Pregunta

COM S’UTILITZA AQUEST LLIBRE

Text introductori que et presenta cada unitat i l’apropa al teu entorn.

Presentación de la unitat

2PROPIETATS DE LA MATÈRIA

La pregunta «què és matèria?» ja se la van plantejar els filòsofs grecs fa milers d’anys. Tot va començar amb el filòsof Demòcrit, cap a l’any 400 aC, i arribar fins a la definició actual no va ser fàcil. Van caldre milers d’anys per poder-la establir. Quan acabis aquesta unitat, seràs capaç d’entendre què és la matèria i distingir què és matèria i què no ho és. Això et servirà de base per anar construint, a poc a poc, coneixements científics nous que et seran útils en la teva vida quotidiana. Els vidres d’un cotxe quan s’entelen, l’evaporació de l’aigua en una olla o els glaçons són tres exemples de fenòmens que tractarem en aquesta unitat. Al llarg de la unitat, et trobaràs amb la primera teoria científica que veuràs aquest curs. L’esforç i la paciència són dues característiques de qualsevol científic. És possible que notis més dificultats en aquesta unitat, però no t’han d’espantar, l’esforç valdrà la pena, no ho oblidis; la ciència val la pena.

«Només qui fa, aprèn.» Friedrich Nietzsche

Sumari

1La matèria i les seves propietats

2La densitat

3Estats d’agregació

4Teoria cinètica de la matèria

5Lleis dels gasos Et proposem un repte

Ara realitzarem un petit arc de Sant Martí de colors en un got. Per fer-lo, necessitem el següent: xarop, mel, oli de gira-sol, oli d’oliva, aigua i alcohol. Ho barrejarem tot en una copa de cava, ajudant-nos d’una cullera. 1. Aboca-hi el xarop, ajudant-te de la cullera. 2. Tira-hi una mica de mel. 3. Tot seguit, afegeix-hi una mica d’aigua. 4. Després, oli de gira-sol i, en acabant, oli d’oliva. 5. Finalment, aboca-hi l’alcohol de 96º. Respon a les qüestions següents: a) Si canviéssim l’ordre en què afegim els elements, el resultat seria diferent? Comprova-ho. b) Sabries explicar què ha passat?

Al sumari tens un avançament dels continguts.

Desenvolupament de continguts

Estudiar serà divertit amb aquest llibre. La teoria és clara i concisa, i el text va acompanyat d’imatges i infografies que t’ajudaran a entendre-ho tot de manera fàcil i molt visual.

Efecte

S’incrementa l’acidesa de l’ai gua de pluja, que arriba a assolir valors de pH inferiors a 5,6.

Conseqüències

S’acidifiquen els sòls i les aigües de rius i llacs. Els arbres acaben emmalaltint i morint. La pluja àcida ataca i dissol les pedres calcàries (bàsiques) que formen edificis, monuments i el paisatge en general. 8 Química i medi ambient

El progrés de l’ésser humà està vinculat a la manera d’obtenir energia i als materials que fa servir, fins al punt que les edats de la història s’anomenen d’acord amb el material que hi predominava: edat de pedra, de bronze, de ferro. Fins i tot, actualment, es parla de l’edat del plàstic. La indústria química ens aporta infinitat d’avantatges, ja que subministra materials nous amb propietats més adequades o innovadores. Però també té alguns aspectes negatius que, fins fa poc temps, no s’havien tingut en compte.

La pluja àcida

Origen

Els combustibles utilitzats per a la locomoció i la producció elèctrica emeten òxids de sofre i nitrogen que reaccionen amb l’aigua dels núvols i produeixen àcids.

Àcids H 2 SO 4 HNO 3

SO 2 SO 3

Nx O y

EXPERIMENTA Imitem la pluja àcida

6. Per imitar l’efecte de la pluja àcida de manera accelerada, agafa una roca calcària com el marbre i deixala en vinagre (o salfumant) durant dos dies. Elabora un mural amb fotografies del procés en què mostris l’aspecte del marbre abans i després.

120 UNITAT 5

Solucions

• Reduir el consum de combustibles fòssils. • Eliminar el sofre abans d’utilitzar el combustible. • Eliminar els òxids abans d’emetre’ls a l’atmosfera. CO 2

Història

La Terra té una temperatura mitjana d’uns 14,3 ºC gràcies a la presència de diòxid de carboni (CO2), metà (CH4) i vapor d’aigua a la seva atmosfera. Aquests gasos actuen impedint que les emissions de calor del planeta en forma de radiació arribin a l’espai, de manera que provoquen un escalfament general. Sense la presència d’aquest efecte, el nostre planeta tindria una temperatura de −19 ºC.

L’efecte d’hivernacle

Efecte

Els darrers anys s’ha detectat un increment d’aquest efecte a causa de l’augment de la concentració d’aquests gasos a l’atmosfera.

CH 4

H2 O

Font de CO 2 : l’abús dels combustibles fòssils (carbó i petroli).

Conseqüències

• Descens en la capa de gels, augment del nivell del mar i modificació dels corrents oceànics. • Modificació del clima, que comporta l’increment de la sequera i dels fenòmens atmosfèrics violents. • Increment del risc d’incendis. • Desaparició d’espècies per destrucció del seu entorn.

Origen

El problema sorgeix quan la presència de CO2, CH4 i H 2O a l’atmosfera augmenta més del que era habitual, i es produeix un efecte d’hivernacle «extra».

CH 4

El vapor d’aigua correspon a un cicle natural i no és d’origen humà. Font de CH 4 : emissions procedents de la digestió del bestiar. Hi ha una font d’origen submarí, procedent de bosses de metà atrapades als fons i que, a causa de l’escalfament de l’oceà i de moviments tectònics, són alliberades.

Solucions

• Reduir l’ús de combustibles fòssils mitjançant la promoció d’energies renovables. • Controlar la quantitat de bestiar per a alimentació mitjançant un consum responsable.

Pots veure l’increment de la concentració de CO 2 a: goo.gl/Tp2HZd

UNITAT 5 121

PENSA I RAONA

Plantejaments que despertaran la teva curiositat i et motivaran cap a l’aprenentatge.

LABORATORI A L’AULA Experiments dissenyats per fer-los a l’aula, que t’ensenyaran a resoldre en la pràctica el que has après.

EXPERIMENTA Demostracions senzilles de pocs minuts que pots dur a terme amb material casolà i que van acompanyades d’activitats.

PROJECTES DE RECERCA Acturàs com un autèntic investigador i hauràs de dur a terme la teva missió aplicant el mètode científic.

Abans de començar et proposem un repte: una activitat motivadora i experimental sobre els continguts nous.

El volum d’un cos es pot calcular segons la seva forma. Si es tracta d’una forma regular, com per exemple una esfera o un prisma, en podem calcular el volum matemàticament amb les fórmules corresponents.

r

V = π · r2 · h

h r V = · π · r34 3

Tanmateix, és poc habitual trobar-nos a la natura amb cossos de forma regular. Habitualment, la forma és irregular, com una pedra o fins i tot nosaltres mateixos. Com podries calcular el teu volum?

PENSA I RAONA

Si omples completament una banyera fins a dalt i t’hi fiques a dins: a) Què és el que li passa a l’aigua? b) Una vegada introduït completament a la banyera, si t’hi submergeixes fins al fons, passarà el mateix?

Per a aquests casos, no hi ha cap fórmula matemàtica que ens pugui ajudar. Ens basem en el principi fonamental de la ciència: «dues matèries no poden ocupar el mateix espai». Quan submergim un objecte en un líquid, el volum del líquid puja, com en el cas de la banyera. El volum que introduïm, és a dir, el volum de l’objecte, és exactament el volum que ha ascendit.

EL LABORATORI A L’AULA El volum d’una pedra

1. Ara determinarem el volum d’un objecte irregular com una pedra de marbre. Necessitem una proveta, aigua i una pedra de marbre: a) Omplim la proveta amb aigua fins que n’ocupi aproximadament la meitat. Apuntem el nivell de l’aigua. b) Hi introduïm la pedra de marbre i anotem el nou volum. c) La diferència entre els dos volums és el volum de l’objecte.

ACTIVITATS

4. Converteix les unitats següents: a ) 500 g a kg. b ) 250 cm3 a L. c ) 1200 dg a Hg. d ) 1960 m3 a mL. 5. Calcula el volum en el SI d’una esfera de 10 cm de radi. CIÈNCIA 2.0

Aprèn a fer diferents tipus de mesurament de volums amb aquesta animació:

goo.gl/SLNuxr

UNITAT 2 35

PROJECTE DE RECERCA I: Juguem amb la densitat

IMPORTANT

Per dur a terme la recerca és interessant saber que la densitat de l’aigua és:

1 kg/L

[H2] Si tinc dos cossos de la mateixa massa i només un sura a l’aigua, quin serà, el gran o el petit?

1a FASE: PLANTEJAMENT DEL PROBLEMA

En aquesta unitat has estudiat què entenem per densitat. Seràs capaç, ara, d’aplicar els teus coneixements a una recerca? En aquest cas, utilitzarem un simulador molt divertit, que pots trobar a goo.gl/dJqQb5. La teva missió consistirà a resoldre els cossos misteriosos que s’oculten al final de la simulació i solucionar el problema:

QUÈ HA DE COMPLIR UN COS PERQUÈ SURI A L’AIGUA?

2a FASE: FORMULACIÓ D’HIPÒTESIS

Encara que hi ha moltes possibilitats, planteja’t, a partir dels teus coneixements actuals, algunes hipòtesis (respostes possibles) per a aquestes preguntes:

[H1] Perquè un cos suri, quant ha de valer la seva densitat?

[H3] Si tinc dos cossos del mateix volum i només un sura a l’aigua, quin serà, el de més massa o el de menys?

3a FASE: RECERCA Experiment 1: Presa de contacte

Primer, t’has de familiaritzar amb l’instrumental. En aquest cas és la simulació. 1. Agafa l’objecte de fusta i juga-hi: enfonsa’l, deixa’l caure, submergeix-lo. Fes el que vulguis amb l’objecte. Després, deixa’l en repòs, segueix les indicacions i calcula el següent: a) Deixa la massa a 2 kg, llegeix-ne el volum i calcula’n la densitat. b) Com pots esbrinar el volum submergit? c) Quina seria la densitat de l’objecte si només ocupés el volum submergit? d) Augmenta la seva massa a 4 kg i torna a respondre les preguntes anteriors. 2. Converteix l’objecte en gel i repeteix l’experiment. 3. Repeteix-lo una darrera vegada amb alumini. Què succeeix? 4. Marca l’opció A medida i, després, a l’esquerra, l’opció Mi bloque. Modifica la massa i/o el volum per aconseguir cossos que surin o que s’enfonsin. Verifica la hipòtesi [H1] que havies plantejat. Torna-la a redactar si cal.