Ciencias naturales 4n by María Candelaria Pagella

Ciencias

Ciencias naturales

naturales

Los materiales y sus Los ambientes aeroterrestres transformaciones

¿Qué sé?

 Analizá esta experiencia:

a) ¿Qué diferencia observás entre ambos pasos? ¿Qué ocurrió con la arcilla? b) ¿Qué otros materiales pueden “amasarse” como la arcilla? ¿Y qué materiales, además de amasarse, se endurecen cuando se secan? c) ¿Conocés otros materiales que habitualmente se transforman para producir algún objeto? Nombrá tres.

Se “amasa” arcilla húmeda.

Con esa arcilla, se modela un recipiente y se deja secar.

¿Qué son los materiales? Si mirás a tu alrededor, vas a ver muchos objetos que se usan para diferentes fines: la lapicera que utilizás para escribir en tu carpeta, el gas que alimenta las estufas o el aceite que empleás para condimentar la ensalada. Seguramente podés diferenciarlos por su color, por su aspecto, por el uso que les das, etc., pero todos tienen algo en común: están hechos con materiales. Cada objeto puede estar formado por un solo material, como un plato hecho de loza, o por varios, como un lápiz, que está hecho de madera y grafito. A su vez, un mismo objeto puede fabricarse con diversos materiales. Un florero, por ejemplo, puede ser de porcelana, de vidrio, de cerámica o de metal. También los hay hechos de dos materiales, por ejemplo, de vidrio recubierto de cuero. Este florero está hecho de un solo material: porcelana.

Los materiales

Los estados físicos de los materiales ¿En qué estados se encuentran los materiales? Seguramente ya escuchaste hablar de los materiales sólidos, líquidos y gaseosos. Todos los materiales sólidos tienen forma propia, como los cubitos de hielo que sacamos del freezer para enfriar las bebidas. Otros materiales sólidos son, por ejemplo, la madera, el hierro o una roca. Los líquidos, en cambio, adoptan la forma del recipiente que los contiene, como el agua que colocamos en la pava y que calentamos cuando queremos tomar mate. Otros líquidos son la nafta, el aceite y el vinagre. Los gases también adoptan la forma del recipiente que los contiene pero tienden a ocupar todo el espacio disponible. Por eso, cuando agitamos una botella de bebida gaseosa y luego la abrimos, ¡se hace un desparramo! El líquido sale con mucha fuerza, empujado por el gas que está adentro de la botella. Otros ejemplos de gases son el gas natural que sale por las hornallas de la cocina y el aire que respiramos.

El oro es un material sólido.

El té listo para tomar es un material líquido. Las cocinas hogareñas utilizan un material gaseoso como combustible.

Entre todos

Luciana les contó a sus compañeros: En el baño de las chicas hay una canilla abierta que no puedo cerrar. Le avisé a la maestra y me contestó que enseguida le iba a decir al portero para que la arregle. “¡Hay que cuidar el agua!”, me dijo. Lo mismo que dice mi papá en casa cuando dejo la ducha abierta y no me voy a bañar. Con el gas pasa lo mismo: no quiere que dejemos la hornalla prendida sin cocinar nada. “¡Así colaboramos para que alcance para todos!”, dice.  En pequeños grupos, respondan estas preguntas:

a) ¿Por qué la maestra y el papá de Luciana dicen que hay que cuidar el agua? b) ¿Qué quiere decir el papá de Luciana cuando pide que se cuiden el agua y el gas para que “alcance para todos”? c) ¿Te parece que cuidar estos y otros materiales es una forma de colaborar con la sociedad en la que vivimos? ¿Por qué? En la página 98 seguimos reflexionando entre todos.

El origen de los materiales

osario

Aleación: mezcla de dos o más metales o un metal y un material no metálico que mejora las propiedades que cada componente tiene por separado.

¿De dónde provienen los materiales? Los materiales pueden agruparse de diferentes maneras. Si lo hacemos según su origen, distinguiremos dos grandes grupos: los materiales naturales y los materiales elaborados o artificiales. Los materiales naturales se obtienen directamente de la naturaleza, como el algodón, el oro y la madera. Muchas veces requieren algunas transformaciones sencillas para poder fabricar objetos. A su vez, el ser humano fabrica materiales artificiales mediante diversos procesos a partir de otros materiales, a los que en este caso llamamos materias primas. Por ejemplo, la arena se transforma en un nuevo producto, el vidrio, cuando se la somete a altas temperaturas. Otros ejemplos de materiales elaborados son los plásticos, los cerámicos y las aleaciones, como el acero.

Los materiales naturales

El cuero es un material de origen animal.

Los materiales de origen vegetal, como el algodón con el que se fabrican hilos y telas, se obtienen de las plantas.

¿Qué tipo de materiales encontramos en la naturaleza? Si prestás atención, te vas a dar cuenta de que muchos de los objetos que utilizás todos los días, como un suéter de lana, los zapatos y otros, están hechos con materiales naturales. Algunos de esos materiales son de origen animal, mientras que otros provienen de los vegetales o los minerales. Veamos algunos ejemplos:  Materiales de origen animal: cuero, seda, lana, grasa, leche.  Materiales de origen vegetal: algodón, fécula de maíz, madera, aceites vegetales, azúcar.  Materiales de origen mineral: arena, metales como el oro, el cobre o el hierro, mármol, granito, sal de cocina.

Los materiales de origen mineral, como el granito, se obtienen de la superficie terrestre o del subsuelo.

Los materiales elaborados o artificiales ¿Qué materiales produce el ser humano? Como viste en el capítulo 6, al usar como materias primas los materiales naturales, el ser humano produce otros materiales que, en muchos casos, reemplazan poco a poco a los primeros. Para ello, hay que realizar transformaciones de esa materia prima. El resultado es un producto nuevo, en este caso, un material elaborado. Materias primas

Productos elaborados

Por ejemplo, a partir de arcilla mezclada con otros materiales se obtienen, por cocción en hornos especiales, diversos tipos de materiales cerámicos como el gres, la porcelana, la loza o la terracota. Con ellos se fabrican platos, macetas, floreros, etcétera. También se obtiene cemento que se utiliza en la construcción para unir ladrillos o revocar paredes. Con la arena, como ya vimos, se elabora vidrio, que se usa para fabricar envases, lentes, vajilla, lamparitas, etc. A partir del petróleo, un líquido oscuro y muy espeso que se extrae del subsuelo, se obtienen, mediante procesos más o menos sencillos, combustibles como la nafta, el gasoil y el querosén, que se usan en muchas maquinarias y en los motores de los vehículos. También pueden elaborarse plásticos, como el polietileno, el teflón y el telgopor, y algunas fibras textiles, como el nailon, la lycra o el poliéster. Otro ejemplo es la obtención de papel o cartón a partir de pasta de celulosa proveniente de la madera triturada.

✓ Juguetes plásticos fabricados a partir de derivados del petróleo.

✓ Hojas de papel fabricadas a partir de pasta de celulosa obtenida de la madera. 81

El vidrio se usa, entre otras cosas, para fabricar envases.

Las transformaciones de los materiales ¿Qué otros procedimientos de transformación de los materiales que no se hayan mencionado en esta página conocés? Hacé una lista y comparala con la de tus compañeros.

¿Cuáles son los procedimientos más comunes usados para transformar un material? Para preparar una comida es necesario realizar diferentes procedimientos, como cortar, pelar, moler, batir, cocinar al vapor, asar, freír, etc. Así, los ingredientes se transforman en una rica comida para saborear. Con muchos otros materiales ocurre algo similar: cambian al aplicar sobre ellos diversos procesos de transformación. Los más comunes son:  Trituración: permite reducir el tamaño de un material (por ejemplo, rocas) mediante el uso de máquinas apropiadas. Para triturar manualmente se puede usar un utensilio llamado mortero.  Moldeado: permite dar la forma deseada a un material mediante el uso de moldes, donde se coloca el material blando o en estado líquido (y en caliente) y se deja enfriar para que endurezca. Es aplicable a plásticos, metales y vidrio.  Modelado: si recordás la experiencia inicial, este procedimiento también posibilita dar forma a un material. Por lo general, es utilizado en alfarería y en escultura.  Pulido: se realiza en la superficie de los materiales para mejorar su aspecto o permitir su mejor manipulación. Se usa sobre materiales duros, como la madera, la piedra y los metales.  Transformaciones químicas: son cambios que modifican alguna de las características de un material, como la textura, el olor o el sabor. Por ejemplo, con el propósito de evitar que el cuero se eche a perder, se lo trata con productos químicos. De este modo, se obtiene un material duradero y más flexible.

Los alimentos se transforman cuando se prepara una comida.

El pulido les otorga brillo a los metales.

Al cuero se lo trata con productos químicos para aumentar su flexibilidad y durabilidad.

El hierro y la fabricación de acero tor his ia

l a ci e n c

Desde la Antigüedad las personas aprovecharon los materiales que encontraban en el ambiente en el que vivían, ya sea para alimentarse, abrigarse o fabricar herramientas. Sabían dónde buscarlos y fueron aprendiendo a transformarlos para aumentar su durabilidad o mejorar su calidad. Uno de los primeros materiales artificiales elaborados por los seres humanos fue el bronce, una aleación de cobre y estaño. Durante miles de años este material se utilizó en la fabricación de armas, joyas y numerosos objetos, como recipientes para cocinar. Debido a su importancia, le dio su nombre al período histórico conocido como Edad del Bronce. Más tarde se perfeccionaron los métodos de obtención del hierro y sus aleaciones. El uso de este nuevo material también dio nombre al período histórico conocido como Edad del Hierro. Hoy en día, el hierro y uno de sus derivados, el acero, siguen siendo dos de los metales más utilizados. ¿Cómo se obtienen el hierro y el acero? Como la mayoría de los metales, el hierro se obtiene a partir de ciertos minerales, como la hematita o la magnetita, que componen las rocas. Triturando estas rocas y aplicando algunas transformaciones químicas, se separa el hierro del resto. Para fabricar acero, el hierro se mezcla con pequeñas cantidades de carbón. Esto se realiza en los llamados altos hornos, donde el hierro se calienta a temperaturas muy elevadas hasta que se funde, es decir, hasta que pasa al estado líquido.

En la provincia de Jujuy se encuentra una importante fábrica donde se obtiene acero.

Repaso hasta acá  Respondé las siguientes preguntas.

a) ¿De dónde provienen los materiales? b) ¿Cómo se clasifican los materiales según su origen? c) ¿Cómo se clasifican los materiales según su estado físico? d) ¿Para qué sirve transformar los materiales?  Milagros leyó un artículo sobre los metales y sostiene que el hierro es un material natural. ¿Qué explicación le darías para demostrarle que su afirmación es incorrecta? 83

El uso de los materiales ¿Para qué usamos los materiales? Parate en algún lugar de tu casa y mirá a tu alrededor. Te darás cuenta de que para construir una casa se utilizan muchos materiales diferentes. Los más habituales son los cerámicos, las maderas, los metales y sus aleaciones y los plásticos. En general, los materiales deben ser abundantes, fáciles de obtener y baratos, además de cumplir diversas condiciones de resistencia y durabilidad.

Cerámicos: cuando la arcilla se calienta a altas temperaturas, se obtienen materiales duros llamados cerámicos, como los ladrillos, las tejas y los azulejos, que son los más usados en la construcción.

Hormigón armado: es una mezcla de arena, piedra, acero y cemento que se utiliza en la industria de la construcción.

Vidrio: se fabrica con arena y se lo usa, por ejemplo, para las ventanas.

Plásticos: se obtienen a partir de petróleo y es un material ampliamente utilizado en la construcción, por ejemplo, en cañerías. Además, con los plásticos se fabrican objetos de cocina, indumentaria y adornos para el hogar.

Rocas: se pueden utilizar directamente para construir paredes o darles otros usos, por ejemplo, el granito para pisos y mesadas, el mármol para revestir o adornar, y la pizarra para hacer techos.

Madera: fue muy usada para construir casas, ya que era fácil de obtener en zonas donde abundaban los árboles. Es resistente si se la cuida en forma adecuada. En la actualidad se la emplea para las terminaciones y los muebles.

Metales y sus aleaciones: principalmente el hierro y el acero, y también el aluminio y el zinc, se usan en la construcción. Además, con ellos se fabrican numerosos objetos, como el buzón para las cartas o los marcos de las ventanas.

Papel: se fabrica con pasta de celulosa que se obtiene de la madera y se la emplea para recubrir paredes o como hojas para escribir o envoltorios.

Técnicas y habilidades

Hacer cuadros sinópticos  Algunos diagramas o esquemas pueden conectar entre sí las ideas principales contenidas en

un texto por medio de llaves, corchetes o flechas. A modo de ejemplo, te presentamos este sobre los materiales. Observalo con atención y completalo.

Sólido Estado

Líquido

Leche

Gas

Aire

Materiales

Animal Natural

Plumas

Vegetal Mineral

Petróleo

Origen

Cuando un esquema se presenta como el que acabás de completar, recibe el nombre de cuadro sinóptico. Se trata de una síntesis de la información que nos brinda un texto, organizada en forma visual. Este tipo de cuadros nos ayuda a rescatar y ordenar las ideas principales de un texto y nos permite mejorar su comprensión a través de una representación esquemática de la información. Las características de un cuadro sinóptico son la brevedad, la ausencia de detalles secundarios y la expresión de lo esencial del tema.  Leé nuevamente la página 82 y subrayá las

 Agregá ejemplos para cada uno de los pro-

ideas principales. Luego organizá la ideas cesos de transformación de los materiales. que subrayaste en un cuadro sinóptico. Si  ¿Te fue fácil armar el cuadro sinóptico? ¿Qué aspectos tendrías que mejorar? es posible, utilizá llaves, corchetes o flechas para conectarlas entre sí. 85

¿Qué aprendí?

4. Uní con una flecha la materia prima y el producto elaborado.

1. Hacé una lista de los objetos que tenés en la cartuchera y escribí con qué material o materiales está hecho cada uno. Anotá también cuál es el origen de cada material.

5. Redactá en tu carpeta las referencias del siguiente acróstico. a b

P B R O N e N A T f A R c

3. ¿Cuál de estos objetos no está hecho con un material cerámico? Justificá tu respuesta.

C U C E L U L O i

j B

C D

E C U T

M A T E R I A L E S

I N E R A L R E N A R Ó L E O A F C A R A

L I C I A L E R O N A O

6. Analizá cada situación e indicá qué procedimiento conviene aplicar para transformar un material. a) La mamá de Victoria notó que los herrajes de bronce de la puerta de entrada perdieron el brillo y quiere recuperarlo. b) Un orfebre fundió oro y desea fabricar un anillo. c) En una cantera retiraron una gran roca de magnetita y los mineros quieren achicarla para poder transportarla en el camión. d) Antonella preparó una masa de arcilla y agua, y quiere fabricar una vasija.

2. Indicá si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F). Explicá las razones de cada una de tus elecciones. a) Entre los primeros materiales que utilizó el ser humano se encuentran los plásticos. b) Si se pule la madera, cambia su textura. c) Cuando se los calienta a altas temperaturas, los metales se queman. d) La loza es un material plástico. e) La mayoría de los plásticos se obtienen a partir del vidrio. f) La arcilla y la plastilina son materiales que se pueden modelar.

7. En la primera página del capítulo te propusimos que analizaras una experiencia sencilla y respondieras algunas preguntas. Ahora, después de leer todos los temas, revisá nuevamente tus respuestas. ¿Estuvieron correctas? ¿Cambiarías alguna? Explicá por qué. 8. Aquí te presentamos nuevamente las preguntas que aparecen al inicio de cada tema. Respondelas en forma breve y, luego, subrayá en cada una las palabras clave.

a) ¿Qué son los materiales? b) ¿En qué estados se encuentran los materiales? c) ¿De dónde provienen los materiales? d) ¿Qué tipo de materiales encontramos en la naturaleza? e) ¿Qué materiales produce el ser humano? f) ¿Cuáles son los procedimientos más comunes usados para transformar un material? g) ¿Cómo se obtienen el hierro y el acero? h) ¿Para qué usamos los materiales?

9. Con las siguientes palabras clave completá esta red de conceptos: estados, elaborados o artificiales, vegetal, modelado, trituración, muebles. Materiales

Origen

Transformaciones

Sólido

Usos

Construcción Naturales

Líquido

Moldeado Animal

Gaseoso

Objetos de cocina

Pulido Mineral Químicas

Adornos

Fede y sus compañeros tienen que confeccionar una huerta como parte de un trabajo grupal de Ciencias naturales. La directora los autorizó a construirla en un lugar en la escuela con la condición de que la cuiden a lo largo de todo el año. Este es un desafío interesante: tienen que organizarse para el diseño, el cuidado y el mantenimiento de la huerta. ¡Ahora, a trabajar! Hay mucho por hacer: organizar equipos de trabajo, preparar la tierra, decidir qué van a sembrar, juntar el dinero para comprar las semillas, organizarse para cuidar la huerta… Y ponerse de acuerdo en todo esto ¡no parece sencillo! ¿Cómo vamos a juntar plata para comprar las semillas? ¿Y las maderitas? Yo vi que a las huertas les ponen unas para sostener las plantas...

Pero no decidimos lo que vamos a sembrar. ¿Cómo sabemos cuánta plata tenemos que juntar?

¡Yo propongo que organicemos una rifa!

Podemos sembrar lechuga y algunas otras hortalizas. Dicen que crecen rápido…

Mi papá me dijo que si sembramos lechuga, cuando llegue el invierno se van a quemar las hojas por el frío. ¡Si a vos la seño no te dijo que lo hagas!

Voy a hacer una lista con los grupos. Si nadie se encarga, no vamos a saber a quién le toca cada cosa…

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Entre todos

Acuerdos en la huerta

Cuando queremos realizar algo entre todos, necesitamos tener bien en claro lo que queremos hacer y cómo lo vamos a llevar a cabo. Esto es fundamental porque nos permite conocer el objetivo para el que vamos a trabajar y la manera en la que lo vamos a hacer. Pero, para llegar a esto, es necesario dialogar y lograr acuerdos que sirvan para cumplir el objetivo. Esto no es sencillo, pero si sabemos escuchar y aceptar las distintas opiniones, y trabajamos con responsabilidad, podemos resolver los conflictos que puedan surgir en el desarrollo de una actividad. •

¿Cómo les habrá ido a los chicos con el trabajo en equipo? Júntense en pequeños grupos y resuelvan. a) Lean todas las cosas que dijeron los chicos: a lo largo de todo el año? ¿Qué creen que ¿qué conflictos aparecen? Intercambien quiso favorecer con esto? opiniones y escriban en dos columnas los c) Escriban un listado con los compromisos conflictos (problemas), por un lado, y las que debería asumir cada equipo de trabajo posibles soluciones, en la otra. para poder llevar adelante una actividad b) ¿Por qué creen que la directora les puso grupal con responsabilidad. como condición que debían cuidar la huerta Seño, mi mamá tiene unas plantitas de tomates en macetas, ¿servirán para la huerta? Podríamos plantarlas acá… Claro que pueden servir.

Si no tienen lo que necesitan, nos va a ir mal en el trabajo…

¿Tenemos preparada la lista de tareas para cada grupo?

No, los grupos todavía no se organizaron…. Para hoy tenías que traer las semillas de nuestro grupo…

Volvemos a los “capis” ¡Claro! ¡Ahora la seño se va a enojar con todos por tu culpa!

En los Entre todos de esta sección compartimos situaciones relacionadas con la responsabilidad y la resolución de conflictos para lograr objetivos comunes. Vuelvan a leerlas y escriban una oración que sintetice lo que reflexionaron en cada una. 143

Habilidades en acción Miramos el mundo con ojos científicos..................................... 145 Preparamos un terrario (Técnicas y habilidades de las páginas 23 y 73) ............................. 146 Ensayamos con germinadores (Técnicas y habilidades de las páginas 29 y 53).............................. 148 Transformamos un material en otro (Técnicas y habilidades de las páginas 23 y 91)............................... 150 Exploramos el electroscopio (Técnicas y habilidades de las páginas 53 y 117)............................. 152 Elaboramos cristales (Técnicas y habilidades de las páginas 105 y 125)........................... 154 Describimos en ciencias............................................................. 156 Trabajamos con las definiciones............................................... 158 Leemos un texto de ciencias..................................................... 160

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