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NATURA 1Ciencias de la naturaleza

Primer Curso

NATURA 1NATURA 1

Índice

El Universo y el Sistema Solar03

La materia: volumen, masa y densidad02

La materia y los materiales01 La corteza terrestre07

La Tierra, un planeta vivo08

La diversidad de los seres vivos09

La Tierra y la Luna04

La atmósfera05

La hidrosfera06

10

El reino animal (I). Los invertebrados11

El reino animal (II). Los vertebrados12

El reino vegetal

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La materia y los materiales

4. Sustancias puras y mezclas

3. Átomos y moléculas

2. Los cambios de estado

1. Los estados de la materia y sus propiedades

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5. Los materiales

6. Materiales de gran interés

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Introducción

• Todos los objetos que observamos a nuestro alrededor tienen algo en común: están hechos de materia.

• La materia se encuentra en tres estados: sólido (como el hielo), líquido (como el agua) y gaseoso (como el vapor de agua).

• La composición de la materia es variable; por ello, existe una enorme cantidad de sustancias. Las sustancias que sirven para fabricar objetos se llaman materiales.

• Según las propiedades que posea, un material será más adecuado que otro para fabricar un objeto determinado.

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1. Los estados de la materia y sus propiedades

1.1. La materia

1.2. Los estados físicos de la materia

1.3. Propiedades de los estados de la materia

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1.1. La materia

• Todos los cuerpos de la naturaleza están formados por materia, incluidos nosotros mismos. El hierro o el aceite, por ejemplo, están formados por materia.

• Cada tipo de materia posee unas propiedades características y se denomina sustancia. Así, tanto el hierro como el aceite son sustancias.

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1.2. Los estados físicos de la materia

• En la naturaleza encontramos la materia en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

• Una piedra, una mesa o un plato, no cambian de forma a menos que se rompan. Son sólidos.

• El agua, la leche o el aceite al cambiar de recipiente, cambian de forma. Son líquidos.

• El aire contenido en un globo puede cambiar de forma si se comprime el globo o si se rompe. En este caso, la sustancia se escapa y aumenta de volumen. Son los gases.

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1.3. Propiedades de los estados de la materia

• La materia en estado sólido. Su volumen es constante y su forma es invariable.

• La materia en estado líquido. Su volumen es constante y su forma es variable.

• La materia en estado gaseoso. So volumen y su forma son variables.

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2. Los cambios de estado

2.1. Los cambios de estado del agua

2.2. Los cambios de estado y su relación con el calor

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2.1. Los cambios de estado del agua

• Hay sustancias que, dependiendo de las condiciones, pueden presentarse en los tres estados y cambiar de uno a otro. El ejemplo más conocido es el del agua.

• El paso de agua en un estado líquido a agua en estado sólido (hielo), tiene lugar enfriándola hasta una temperatura de 0°C.

• El paso de agua en estado líquido a agua en estado de vapor, tiene lugar calentando el agua hasta que entra en ebullición (hierve) a la temperatura de 100°C y se vaporiza.

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2.2. Los cambios de estado y su relación con el calor

• Otras sustancia también pueden cambiar de estado; estos cambios se producen mediante la intervención del calor: calentando o enfriando.

• Los pasos de sólido a líquido (fusión) y de líquido a gas (vaporización) necesitan absorber calor para producirse.

• Los pasos de gas a líquido (condensación) y de líquido a sólido (solidificación) necesitan que la sustancia ceda calor para producirse.

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3. Átomos y moléculas

3.1. El átomo

3.2. Las moléculas

3.3. Los elementos químicos

4.4. Los compuestos

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3.1. El átomo

• La materia está constituida por unas piezas básicas a las que llamamos átomos.

• También sabemos que los átomos son divisibles y que contienen tres tipos de partículas en su interior: los protones, los neutrones y los electrones.

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3.2. Las moléculas

• En algunas sustancias, los átomos forman agrupaciones que se denominan moléculas.

• Las moléculas de algunas sustancias están formadas por átomos iguales, como las moléculas de hidrógeno o de oxígeno, en las que los átomos de unen de dos en dos.

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3.3. Los elementos químicos

• Muchas de las sustancias puras que encontramos en la naturaleza están formadas por infinidad de átomos iguales (oro, plata…); estas sustancias se denominan elementos químicos.

• Actualmente se conocen unos 115 elementos químicos: 90 se encuentran en la naturaleza (elementos naturales) y 25 se han elaborado en los laboratorios (elementos artificiales).

• Cada elemento químico tiene un nombre que lo identifica y un símbolo químico que lo representa.

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3.4. Los compuestos01

• También hay sustancias como el agua (H2O), el cloruro sódico (NaCl), etc. que tienen átomos diferentes porque están formadas por dos o más elementos cuya proporción es constante y determinada.

• Estas sustancias se denominan compuestos.

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4. Sustancias puras y mezclas

4.1. Sustancias puras y mezclas

4.2. Mezclas homogéneas y heterogéneas

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4.1. Sustancias puras y mezclas

• Las sustancias puras son elementos, como el hierro, y compuestos como el azúcar, cuya composición y propiedades no varían.

• Otras sustancias, como el agua del mar, la leche o el chocolate, están formadas por varios elementos o compuestos en proporciones variables. Estas sustancias se denominan mezclas.

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4.2. Mezclas homogéneas y heterogéneas

• Algunas mezclas como el agua del mar tienen muchos componentes. Aparentemente, estos componentes se no pueden distinguir pues se trata de una mezcla homogénea.

• En la sopa, sin embargo, sí distinguimos a simple vista que está formada por varios componentes; se trata de una mezcla heterogénea.

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5. Los materiales

5.1. ¿Qué son los materiales?

5.2. Propiedades de los materiales

5.3. Los nuevos materiales

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5.1. ¿Qué son los materiales?

• Las sustancias que sirven para construir objetos suelen llamarse materiales.

• Los materiales naturales son los que se encuentran en la naturaleza; se llaman también materias primas (madera, seda, cuero…).

• Los materiales artificiales son aquellos que el ser humano fabrica a partir de los naturales (papel, vidrio, plástico…).

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5.2. Propiedades de los materiales

Algunas de las más características son:

• Dureza

• Elasticidad

• Ligereza

• Conductividad térmica y aislamiento térmico

• Impermeabilidad al agua

• Fragilidad y resistencia

• Conductividad y aislamiento eléctrico

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5.3. Los nuevos materiales

• En los últimos años han adquirido una gran importancia ciertos materiales que por sus especiales propiedades han revolucionado la industria, la telecomunicaciones, la alta tecnología, etc.

• Algunos de estos materiales son los siguientes: fibra de carbono, superconductores, semiconductores y la fibra de vidrio.

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6. Materiales de gran interés

6.1. Los metales

6.2. Papel y cartón

6.3. Cerámica

6.4. Vidrio

6.5. Plásticos

6.6. Fibras textiles

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6.1. Los metales

• Los metales son materiales de uso común, se utilizan para fabricar puentes, edificios, coches, utensilios de cocina, etc.

• Los metales se extraen de los minerales mediante técnicas metalúrgicas.

• La mayoría de los metales que utilizamos son aleaciones, es decir, disoluciones de un elemento (metal o no) en un metal.

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6.2. Papel y cartón

• El papel se fabrica a partir de la celulosa, que se obtiene de la madera de los árboles.

• El papel reciclado se obtienen a partir del papel usado y los procesos de fabricación que requiere son menos contaminantes.

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6.3. Cerámica

• Se llama cerámica a los objetos modelados con arcilla y que luego se cuecen a temperaturas muy altas.

• La arcilla es una mezcla de minerales que forma una masa moldeable con cierta cantidad de agua.

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6.4. Vidrio

• El vidrio es un material sólido, frágil y transparente con el que se fabrican vasos, botellas, lentes, espejos, etc.

• El vidrio se fabrica a partir de la arena (sílice), a la que se añaden otros productos químicos.

• La mezcla se funde en hornos a unos 1700°C; el resultado es un material viscoso que se puede modelar.

• Los recipientes de vidrio son muy recomendables para envasar productos alimenticios porque el vidrio no los altera y es duradero.

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6.5. Plásticos

• Los plásticos son productos que se obtienen de derivados de petróleo.

• Al calentar la materia prima, se consigue una pasta blanda que adquiere la forma que se desee, prensándola en moldes y enfriándola después.

• Las aplicaciones de los plásticos son muy numerosas. Sus ventajas se encuentran en el precio, la variedad de colores, la ligereza, la resistencia, la impermeabilidad, etc.

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6.6. Fibras textiles

• Las fibras textiles son materiales que pueden ser hilados, esto es, puestos en forma de hilo.

• Con las fibras se fabrican todo tipo de tejidos.

• Hay fibras naturales como la seda, el algodón y la lana.

• Las fibras artificiales, o sintéticas, están fabricadas a partir de derivados del petróleo: nailon, lycra, poliéster, etc.

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