Prof. Ernesto V. ClaudioRvdo. Félix Castro Rodríguez 2016 – 2017

Carolina, Puerto Rico

Los Pasos del Método Científico

Experimentación

Problema Revision de literatura

Saludos.

Te invito para que me acompañes a conocer el proceso de la medición en la investigación científica.

Vamos a medir!

A. Propósito de la Lección

Hola, en esta lección lograremos:

1. Identificar unidades de medidas convencionales y no convencionales.

2. Identificar propiedades físicas que se pueden medir.

3. Identificar instrumentos de medición y sus unidades según el S. Internacional.

B. La Magnitud1. Magnitud es toda

propiedad física o química de los cuerpos que puede medirse de forma objetiva.

2. Ejemplos de magnitudesa. La velocidad es una magnitud

física porque se puede medir de forma objetiva.

b. La belleza NO es una magnitud física porque no se puede medir de forma objetiva

1. Es una propiedad subjetiva, depende de cada persona.

C. La medida1. MEDIR es comparar una

magnitud con otra (un patrón) y expresar cuántas veces la contiene.

2. Al resultado lo llamamos medida.

3.Cuando medimos algo se debe hacer con gran cuidado, para evitar alterar el sistema que observamos.

4. Recordar que las medidas se realizan con algún tipo de error.

5. Se les conoce como errores experimentales, y existen dos causas.

a. debido a imperfecciones del instrumento

b. o a limitaciones del científico.

¡IMPORTANTE!

6.Toda medida debe de ir acompañada por la unidad.

1. Una herramienta es cualquier cosa que te ayuda a realizar un trabajo.

2. Los científicos usan diversos tipos de herramientas para Ilevar a cabo sus experimentos.

D.

E. Tecnología: La aplicación de la ciencia con fines prácticos; el uso de herramientas,

máquinas, materiales y procesos para satisfacer las necesidades de los seres

humanos.

F.

1.

a. En el microscopio óptico compuestola luz pasa a través de la muestra y produce una imagen plana.

El microscopio

óptico compuesto

o fuente de iluminación

a. Las imágenes producidas son más claras y más detalladas que las que se obtienen en los microscopios ópticos.

b. Los seres vivos no pueden observarse porque el proceso de preparación los mata.

2.

3. En las ciencias biológicas se utilizan dos tipos de microscopios electrónicos:

a. el microscopio electrónico de transmisión (MET)

b. el microscopio electrónico de barrido (MEB).

4. Microscopio electrónico de transmisióna. Los electrones pasan a través de Ia muestra y producen una imagen plana.

El microscopio más poderoso de Puerto RicoEl instrumento puede ver hasta un átomo y está

disponible en la UPR de Mayagüez para la comunidad científica e industrial.

El microscopio de transmisión de

electrones de alta resolución costó $1.5 millones y es parte

del Centro de Caracterización de

Nanoestructuras (CeNaC, por sus siglas en

inglés), adscrito al Departamento de

Ingeniería Química (INQU) del

RUM.

5. Microscopio electrónico de barrido

a. Los electrones rebotan contra la superficie de la muestra y producen una imagen tridimensional (3-D).

6.M

icro

scop

io

Inve

rtid

o

a. En el laboratorio de virología se utiliza muchísimo el microscopio invertido

1. Tiene invertida la posición normal de los objetivos por debajo de la platina

2. La fuente de iluminación, a través del condensador y del diafragma, llega desde encima de la platina.

Unidades NO convencionales

1. Sirven para medir.2. Pero éstas NO son

las más convenientes ya que no todos usan la misma unidad.

G.

3. Crea dificultades al comunicar la medida a otras personas.

H.Un poco de historia

1. En el pasado el cuerpo humano fue la medida más conveniente

2. Así los primeros pueblos usaron la longitud de un paso.

3. También utilizaron el ancho de una mano o de un dedo.

I. Unidades convencionales

1. Estas son las más convenientes ya que todos usan la misma unidad para medir.

2. Propiedadesa. Las propiedades físicas

de la materia son el conjunto de características que permiten su estudio usando los sentidos o algún instrumento.

3. Todo lo que se mide se le llama magnitudes físicas.

a. Toda medida consta de dos partes: una numérica y otra la unidad de patrón.

b. Actualmente se emplea el Sistema Métrico .

J.

1.

Termómetros, pesas y cintas

métricas

2.

3.

4. Características de los Instrumentos para medir.

a. Precisión: es la variación de magnitud más pequeña que puede apreciar el aparato.

1. Debe dar resultados iguales al repetir varias veces la medida.

b. Exactitud : mide la concordancia entre el valor hallado y el valor real de la medida; cuanto más cercano esté del valor real , más exacta será la medida.

1. Una medida puede ser precisa pero inexacta. Lo ideal es que sea precisa y exacta.

c. Un tablero de tiro al blanco ilustra la

diferencia entre exactitud y precisión.

a. Flecha en el centro

Alta Exactitud

1.

1. Flechas lejos del centro Baja

Exactitud

2. Flecha cercanas entre si

Alta Precisión

2.

2. Flecha cercanas entre si

Alta Precisión

1. Flecha en el centro

Alta Exactitud

3.

a. Flechas lejos del centro Baja

Exactitud

b. Flechas lejos una de la otra

Baja Precisión

4.

K. Creación del Sistema Internacional (SI)

1. En el siglo 18, había docenas de diferentes unidades de medidas usadas a través del mundo. a.La longitud, por ejemplo, podía

ser medida en pies, pulgadas, millas, palmos, codos, manos, varas, cadenas, leguas, y otros.

2. La falta de una norma común “standard” provocaba mucha confusión e ineficiencias en el comercio entre los países.

3. Al final del siglo, el gobierno francés buscó aliviar este problema al inventar un sistema de medida para ser usado en todo el mundo.

4.Así que en 1790, la Academia de Ciencia Francesa diseña un sistema de unidades decimales simple, al que llamó sistema métrico decimal.

5.En 1960 el sistema métrico fue oficialmente denominado Sistema Internacional, SI.

6.Hoy es usado en casi todos la comunidad científica del mundo.

L. Sistema Métrico1. El Sistema Métrico

Decimal está diseñado con base de múltiplos de 10

2. Unidades Básicasa. Metro (longitud)b. Gramo (masa)c. Litro (volumen)d. Segundo (tiempo)e. Newton (fuerza)f. Kelvin (temperatura)

Prefijos Unidades

Kilo 1,000Hecto 100Deca 10

Unidad Básica 1Deci 0.1Centi 0.01Mili 0.001

MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO

• Longitud Metro m• Masa Kilogramo kg• Tiempo Segundo s• Fuerza Newton N• Temperatura Kelvin K

3. Unidades más comunes del SI

Unidades más comunes del SI

Longitud

Volumen

Masa y temperatura

Equivalencias de los prefijos mayores que la unidad

• Unidad básica: El Metrometro

metro

metro

= 1000 metros

= 100 metros

= 10 metros

Equivalencias de los prefijos menores que la unidad

• Unidad básica: El Metro

101metro

metro

metro

= 0.1 metro ó metro

= 0.01 metro ó metro

= 0.001 metro ó metro10001

1001

M. Ejemplo de algunas propiedades físicas de la materia

que se pueden medir.

1. La cantidad de materia2. La distancia de un punto a otro3. El espacio que ocupa un material4. La temperatura5. La fuerza

1. Unidad de medida: la masa se mide en gramos.

2. Instrumento: la balanza (de uno o dos platillos).

N.

3. Dependiendo de la masa a medir se emplean:

a. El kilogramob. El gramoc. El miligramo

Factores de Conversión1 lb = 453.6 g1000 g = 1 Kg

4. En el sistema internacional de medidas, la unidad de masa es el kilogramo.

5. Sin embargo, el gramo es la unidad más usada en el laboratorio, pues ésta resulta muy conveniente al medir cantidades pequeñas.

6. El peso y la masa de los objetos son propiedades distintas.

a. La masa de los objetos se determina comparando los objetos con masas conocidas.

b.PESO vs. MASA1.

2.

3. El peso del astronauta en la Luna es aproximadamente una 1/6 de su peso en la Tierra, pero su masa permanece

constante.

¿Alguien me puede decir como se lee la

escala de una balanza?

Para medir la masa se utiliza un instrumento llamado balanza.

La unidad de masa del SI es el kilogramo (kg) y se utiliza la balanza

para calcularla.

LAS PARTES DE LA BALANZAPLATILLO MASAS MÓVILES

PUNTERO

ESCALA

TORNILLO DE AJUSTE

http://www.ohaus.com/input/tutorials/tbb/TBBread.html

c.

Grupo de masas móviles

Masa de 10 g.

Masa de 100 g.

Masa de 1 g.

d. Manejo de la balanza Al usar la balanza deben tenerse en

cuenta las siguientes normas1. Manejar con cuidado las

balanza ya que es costosa.2. No pesar sustancias químicas

directamente sobre el platillo; a. usar un beaker, un papel para

pesar o algún otro recipiente (cristal de reloj).

3. No derramar líquidos sobre la balanza.

4. Calibrar la balanza, solicitar ayuda al maestro, pues cada balanza tiene su modo de operar.

5. Después de pesar, regresar todas las pesas a cero (descargar la balanza).

6. Limpiar cualquier residuo de productos químicos que estén en la balanza o en el área de la balanza.

http://www.ohaus. com/input/tutorials/tbb/TBBread.html

7. En la Internet: Visitar página web y practicar lectura de escala en balanza.

O. Longitud1.Definición: Medida de la

distancia de un punto a otro.

2. Unidad de medida: el metro.

3. Instrumento: la regla, cinta métrica.

a. Un metro tiene: 1. 100 centímetros2. 1000 milímetros

b. 1 cm tiene 10 mm

4.

¿Qué es el volumen?

Prof. Ernesto V. ClaudioRvdo. Félix Castro Rodríguez

Carolina, Puerto Rico.

1. Medida del espacio que ocupa la materia.

2. Unidad de medida: el Litro (líquidos) y el metro cúbico (sólidos).

3. Instrumento: la probeta (líquidos) y la regla o cinta métrica (sólidos regulares).

P.

4. El volumen y la masa son

dos propiedades

de la materia.

LAS PARTES DE LA PROBETA

ESCALA

BASE

5.

6. ¿ Cómo se determina el volumen de un líquido ?

a. Se determina colocando el líquido en la probeta y observando la escala tomando en cuenta el menisco.

b. El menisco es la doble curvatura que forman los líquidos en los recipientes que los contiene.

7. El menisco puede ser cóncavo como el caso del agua y convexo como en el mercurio.

LECTURA DE LA PROBETA

a. Se debe colocar a la altura de los ojos y tomar la lectura que marque debajo de la curvatura del menisco.

MENISCO

8.

Apliquemos lo aprendido…

9. Reglas para leer un instrumento volumétrico correctamente.

a. Identificar dos números cualquiera, adyacentes, en la escala.

b. Restar esos números.c. Dividir el resultado entre el número

de espacios que hay entre los números que seleccionaste.

1. Casi siempre son cinco (5) o diez (10 espacios.

d. El resultado te indicará el incremento de cada división en la escala del instrumento.

Calcula el volumen en ml.1. _______2. _______3. _______4. _______5. _______6. _______7. _______8. _______9. _______10._______

30.0

10.0

20.0

10. Si el volumen que se quiere medir es pequeño, podemos utilizar una pipeta graduada en mililitros (ml.).

11. Si queremos medir

volúmenes mayores,

podemos usar una probeta o

un vaso precipitado.

12. El volumen de un objeto

sólido de forma irregular se

mide por diferencia en el desplazamiento

del agua.

Simplemente CIENCIA…

Q.

La sensación de frío se

experimenta cuando se

hace contacto con un

material que está a una

temperatura más baja que

nuestro cuerpo.

El calor del

agua caliente derrite

el hielo.

1.Unidad de medida: Kelvin.

2. Instrumento: el termómetro.

R.

LAS PARTES DEL TERMÓMETRO

ESCALA

BULBO

TUBO CAPILAR

LÍQUIDO CON COLORANTE O

MERCURIO

3.

4. ¿Qué es un termómetro?

a. Un tubo hueco de vidrio, con un engrosamiento (bulbo) en un extremo.

b. En su interior hay una sustancia líquida, que al dilatarse o contraerse, subirá o bajará por la finísima columna hueca.

Diferentes tipos de

termómetros

Termómetro de Mercurio

Está formado por un capilar de vidrio que se comunica con una ampolla llena de mercurio.

5. ¿Qué hay dentro de un termómetro?

a. La sustancia líquida es generalmente alcohol coloreado o mercurio (Hg) el único metal líquido a temperatura ambiente.

b. Al aumentar la temperatura el mercurio se dilata y asciende por el capilar.

c. Una escala graduada permite leer directamente el valor de la temperatura.

6. ¿Cómo se calibra un termómetro?

a. Un termómetro de laboratorio se calibra poniéndolo en hielo y marcando el nivel alcanzado por el mercurio.

b. Luego se lo coloca en agua que hierve y también se marca el nivel del mercurio.

c. Entre estas dos marcas, se divide la columna en cien espacios: los grados centígrados de la escala Celsius.

El termómetro muestra 0˚C en el agua helada (A).

El mercurio sube y muestra una temperatura de 100˚C en el agua que

está hirviendo (B). La energía de calor se

transfiere, desde el agua hasta el termómetro.

A

B

7. Nunca permitas que el

termómetro toque las

paredes, ni el fondo, del

envase que lo contiene.

8. ¿Cuáles son las escalas de un termómetro?

a.Escala Celsius (ºC):1. Es la más empleada en

Europa y Latinoamérica y fue inventada por el astrónomo sueco Andrés Celsius.

2. En esta escala, el agua se congela a 0ºC y entra en ebullición (se evapora) a 100ºC.

8 7 5 3 5 0

Leyendo el termómetroDetermina la temperatura que muestran los

termómetros a un espacio decimal.

b. Escala Fahrenheit (ºF):1. Fue descubierta por el físico

alemán Daniel Fahrenheit y que, en su honor, recibe el nombre de escala Fahrenheit.

2. En Inglaterra y EEUU se utiliza esta escala de temperatura, para el pronóstico del tiempo.

3. En la escala Fahrenheit el agua se congela a 32ºF y hierve a 212ºF, por lo que hay un intérvalo de 180º entre estos dos puntos y no de 100, como ocurre en las escalas centígradas y Kelvin.

4. En los termómetros, las escalas

más comunes para medir

temperaturas son la Celcius

y la Fahrenheit.

Termómetro exterior para medir la energía térmica media en el aire.

5. Más adelante practicaremos el como cambiar temperaturas

de una escala a otra…

c. Escala Kelvin (K)1. Al estudiarse las

temperaturas, se observó que no podía nunca ser menor de -273ºC

2. -273ºC es la temperatura más baja que podría existir.

3. El físico inglés William Thomson, Lord Kelvin, propuso una escala, cuyo origen estuviera en -273ºC.

4. De esta forma no habría nunca temperaturas negativas, de ahí que reciba el nombre de escala absoluta.

5. La escala Kelvin no se mide en grados Kelvin, sino en Kelvin y es la empleada por los científicos y técnicos del mundo.

6. En ella, el agua congela a 273 K y hierve a 373 K (hay un intervalo de temperaturas de 100 K).

7. Esto quiere decir que, en cuanto a intervalo de temperaturas, 1 K es lo mismo que 1ºC.

100

S. Fuerza1.Definición: Fuerza = acción

de halar o empujar.2.Unidad de medida: el Newton o las libras.

3.Instrumento: el dinamómetro o la pesa.

1. Explorar, inventar e investigar son actividades

esenciales para el estudio de las ciencias.

2.2. Sin embargo, estas actividades también Sin embargo, estas actividades también pueden ser peligrosas. pueden ser peligrosas.

3.3. Para garantizar que tus experimentos y Para garantizar que tus experimentos y exploraciones sean seguros, debes exploraciones sean seguros, debes cumplir con varias medidas de cumplir con varias medidas de seguridad. seguridad.

T.

Medidas de seguridad4. La ciencia es emocionante y divertida, pero

también puede ser peligrosa. Sigue siempre las instrucciones de tu maestro.

• Siempre que sea posible, usa una placa calentadora eléctrica como fuente de calor en lugar de una llama abierta.

• Al calentar materiales en un tubo de ensayo, orienta siempre el tubo lejos de ti y de otras personas.

• Para evitar quemaduras, usa guantes resistentes al calor siempre que te lo indiquen.

• Cuando trabajes con un microscopio que tenga lámpara, evita colocar el cable en un lugar donde tus compañeros se puedan tropezar.

• No dejes que los cables cuelguen sobre el borde de una mesa de manera que el equipo se pueda caer si se tira accidentalmente del cable.

• Apaga y desenchufa los equipos eléctricos cuando termines de usarlos.

• Usa guantes de seguridad siempre que manipules cualquier compuesto químico, ácido o base potencialmente peligrosos.

• Si el compuesto químico te resulta desconocido, trátalo como si fuera una sustancia peligrosa.

• Si se derrama algún producto sobre tu piel o tu ropa, enjuágalo inmediatamente con agua durante al menos 5 minutos mientras llamas a tu maestro.

• Nunca mezcles compuestos químicos a menos que te lo indique tu maestro.

• No pruebes, toques ni huelas compuestos químicos a menos que te lo ordenen específicamente.

• Antes de trabajar con un líquido o un gas inflamable, verifica que no haya ninguna fuente de llamas, chispas o calor.

• Antes de llevar cualquier animal a la escuela, debes obtener siempre el permiso de tu maestro.

• Trata a los animales sólo de la manera que tu maestro te indica.

• Trátalos siempre con cuidado y respeto.

• Lávate bien las manos después de tocar cualquier animal.

• No ingieras ninguna parte de una planta ni de una semilla usada en el laboratorio.

• Lávate bien las manos después de manipular cualquier parte de una planta.

• Al hacer experimentos al aire libre, no recojas ninguna planta silvestre a menos que tu maestro te lo indique.