INTRODUCCIÓ AL MÈTODE CIENTÍFIC

INTRODUCCIÓ AL MÈTODE CIENTÍFIC

FENÒMEN FÍSIC

Canvi que una substància pot experimentar sense deixar de ser ella mateixa. Procés

REVERSIBLE

Evaporació de l’aigua (H2O) (aigua en estat líquid és la mateixa substància que l’aigua

en estat gasós)

FENÒMEN QUÍMIC

A partir d’una o diverses substàncies, se n’obtenen altres amb propietats diferents a

les inicials (reacció química)

Cremem alcohol en una llàntia, obtenim vapor d’aigua i diòxid de carboni Combustible + O2 CO2 + H2O

FENÒMEN QUÍMIC

Pot haver-hi un canvi químic si:

•Varia el color de la matèria•Es produeixen gasos en forma de bombolles o efervescència•Hi ha un incendi o una explosió •Es produeix mala olor•S’emet llum•S’emet calor

FENÒMEN QUÍMIC

La llum accelera la descomposició del peròxid d'hidrogen (aigua oxigenada) H2O2. S’emmagatzema normalment en una ampolla fosca per protegir la descomposició del H2O2 .

FENÒMEN QUÍMIC

Alguns canvis passen tan a poc a poc que no els notem fins que no passi el temps.

o Et dones compte quan les reixes es rovellen? Altres, son molt ràpid, com quan es crema un llumí. Aquesta velocitat en la reacció depèn de:o La natura dels materials, o Temperatura ambiento Quantitat de material que hi hao Quantitat d’àrea exposada

Exercici 1 pàgina 7

FENÒMEN FÍSIC O QUÍMIC?

1) Digues si s’ha produït un fenomen físic o químic?

a) Es trenca una copa

b) Cremem un paper

c) L’aigua es congela

d) La mantega es fon al microones

e) Cera d’una espelma

f) Fotosíntesis

g) Dilatació d’un metall

MÈTODE CIENTÍFIC

Primeres observacions

Establir projecte ExperimentacióRecollida dades

Estudi i presentació

dades

Introducció de lleis

Teories

Aplicacions possibles

INDUCCIÓ: parteix dels fets i apunta cap a la seva explicació raonada

DEDUCCIÓ: permet descobrir nous fets a partir de les explicacions

http://www.youtube.com/watch?v=otjLE2jSQk0&feature=related



EXEMPLE INVESTIGACIÓ CIENTÍFICA

COMPORTAMENT DELS GASOS EFECTUADA PER ROBERT BOYLE

Primeres observacions

Volum de l’aire tancat en un recipient amb èmbol disminueix quan exercim pressió des de l’exterior

Empírica: només et limites a veure el que passa

Científica: quan realitzes mesures de manera ordenada



Establir projecte

Estudi compressibilitat de l’aire



Quan s’acaba l’experiment, examinava les dades obtingudes i tractava de descriure el comportament, si era regular i si havia relació amb altres variables.

ExperimentacióRecollida dades

Estudi i presentació

dades

Introducció de lleis

“Una matèria de massa de gas, a temperatura

constant, el producte de la pressió pel volum

corresponent es constant”

PV = constant a T constant

Llei de Boyle i Mariote

Una llei es un enunciat breu sobre les regularitats observades experimentalment



Teories

Hipòtesi (suposicions o postulats)

Teoria científica quan es comprova que és correcta

La Llei de Boyle troba la seva explicació en la teoria cineticomolecular dels gasos:

Gasos formats per un gran nombre de partícules en moviment constant

Pressió exerceix un gas es conseqüència dels xocs de les seves partícules contra les parets del recipient

Una teoria mai no es considera la veritat dels fets experimentals, només una explicació raonada d’aquests fets i serà vigent mentre cap altre fet

experimental la contradigui

Exercicis 1, 2, 3 pàg. 20


Imagina que seus al sofà disposat a veure una estona la televisió i en prémer el control remot per encendre, la tele no s’encén. Repeteixes l'operació tres vegades i res.

•Observació: La tele no s’encén•Problema: El control remot no funciona perquè les piles estan esgotades•Experiment: Trec les piles antigues i poso unes noves. •Recollida de dades: La tele s’encén•Conclusió: Es confirma la hipòtesi de que les piles estaven esgotades

MESURA DE MAGNITUDS

Magnitud qualsevol qualitat que es pot mesurar

Són magnituds una superfície, volum, temps, longitud, velocitat, força,

temperatura, energia, càrrega elèctrica, etc.

SISTEMES D’ UNITATS

Resultat de mesurar una magnitud és una quantitat. Per mesurar una magnitud, hem

de començar per la tria d’una unitat.

SEMPRE s’ha de fer constar la UNITAT utilitzada al costat de la quantitat

SISTEMES D’ UNITATS

MAGNITUDS FONAMENTALS No deriven d’altres magnituds i les unitats són les fonamentals

MAGNITUDS DERIVADES Definides a partir d’altres magnituds i unitats són derivades (m3, m/s,...)

SISTEMA INTERNACIONAL D’UNITATS, SI

MAGNITUTS FONAMENTALS

MAGNITUD UNITAT

Longitud Metre (m)

Temps Segon (s)

Massa Quilogram (kg)

Intensitat de corrent Ampere (A)

Temperatura Kelvin (k)

Quantitat de substància Mol (mol)

Intensitat lluminosa Candela (cd)

MAGNITUDS DERIVADES

NOTACIÓ CIENTÍFICA

100=1 106=1.000.000

101=10 107=10.000.000

102=100 108=100.000.000

103=1.000 109=1.000.000.000

104=10.000 1010=10.000.000.000

105=100.000 1011=100.000.000.000

La notació científica és una manera ràpida de representar un nombre utilitzant potències de base deu. Aquesta notació s'utilitza per poder expressar fàcilment nombres molt grans o molt petits i operar amb ells.

NOTACIÓ CIENTÍFICA

10-1=1/10=0,1

10-3=1/1000=0,001

10-5=1/100.000=0,00001

10-9=1/100.000.0000=0,000000001

10 elevat a una potencia entera negativa –n es igual a 1/10n :

EXPRESSAR UN NOMBRE EN NOTACIÓ CIENTIFICA

• Es posa com a PART SENCERA el primer dígit de l’esquerra. A continuació es posa una coma i les altres xifres decimals amb els següents dígits.

• Com exponent de la potència de 10 es posa el número de xifres no decimals que té el número menys una (la primera)

Exemple: Posar en notació científica el nombre 3897000000000000

• Part sencera: 3,897 • Exponent de la potencia de deu: +15 (hi ha16 dígits no

decimals, menys un dona quinze)

El número en notació científica seria: 3,897·1015

EXPRESSAR UN NOMBRE EN NOTACIÓ CIENTIFICA

• Es posa com a PART SENCERA el primer dígit diferent de zero. Seguidament es posa una coma i les altres xifres decimals amb els següents dígits.

• Com exponent de la potència de 10 es posa el número de xifres decimals que té el número fins arribar a la primera que es diferent de zero (inclosa ) Es exponent negatiu

Exemple: Posar en notació científica el nombre 0,000000000003897

• Part sencera: 3,897 • Exponent de la potencia de deu: -12 (hi ha12 dígits decimals,

fins la xifra 3, incloent-la )

El número en notació científica seria: 3,897·10-12

EXPRESSAR UN NOMBRE EN NOTACIÓ CIENTÍFICA

1.- Expressa en notació científica les següents quantitats:

Quantitat Notació científica

1.000.000

5.400

1.300.000

0,0016

0,00000145

OPERACIONS AMB NOTACIÓ CIENTÍFICA

Suma i resta: (potències iguals, sumem o restem els números)

2·105 + 3·105 = 5·105

3·105 – 0,2·105 = 2,8·105

De diferents exponents, s’ha de passar tot al mateix exponent:

2·104 + 3·105 – 6·103= 0,2·105+3·105 – 0,06·105= 3,14·105

OPERACIONS AMB NOTACIÓ CIENTÍFICA

Multiplicació: (sumem exponents)

(4·1012) x (2·105)= 8·1017

(4·1012) x (2·10-7)= 8·104

Divisió: (restem exponents)(4·1012) / (2·105)= 2·107

(4·1012) / (2·10-7)= 2·1019

Potències: (multipliquem exponents)(3·106)2 = 9·1012

Per expressar un nombre en notació científica ha d'expressar de manera que contingui un dígit en el lloc de les unitats i tots els altres dígits després del separador decimal multiplicat per la potència de 10 que indiqui l'exponent.

SISTEMA MÈTRIC DECIMAL

MÚLTIPLES I SUBMÚLTIPLES DEL SI

Múltiples Submúltiples

Factor Prefix Símbol Factor Prefix Símbol

1024

1021

1018

1015

1012

109

106

103

102

101

yotta-

zetta-

exa-

peta-

tera-

giga-mega-

quilo-

hecto-

deca-

Y

Z

E

P

T

G

M

k

h

da

10-1

10-2

10-3

10-6

10-9

10-12

10-15

10-18

10-21

10-24

deci-

centi-

mil·li-

micro-

nano-

pico-

femto-

atto-

zepto-

yocto-

d

c

m

µ

n

p

f

z

z

Y

Exercici 2 pàgina 12. Exercici 4, 5, 6, 13 pàgina 20

CONVERSIÓ D’UNITATS

2.- Converteix les següents unitats de mesura:

Quantitat Notació científica

1 km m

1 cs µ

1 s ps

1 hg µg

1 Gw kw

35,6 km cm

275 cl dal

2,3 hm3 cm3

45,6 dam2 cm2

Exercici 2 pàgina 12. Exercici 4, 5, 6, 13 pàgina 20

FACTORS DE CONVERSIÓ

A vegades trobem quantitats expressades en unitats que no pertanyen al SI. Per això, de vegades haurem de canviar les unitats en altres que pertanyin al SI.



Exemple de factors de conversió:

1. Expressar en minuts un temps de 265 s.

Sabem que 60s = 1 min.

min41,460

min1265

ss



2. Expressar la densitat de 0,85 g/cm3 en les unitats del sistema internacional.

De massa kg

De longitud m

33

36

3850

1

10

1000

185,0

m

kg

m

cm

g

kg

cm

g

ρ= m/V



3. Un tub de diàmetre interior de 0,25 polzades, a quants mil·límetres equival? 1 polzada = 2,54 cm

mmcm

mm

polzada

cmpolzades 35,6

1

10

1

54,225,0

Exercici 11, 13, 22 pag 20

Full d’exercicis

PRECISIÓ I SENSIBILITAT

Les MESURES SÓN PRECISES quan tenen una dispersió petita, és a dir, quan s’aparten poc les unes de les altres

SENSIBILITAT s’utilitza molt en física i química, però ha d’anar acompanyada d’altres paraules. Per exemple, sensibilitat d’una balança, sensibilitat d’un instrument, etc.

Per tant, la sensibilitat de les balances de laboratori es la massa més petita capaç de ser apreciada.

Exercici 3 i 4 pàgina 14

ERROR ABSOLUT

ERROR ABSOLUT: Es la diferencia entre el valor de la mesura i el valor pres com exacte.(Valor mesurat – valor exacte (valor mig))

Imagina’t que mesurem la longitud d’una vareta. Disposem d’un regle graduat en què hi ha senyalats els cm i els mm. Diem que la longitud de la vareta és de 35,3 cm, però no és un valor exacte, ja que només podem dir que la vareta s’aproxima a 35,3 cm. Però podem dir que la mesura efectuada està compresa entre dos valors:

cml 1,03,35

Hi ha un marge de dubte que va des de 0,1 cm per sota fins a 0,1 cm per sobre d’aquesta

aem

ERROR RELATIU

Suposem que la longitud mesura es de 8 km i l’error absolut de 2 mm, resultat molt precís. Si ara la longitud fos de 8 mm seria un resultat poc precís.

ERROR RELATIU (%): Quocient entre l’error absolut i la quantitat mesurada. La més precisa serà la que tingui un error relatiu més petit Es la diferencia entre el valor de la mesura i el valor pres com exacte.

100·exactevalor

absoluterrorrelatiuerror

ERROR RELATIU

Exemple:

Mesures de temps d’un recorregut efectuat per diferents alumnes: 3,01 s; 3,11 s; 3,20 s; 3,15 s1)Trobar el valor exacte

2)Errors absoluts i relatius de cada mesura

sexactevalor 12,31175,34

15,320,311,301,3

MESURAERROR ABSOLUT

(Mesura – valor exacte) ERROR RELATIU (%)

(error absolut/valor exacte)·100

3,01 s 3,01-3,12= -0,11 s (-0,11/3,12)·100=-3,53%

3,11 s 3,11-3,12= -0,01 s (-0,01/3,12)·100=-0,32%

3,20 s 3,20-3,12= 0,08 s (0,08/3,12)·100=2,56%

3,15 s 3,15-3,12= 0,03 s (0,03/3,12)·100=0,96%

Exercici 5 pàg 15, exerc. 7 pag 20, exer. 20, 1 pag. 21

XIFRES SIGNIFICATIVES

Anomenem XIFRES SIGNIFICATIVES totes les xifres que s’escriuen a partir de la primera que no és zero.

QUANTITATNRE XIFRES

SIGNIFICATIVES

4,530 m 4

0,003 mm 1

23,0 km 3

10000 km 5

0,43 cm 2

Exemple: El resultat d’una mesura és de 3,432 m. Com expressarie aquesta quantitat amb 3 xifres significatives?

L’última xifra és més petita que cinc (mitjançant el redondeig) se suprimeix. El resultat és l=3,43 m Exercici 10 pag 20

Documents

INTRODUCCIÓ AL MÈTODE CIENTÍFIC