Módulo 1
La Ciencia y su Enseñanza
1. ¿Qué es la Ciencia?
Conocimiento organizado de nuestro mundo físico. El mundo físico se refiere a todo aquello con lo que nos ponemos en contacto a través de los cinco sentidos.
2. ¿Qué se entiende por mundo físico?
El mundo físico se refiere a todo con lo que nos ponemos en contacto a través de los cinco sentidos.
3. ¿Cuáles son los pilares de la ciencia?
La observación y el razonamiento.
4. Modus operandi de la ciencia.
- Acumulación de hechos observados, descripción final de aquello que hemos sido testigos.
- Generalización de estos hechos en leyes, mediante fórmulas y enunciados verbales, es decir, resumir determinado hecho.
- Explicar los hechos, la elaboración de hipótesis y teorías.
- A partir de estas hipótesis, hacer deducciones contrastándolas con los hechos experimentales (confirmarlos).
5. ¿Qué es el método científico según el físico norteamericano Percy Bridgman?
Hacer trabajar a la mente sin contemplaciones.
6. ¿En qué consiste la investigación científica según el bioquímico Albert Szent-Györgi?
Ver lo que todos han visto, pero pensar lo que nadie ha pensado.
7. ¿Qué es un experimento?
Tiene el fin de llegar a unas conclusiones sobre algo que hemos observado. Es una serie de observaciones cuidadosas, llevadas a cabo de una forma controlada.
8. ¿Qué es un laboratorio?
Es un recinto especialmente preparado y adaptado para poder llevar a cabo esos experimentos.
9. ¿Qué es una ley?
Es una regularidad de comportamiento en un fenómeno. Solo describen, no explican, y recogen de manera resumida lo que ocurre en un determinado fenómeno.
10. Citar por su nombre dos leyes físicas y dos químicas.
Físicas:
• Ley del péndulo simple (Christian Huygens)
• Ley de Gravitación Universal (Isaac Newton)
Químicas:
• Ley de las proporciones definidas (Louis Proust)
• Ley de las proporciones múltiples (John Dalton)
11. ¿Qué son las hipótesis y teorías?
Explicaciones de lo que ocurre en los fenómenos.
12. Principio de William of Occam.
La explicación más sencilla es la que se debe aceptar.
13. ¿Cuál es la diferencia entre una hipótesis y una teoría?
La diferencia es simplemente de grado.
14. Poner un ejemplo de teoría firmemente establecida.
Teoría atómica de la materia.
15. ¿Para qué sirve la ciencia?
La ciencia responde a ciertas preguntas en el mundo en que vivimos. Nos ha ayudado a mejorar nuestro estilo de vida.
16. ¿Por qué surge la ciencia?
Porque el hombre ha empezado a hacerse preguntas desde la antigüedad. ¿Qué es el SOL?,…
17. ¿Todos podemos ser científicos?
Sí. Se debería tener un mínimo de capacidad observadora y ser curiosos.
18. ¿Por qué hay tan pocas mujeres científicas en la historia?
Porque se les ha prohibido a lo largo de la historia acceder a estudios superiores.
19. ¿Los descubrimientos científicos han sido siempre positivos para la humanidad?
No. Tenemos ejemplos para ello: bomba atómica, bomba de neutrones, bomba limpia, TNT, talidomida (niños deformes),…
20. Si algunos científicos hubieran sabido cómo se iba a utilizar sus descubrimientos por las generaciones venideras, ¿habrían seguido adelante?
El avance de la ciencia está constituido por errores y corrección de los mismos. Sí, se habría seguido hacia adelante.
2. Física y Química
21. ¿Qué estudia la física?
Fuentes de energía, usos de ella, consumo, transformaciones, producción, es decir, todo lo relacionado con la energía.
22. ¿Qué es la energía?
Capacidad para producir trabajo.
23. ¿Qué estudia la química?
Es la ciencia de la materia. Estudia las propiedades, composiciones y transformaciones de ella.
24. ¿Qué es la materia?
Es aquello que forma todos los cuerpos que hay en el universo.
25. ¿Qué no es materia?
Son los sentimientos, inteligencias,… de los seres vivos.
26. Características esenciales de la materia.
- Extensión
- Divisibilidad
- Inercia
27. ¿Qué es la extensión de un cuerpo?
Región o espacio que ocupa un cuerpo.
28. ¿Qué es la inercia?
La resistencia que muestra un cuerpo a modificar su estado de reposo o de movimiento.
29. ¿En qué se diferencian masa y materia?
La masa es cierta cantidad de materia (Ej.: 5 kg de hierro) y es algo cualitativo, en cambio la materia es aquello que forma todos los cuerpos que hay en el universo, es decir, es algo más general.
30. ¿Qué es un fenómeno físico?
Aquel en el que no se altera la naturaleza de las sustancias que intervienen en el mismo.
31. Algunos ejemplos de fenómenos físicos.
- Alargamiento del muelle: El material es el mismo antes y después, no varía.
- Barra de caucho: Frotamos en un jersey esta barra y luego podemos atraer papelillos. Antes estaba neutro y luego está cargado, pero no varía su forma.
32. ¿Qué es un fenómeno químico?
Es un fenómeno en el que la naturaleza de las sustancias varía. También son llamadas reacciones químicas.
33. Algunos ejemplos de fenómenos químicos.
- Una combustión: Se quema una hoja de papel.
- Metal (hierro): En presencia de oxígeno se produce una oxidación o corrosión.
- Frutas: Con el paso del tiempo se produce la putrefacción.
34. ¿Qué es la fotosíntesis?
Es el conjunto de reacciones químicas que se da en las plantas verdes, y como resultado se forman unos compuestos (hidratos de carbono), a partir del dióxido de carbono que toman por las hojas y el agua que toman de las raíces, y en presencia de luz solar.
35. ¿Los cambios de estado son fenómenos físicos o químicos?
Fenómenos físicos.
36. ¿Por qué los cambios de estado son fenómenos físicos?
Cuando el agua está en estado sólido, está formada por moléculas triatómicas, y en líquido y gas también, por lo que no se ha alterado.
37. ¿Cuáles son las partes del átomo?
- Núcleo
- Envoltura o corteza.
38. ¿Qué partículas fundamentales constituyen el átomo?
- Protones.
- Electrones.
- Neutrones.
39. ¿Qué carga poseen las partículas atómicas?
- Protones: Positiva.
- Electrones: Negativa.
- Neutrones: Nula.
40. ¿En qué consiste el equilibrio eléctrico del átomo?
En el núcleo se encuentran los protones y los neutrones. Y en la corteza, los electrones. La carga positiva de un protón vale lo mismo que la carga negativa de un electrón, pero de signo contrario. El equilibrio eléctrico en el átomo se produce si el número de protones en el núcleo es el mismo que el número de electrones en la corteza.
41. El átomo.
El átomo se divide en dos partes:
• Núcleo
• Envoltura o corteza.
El átomo está formado por una serie de partículas que son:
• Protones.
• Electrones.
• Neutrones.
Cada una de estas partículas posee una carga diferente:
• Protones: Positiva.
• Electrones: Negativa.
• Neutrones: Nula.
Y el equilibrio eléctrico consiste en que:
La carga positiva de un protón vale lo mismo que la carga negativa de un electrón, pero de signo contrario. El equilibrio eléctrico en el átomo se produce si el número de protones en el núcleo es el mismo que el número de electrones en la corteza.
42. ¿Por qué la química al estudiar el átomo se interesa por su envoltura?
En la envoltura del átomo están los electrones. Del número de electrones más externos y de su orientación espacial es de lo que va a depender las reacciones químicas.
43. ¿Dónde está el punto de encuentro entre la física y la química?
En el átomo.
44. ¿Por qué el átomo es el punto de encuentro entre la física y la química?
Química: Como constituyente último de la materia.
Física: La rama de la física, la electricidad, se interesa por los átomos, ya que tienen cargas eléctricas.
45. ¿Qué es el símbolo de un elemento químico?
Es una abreviatura del nombre del elemento químico.
46. En una fórmula química, el símbolo de un elemento, ¿qué representa además del nombre propio del elemento?
También indica el número de átomos de un determinado elemento químico que forma esa fórmula química.
47. ¿Cuáles son los símbolos de los siguientes elementos químicos?
Carbono: C
Azufre: S
Nitrógeno: N
Oxígeno: O
Hierro: Fe
Hidrógeno: H
Cloro: Cl
Sodio: Na
48. Hay fenómenos que están en la frontera de lo físico y lo químico. Comentar alguno de ellos.
- La transformación del S8 en S2
- Transformación del NO2 en N2O4
- El calentamiento del hierro hasta unos 1.400 ºC
49. Escribir en lenguaje químico:
a) Azufre octoatómico: S8
b) Azufre biatómico: S2
50. ¿Qué forma tiene la molécula de azufre octoatómico?
Forma de corona.
51. Escribir la ecuación química correspondiente a la transformación del azufre sólido en azufre gaseoso.
S8 → S2
52. La transformación de S8 en S2, ¿es un cambio físico o químico? ¿Por qué?
El azufre es igual tanto sólido como líquido, por lo que no cambia y se considera un cambio físico. Pero también puede ser un cambio químico, porque las moléculas cambian.
53. Decir el nombre de los siguientes compuestos de nitrógeno:
a) NO2: Dióxido de nitrógeno.
b) N2O4: Tetraóxido de dinitrógeno.
54. Formular la transformación de NO2 en N2O4.
NO2 → N2O4
2 NO2 → N2O4
55. ¿Qué significado tienen las flechas en sentidos contrarios que se dibujan en la ecuación química de transformación del NO2 en N2O4?
Que es un proceso reversible.
NO2: Temperaturas altas.
N2O4: Temperaturas bajas.
56. La transformación del NO2 en N2O4, ¿es un cambio físico o químico? ¿Por qué?
Las moléculas cambian, por lo que el proceso se considera químico. Pero también puede ser un cambio físico, ya que el porcentaje de la composición es el mismo.
57. ¿Qué le ocurre al hierro si lo calentamos hasta unos 900 ºC?
Fe → FeFe → Fe
Tª ambiente → 900 ºC → 1.400 ºC → 1.500 ºC
El hierro cristaliza en una red cúbica centrada en el espacio. Cristaliza en una red cúbica centrada en las caras o cúbica compacta. Cristaliza en la red primitiva. Volviendo a la situación de Tª ambiente. El hierro se funde y pasa al estado líquido.
58. El calentamiento del hierro hasta unos 1.400 ºC, ¿es un cambio físico o químico?
Cuando cristaliza en la red cúbica compacta, las propiedades del hierro cambian, por lo que puede ser una sustancia distinta, se vuelve dúctil y maleable, por lo que es un proceso químico.