar de calentar el vaso o recipiente

con agua. La segunda parte es como sigue:

Parte 2, el agua líquida 1. Una vez que se ha derretido todo el hielo, continúa haciendo mediciones junto a tu grupo

pero esta vez una medición cada 2 minutos. Puedes utilizar la mima tabla elaborada

anteriormente pero ten en cuenta el tiempo que indica el cronómetro. Mientras avanza el

tiempo, responde ¿Cómo sé cuando el agua líquido esta hirviendo?

2. Nunca pierdan de vista las observaciones del agua, cualquier cosa que suceda puede ser

importante. En este caso también hay dos momentos importantes: el tiempo en que se

vean las primeras burbujas y el tiempo en que comience a hervir el agua.

La parte 2 de la experiencia termina cuando el agua comienza a hervir, asegúrese que las y

los estudiantes continúan la experiencia de la forma que corresponde. Revise las tablas de

datos para identificar errores y corregirlos a tiempo. La parte 3 postula lo siguiente:

Parte 3, la ebullición

1. Cuando el agua comienza a hervir es el momento que se conoce en el mundo de la

ciencia, como alcanzar la ebullición.

2. Una vez que se alcance la ebullición en nuestro líquido, anota la temperatura cada 30 segundos nuevamente, durante un lapso de 3 minutos. Esto significa que deben medir la

temperatura 6 veces más después de que se alcance la ebullición. Luego de esto apaguen

el mechero y dejen enfriar el sistema.


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Las y los estudiantes deben dejar que el agua hierva por algunos minutos, de manera que

puedan evidenciar que la temperatura permanece constante durante este lapso. Cuatro a

cinco minutos deberían ser suficientes para evidenciar este hecho. Asegúrese que las y los

estudiantes terminan la experiencia cuando deben hacerlo, y que apagan correctamente el

mechero (o cocinilla) al término de esta.

Una vez finalizada la toma de datos, proponga una discusión en torno a los resultados

obtenidos.

Una vez que los y las estudiantes ya no propongan nuevas ideas a la discusión, introduzca la

siguiente actividad.

Actividad 2: Graficando los resultados

Procedimiento: 1. El primer paso para hacer el gráfico es decidir cuál es la variable independiente y cuál la

dependiente. ¿Cuáles son en este caso la variable independiente y la variable

dependiente?

2. Dibuja los ejes de tu gráfico y anota los nombres de las variables. En el eje horizontal va la

variable independiente y el eje vertical la dependiente. Elige una escala tal que puedas

ubicar todos los datos de tu tabla.

3. Ahora ubica tus datos en el gráfico.

4. Finalmente, dibuja a mano alzada una línea que indique la tendencia de tus puntos. Esto

significa que la línea no debe pasar necesariamente por todos los puntos, sino que debe

ser fluida, aunque solo pase cerca de los puntos.

5. Ya tienes un gráfico que representa los datos que has obtenido en esta experiencia. ¿Qué

te llama la atención de este gráfico?

Supervise en todo momento la construcción del gráfico, puede que los estudiantes tengan

dificultades en ubicar los ejes y elegir la escala apropiada. La etapa de definición de la escala

puede resultar confusa para algunos grupos. Si usted lo desea puede darles la escala más

apropiada para graficar los datos obtenidos en la experiencia.

Una vez que tengan listos los gráficos, pídales que comparen sus resultados y vean

similitudes y diferencias entre los diferentes grupos. Refuerce siempre que no existen datos

malos, sino que la diferencia puede incluso ser útil para la actividad científica. Puede plantear

preguntas como ¿A qué piensan que se deben las diferencias? ¿Podrían ser todos los gráficos

iguales?

Con el gráfico se harán evidentes los diferentes comportamientos del agua a diferentes

temperaturas y en diferentes procesos. Pida que observen sus gráficos y encuentren

comportamientos que les resulten interesantes y busquen explicaciones a ellos. Introduzca la

siguiente actividad, esta los guiará en el análisis de los datos. Es importante mencionar que


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este análisis debe ser hecho en los gráficos que construyeron los estudiantes, y no en un

gráfico “modelo”.

Actividad 3: Análisis de gráfico

Procedimiento: 1. Observa con detención el gráfico. ¿Qué observas? ¿Cómo es la curva del gráfico? ¿Cuántas

partes puedes identificar?

2. Seguramente ya has notado que el gráfico confeccionado por tu grupo tiene ciertos

comportamientos que nos parecen distintos entre sí. Vamos por parte:

Parte 1, Meseta baja 1. Primero observemos la primera sección que parece

más o menos plana en el gráfico.

2. Discute con tu grupo en torno a las siguientes

preguntas y anota sus conclusiones en tu cuaderno.

a. ¿Qué esperas que suceda con un material que se

pone al fuego?

b. Al observar el gráfico ¿Qué sucede con la

temperatura de la mezcla agua hielo al ponerla al

fuego?

c. ¿Qué observaciones relevantes hiciste durante

este periodo?

d. ¿Cómo explicarías este comportamiento?

Parte 2, el ascenso 1. Luego de un tiempo al fuego, el agua cambia

de apariencia; revisa tus observaciones en la

tabla. Este cambio se ve reflejado en nuestro

gráfico como un cambio de la dirección que

toma la línea.

2. En este caso vemos como la línea de

temperatura empieza a ascender hasta

convertirse en una rampa empinada hacia

arriba.

3. Una vez que hayan identificado la zona en su gráfico, discutan en torno a las siguientes

preguntas y anoten sus conclusiones en el cuaderno de ciencias.

a. ¿Qué sucede con la temperatura del agua en esta zona?

b. ¿Por qué se produce este cambio en la temperatura?

c. ¿Qué observaciones relevantes hiciste durante este periodo?


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Parte 3, Meseta Alta 1. Para finalizar esta experiencia, analicemos la

tercera parte del grafico; donde hay otro

cambio de comportamiento. Esta vez, la curva

de nuestro gráfico deja de subir y vuelve a

convertirse en una línea recta.

2. Para terminar esta actividad, responde junto a

tu grupo las siguientes preguntas.

a. ¿Qué sucede con la temperatura del agua en

este periodo?

b. ¿Qué observaciones coinciden con este comportamiento?

c. ¿Cómo explicarías este fenómeno?

En la primera parte se pide un análisis de la zona en que la curva del gráfico que permanece

horizontal. Como revisamos anteriormente, en esta parte se ilustra el proceso en que el agua

está cambiando de estado, por lo tanto, la energía se ocupa en el cambio de estado y no en

aumentar la temperatura. Fomente una discusión respecto a que al calentar un material este

debería aumentar su temperatura pero esta mezcla de no lo hace. Enfatice la idea de que en

esta etapa hay hielo y agua líquida, y luego, sólo agua líquida.

Puede ocurrir que algunos grupos no tengan una curva completamente horizontal. En este

caso pida que pongan atención simplemente a la diferencia en la pendiente de la curva.

En la segunda parte del análisis se pide poner atención a la zona de la curva donde se

empina. En esta zona solamente se tiene agua líquida, por lo que la energía que se entrega al

agua va aumentando su temperatura. Fomente la discusión respecto a qué está ocurriendo

durante este periodo y cómo hace el agua para retener la energía. Puede aprovechar de

repasar las ideas vistas en las guías anteriores respecto a la energía que albergan las

partículas de agua al moverse más o menos rápido. Además, puede siempre recurrir a cómo

se ve el sistema, ¿Hay hielo? ¿Hay agua líquida? ¿Cómo se ve el sistema que estamos

calentando? Y finalmente ¿cuándo cambia la apariencia de este?

Hacia el final de la curva ascendente, se puede comenzar a ver cómo se evapora el agua. Esto

quiere decir que ya el agua tiene una energía suficiente para estar cerca a la evaporación y

con la energía que se sigue incorporando alcanza para que las partículas salgan del agua

líquida y pasen a ser agua gas.

Por último, en la tercera parte del análisis es sobre la última zona de la curva donde esta

vuelve a ser horizontal. Esto quiere decir que la temperatura del agua alcanza una

temperatura constante. Incluso, podríamos esperar a que se evapore toda el agua y nunca

subirá más su temperatura. Es esperable que las observaciones de los y las estudiantes hagan

coincidir este periodo con ver “hervir el agua”.


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Desarrolle una discusión en torno a qué entienden por “hervor” y cómo lo identifican. Una de

las observaciones de este fenómeno es que se forman “burbujas” en el agua que suben con

mucha fuerza. Esto ocurre porque al alcanzar este punto el agua se convierte al estado

gaseoso desde cualquier punto de líquido, mientras que la evaporación ocurre solo en la

superficie del agua. La temperatura a la cual hierve el agua es conocida como “punto de

ebullición”, siendo este término, ebullición, el modo científico de referirse al hervor.

Para terminar la unidad, motive a sus estudiantes a formular frases que muestren el

aprendizaje que han adquirido hasta el momento. Puede pedirles a cada grupo que escriban

3 o 4 frases respecto a estados de la materia y cambios de estados, y luego que la compartan

1 o 2 con el resto del grupo. A continuación, escriba estos aprendizajes en la pizarra para

cerrar esta unidad.

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CIENCIAS NATURALES 6° BÁSICO