El Uso del Laboratorio en Primaria 6 - 2
PRÁCTICA II Sexto de Primaria Efectos del Calor NIVEL: Sexto de Primaria PROGRAMACIÓN: -
Objetivos
Entender el Calor como una forma de energía. Comprobar experimentalmente algunos de los efectos del calor en las sustancias. Observar cambios de estados típicos y atípicos.
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Material de los Alumnos Amoníaco. Alcohol de quemar. Mango de madera, de unos 15 cm por 3 cm de diámetro. Tornillo pasante, tuerca, bloque de arandelas y alambre no muy fino.
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Material de Laboratorio Soporte universal: base, varilla, aro soporte, rejilla y nueces. Matraz de Erlenmeyer. Termómetro 0 – 100º C. Tubos de ensayo de distinto grosor. Pinzas para tubos. Mechero de alcohol. Azufre, yodo, limaduras de hierro. Capilares y tapones horadados. Colorante (tinta china, azafrán, etc.). Balanza.
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DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Los líquidos se evaporan Los alumnos estarán acostumbrados a ver cómo hierve el agua en su casa. Lo que no asociarán, probablemente, es que eso le pasa a todos los líquidos. Para comprobarlo, se llevará a ebullición amoníaco comprado en una droguería, mientras el maestro realiza un montaje similar con amoníaco puro. Aunque el casero está disuelto en agua, los dos hervirán a la misma temperatura (dependiendo de la fiabilidad de los termómetros, algo más de 80º C). Explicar que cada líquido tiene su propia temperatura de ebullición, y que en eso se basa, precisamente, el proceso de la destilación. El experimento se realizará con mecheros de alcohol, aunque mejora sensiblemente, por rapidez, con los Bunsen de gas. Realizarlo en un lugar ventilado, y preguntar si hay alguien alérgico al amoníaco, ya que los vapores pueden ser molestos.
Sublimación: Algunas sustancias pasan de sólido directamente a gas. Una de las sublimaciones más espectaculares la que podemos realizar con nuestros alumnos es la del yodo. Echar unas cuantas escamas en un tubo de ensayo, sujetarlo con unas pinzas y colocarlo a la llama. El tubo, por norma, debe estar en estos casos inclinado 45º y debe calentarse balanceándolo ligeramente, deslizando arriba y abajo la llama hasta su mitad inferior. No dirigir la boca, también por norma, hacia nadie, hacerlo hacia un espacio libre. Al poco tiempo el tubo se volverá de color morado. Esperar unos instantes, y volcarlo sobre papel blanco. Surgirá un fantasmagórico humo violeta, el yodo sublimado. Los alumnos podrán apreciar restos de escamas sólidas en los puntos del papel donde el vapor de yodo se haya enfriado. Con el azufre se produce un fenómenos similar, aunque posee una fase líquida muy breve. Sea dicho que también debe realizarse esta experiencia en lugar ventilado. El vapor de azufre en altas concentraciones es irritante.
Dilatación de gases Los gases pueden realizar una demostración de dilatación mucho más espectacular que los sólidos (la bolita que pasa en frío por un aro, pero al calentarla no). Añadir al agua colorante, para visualizar mejor el efecto, y calentarlo con la mano, simplemente.
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El Uso del Laboratorio en Primaria 6 - 2 Relacionar la experiencia con un aparato de todos conocidos: el termómetro Dilatación de líquidos El experimento consiste en realizar un montaje similar al anterior, sólo que en esta ocasión no se precisa dejar cámara de aire. El tubo de ensayo deberá estar totalmente lleno de líquido, y el capilar introducido tendrá líquido hasta un punto visible. El líquido deberá estar coloreado, para facilitar la visualización. Se recomienda el uso de agua coloreada con azafrán o tinta china, pero pudiera ser también amoníaco, nuevamente, o vino. No usar líquidos inflamables, por razones obvias.
Dilatación de sólidos
Es necesario que los alumnos comprueben que los sólidos también se dilatan, también se expanden. Para ello, fabricarán un mango de madera con un trozo de palo de fregona o escoba, al que habrán sujetado un tornillo, con una tuerca y una serie de arandelas conformando una especie de cilindro (ver figura de la ficha).
Con alambre no excesivamente fino fabricarán un aro que quepa justo por el cilindro de anillas metálicas. Una vez calentadas las anillas intentarán hacer pasar de nuevo el aro de alambre por ellas. La dilatación producida por el aumento de temperatura impedirá ahora que el aro pase libremente. Si queremos, podemos comprobar que introduciendo el bloque de anillas en hielo suficiente tiempo como para que se enfríen a una temperatura cercana a 0º C, el aro de alambre pasará con una holgura ligeramente apreciable. Relacionar la experiencia con las juntas de dilatación de edificios, carreteras, puentes y raíles.
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FICHA DEL ALUMNO: _____________________________________ CURSO: ____ PRÁCTICA: EL CALOR Experimento 1: Los líquidos se evaporan Estarás acostumbrado a ver en tu casa cómo hierve el agua. ¿Sabes a qué temperatura lo hace? ___________ Ahora comprobarás que todos los líquidos hierven, aunque a temperaturas distintas. Realiza el montaje de la figura, y anota la temperatura a la que comienza a hervir el amoniaco. Une cada pieza del montaje con su nombre
Pie Soporte Matraz de Erlenmeyer Termómetro Amoníaco Mechero de alcohol Nueces Rejilla de amianto ¿A qué temperatura hierve el amoníaco? ______________ Experimento 2: Sublimación No todas las sustancias tienen una fase líquida. Algunas se evaporan directamente siendo sólidas, sin licuarse. Introduce yodo en un tubo de ensayo, y caliéntalo a la llama. Después vierte el tubo en un papel blanco. Sale _____________ de color ____________. Una vez ha desaparecido el humo, observa escamitas de yodo en el papel. ¿Por qué? Porque el vapor de yodo, al enfriarse, vuelve a solidificarse en escamas ____________________ ___________________________________________________________________ Ahora repite el experimento con azufre, y observa lo que ocurre. Experimento 3: Los gases se dilatan Introduce en un tubo de ensayo ancho agua coloreada en una quinta parte. En realidad, puede ser cualquier líquido, incluso alcohol. Tápalo con un tapón horadado en el que hayas metido un capilar. Lleva el capilar hasta meterlo dentro del líquido. Sujeta ahora el tubo con la mano, o con las dos, para darle mayor temperatura.
Contesta: ¿ Por qué sube el líquido por el capilar? Porque el aire del interior del tubo se calienta al contacto con la mano, se dilata y empuja al líquido capilar arriba
¿Cuándo dejará de subir el líquido? Cuando el aire alcance la temperatura de la mano, más o menos a los 37º
Experimento 4: los líquidos se dilatan A continuación realizarás un montaje idéntico al anterior: un tubo de ensayo con un tapón y un capilar. Sólo que ahora deberás asegurarte que el tubo está completamente lleno de líquido, y que este asoma por el capilar. Utiliza un tubo de ensayo menos grueso, y colócalo a la llama. ¿Qué le ocurre al líquido de dentro del tubo? Que aumenta de volumen, se dilata y sube por el capilar ____________________________________________. ¿Por qué? Porque los líquidos, al calentarse, se dilatan __________________________
Experimento 5: los sólidos se dilatan Construye con el mango de madera, los tornillos y las arandelas un instrumento como te indicará el maestro. Después, con alambre, fabrica un aro que quepa lo más justo posible por las arandelas. Calienta las arandelas e intenta pasar de nuevo el aro de alambre. Dibuja lo que has construido y contesta:
En frío, ¿podías pasar el aro? Sí
tornillo pasante arandelas tuerca de sujeción aro de alambre
En caliente, ¿podías pasar el aro? No Explica lo que ha pasado: después de calentar las arandelas, se han dilatado aumentando de volumen. Al ser más grandes, no caben ahora por el aro de alambre, que conserva su tamaño.,