COLEGIO MARÍA INMACULADA         

               CENTRO CONCERTADO. ZAFRA. BADAJOZ. 

                                             PROFESOR: FRANCISCO JAVIER GORDILLO ORTIZ                                               

PROGRAMACIÓN: Física y Química 4º E.S.O. 

 

Unidad 1. El movimiento y su descripción.

 

INTRODUCCIÓN

En esta unidad se lleva a cabo un acercamiento a la cinemática. El primer paso es aclarar qué se entiende por movimiento. De la propia definición se desprende que es un concepto relativo, dependiente del observador. A continuación se introducen las magnitudes más elementales para poder cuantificarlo, como posición, desplazamiento, espacio recorrido…

La velocidad se presenta en dos fases. En un primer momento solo se indica que es el parámetro que relaciona el espacio recorrido con el tiempo. Posteriormente, tras diferenciar entre magnitudes vectoriales y escalares, se habla del vector velocidad. Tanto para la posición como para la velocidad se describen sus gráficas respecto del tiempo y cómo obtener información a partir de ellas.

Otro aspecto tratado es la clasificación de los movimientos, atendiendo al tipo de trayectoria (rectilíneos frente a curvilíneos) y a la constancia del módulo de la velocidad (uniformes frente a variados). Solo uno de ellos, el rectilíneo uniforme, se desarrolla en la parte final de la unidad.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben recordar que en el universo, todo está en continuo movimiento, que un cuerpo se mueve cuando cambia de posición respecto a otro y que dicha posición se establece en relación con un sistema de referencia que consideramos fijo.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Asociar a cada magnitud cinemática un símbolo y utilizar con propiedad los vocablos con que se definen. (C1, C3)

Calcular el valor numérico de las magnitudes de los movimientos rectilíneos y uniformes. (C2, C3)

Ser capaces de describir un movimiento simple por medio de un texto, una tabla numérica, una gráfica o una ecuación matemática. (C3, C4)

Integrar en la vida cotidiana los conocimientos expuestos en la unidad: planificación de viajes, distancia de seguridad… (C3, C5, C7)

 

OBJETIVOS

·         Determinar, relacionar y expresar gráfica y numéricamente las magnitudes básicas con que se describen los movimientos.

·         Clasificar los movimientos atendiendo a distintos criterios y describir cuantitativamente el rectilíneo uniforme.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Reconocer las magnitudes cinemáticas elementales.

2. Extraer información de las magnitudes del movimiento a partir de la relación, gráfica o numérica, de la posición y la velocidad con respecto al tiempo.

3. Identificar el tipo de movimiento a partir de diferentes datos numéricos o gráficos.

4. Plantear y resolver problemas relacionados con el movimiento rectilíneo uniforme.

CONTENIDOS

Conceptos

·         Definición de movimiento y su relatividad.

·         Magnitudes del movimiento: posición, desplazamiento, espacio recorrido…

·         Ecuación del movimiento.

·         Magnitudes escalares y vectoriales.

·         Velocidad media e instantánea. Vector velocidad.

·         Gráficas s-t y v-t.

·         Tipos de movimientos: uniformes frente a variados; rectilíneos frente a curvilíneos.

·         Movimiento rectilíneo uniforme.

Procedimientos

·         Describir un mismo movimiento desde diferentes sistemas de referencia.

·         Representar e interpretar gráficas s-t, sin confundirlas con la trayectoria.

·         Transformar entre sí distintas unidades de posición y de velocidad.

·         Dibujar el vector velocidad en un punto cualquiera de la trayectoria.

·         Representar e interpretar gráficas v-t.

·         Realizar cálculos numéricos con la ecuación del movimiento de uno rectilíneo uniforme

Actitudes

·         Valoración de la necesidad de cuantificar los fenómenos físicos para lograr una descripción rigurosa de los mismos.

·         Adquisición de hábitos de seguridad vial, tanto en la faceta de peatones como en la de conductores.

·         Apreciación de la importancia del estudio de los movimientos en el surgimiento de la ciencia moderna.

·         Interés por el manejo cuidadoso del material de laboratorio.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

A lo lago de toda la unidad deben abordarse aspectos relacionados con la Educación vial, fundamentalmente aspectos que hagan referencia a la prudencia en la conducción de bicicletas y ciclomotores, además de comprender la importancia de respetar las leyes existentes sobre las velocidades permitidas al conducir por ciudad, carretera, etc.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Bureta larga, tiras de papel, bolas de distintos materiales y tamaños, líquidos de diferente viscosidad.

b) En el aula

Películas de vídeo, como Vectores, de la colección El Universo Mecánico.

Páginas web y/o animaciones (applets) reseñadas en la unidad.

 

 

Unidad 2. Los movimientos acelerados.

 

 

INTRODUCCIÓN

Conocidos ya los conceptos de espacio, desplazamiento y velocidad, ahora se ha de introducir el de aceleración. El vector velocidad puede variar bien en módulo, bien en dirección, lo que origina las dos componentes intrínsecas de la aceleración. Estas se definen a través del estudio de la aceleración en movimientos rectilíneos por un lado y en movimientos circulares por otro.

Se expone el movimiento uniformemente acelerado, con sus ecuaciones para la aceleración, velocidad y posición. La interpretación de sus gráficas respecto del tiempo complementa la descripción. Un caso particular y muy significativo del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (mura) es el de caída libre, en el que se reseñan algunos hitos históricos sobre el tema y, a continuación, ya se hace referencia a la aceleración de la gravedad y su variación con la latitud.

Por último, se aborda el movimiento circular uniforme, destacando su carácter periódico y recordando la presencia de aceleración a pesar de que el módulo de la velocidad no varía. La unidad concluye con la presentación de las magnitudes cinemáticas angulares, lo cual exige definir previamente el radián, y su relación con las magnitudes lineales.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben saber que el espacio recorrido por un móvil es una distancia que se mide en metros en el Sistema Internacional de Unidades (S.I.), que la trayectoria descrita por él es una línea recta o curva y que la rapidez de un movimiento es la relación entre el espacio recorrido y el tiempo invertido en recorrerlo.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Desarrollar la creatividad y el espíritu crítico aprovechando el debate histórico sobre la caída libre. (C8)

Reconocer las causas de la aceleración y calcularla en trayectorias rectilíneas y circulares. (C2, C3)

Valorar la precisión de los lenguajes matemático y gráfico y expresar mediante ecuaciones o gráficas un movimiento uniforme. (C1, C3, C4)

Adaptarse al trabajo en equipo mediante la cooperación en las prácticas de laboratorio. (C5)

Apreciar la utilidad de los conocimientos expuestos en la unidad y ponerlos en práctica en la vida diaria, por ejemplo, en todo lo relacionado con la seguridad vial. (C3, C5, C7)

 

OBJETIVOS

·         Justificar la aceleración como consecuencia de la variación del vector velocidad.

·         Describir cuantitativamente el mrua y aplicarlo a la caída libre.

·         Describir cuantitativamente el mcu, tanto con sus magnitudes lineales como angulares.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Reconocer y, en su caso, calcular cuándo un movimiento tiene aceleración.

2. Interpretar las gráficas de la velocidad y de la posición frente al tiempo.

3. Plantear y resolver problemas relacionados con el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

4. Relacionar las magnitudes lineales y angulares del movimiento circular uniforme.

5. Plantear y resolver problemas relacionados con el movimiento circular uniforme.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Variación del vector velocidad: movimientos acelerados.

·         Aceleración media e instantánea.

·         Aceleración en movimientos rectilíneos: aceleración tangencial.

·         Aceleración en movimientos circulares uniformes: aceleración normal.

·         Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

·         Ecuaciones del movimiento, la velocidad y la aceleración del mrua.

·         Caída libre.

·         Movimiento circular uniforme (mcu).

·         Periodo y frecuencia.

·         Posición y velocidad angulares.

·         Ecuación del movimiento circular uniforme.

Procedimientos

·         Representar el vector aceleración en movimientos uniformes (rectilíneo y circular).

·         Representar e interpretar gráficas s-t, v-t y a-t del mrua y mcu.

·         Atribuir a la aceleración el signo correcto según el caso.

·         Realizar cálculos numéricos con las ecuaciones del movimiento y de la velocidad en el mrua.

·         Aplicar los procedimientos propios del mrua a la caída libre.

·         Calcular el período, frecuencia y demás magnitudes cinemáticas en el mcu.

·         Relacionar las magnitudes lineales y angulares del mcu.

Actitudes

·         Aplicación de los conocimientos expuestos en la unidad a los movimientos de la vida cotidiana.

·         Consideración de la repercusión que tuvo el desarrollo de la cinemática y, en particular, el estudio de la caída libre, en el nacimiento de la ciencia moderna.

·         Disposición a utilizar los términos y expresiones científicas idóneas en cada situación.

·         Aceptación de la provisionalidad de los resultados científicos: la ciencia no asegura certezas inamovibles.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

A lo largo de toda la unidad debe abordarse principalmente la Educación vial. Además, pueden incluirse aspectos relacionados con la Educación para la paz y Educación moral y cívica, tratando aspectos derivados de la intransigencia de algunas personas ante las ideas de otros, como en el caso de Galileo.

 

Unidad 3. Las fuerzas y el movimiento.

 

INTRODUCCIÓN

Una vez que sabemos cómo describir el movimiento hemos de dar un paso más: ¿Por qué se mueven los cuerpos? Ésta es la pregunta a la que vamos a dar respuesta en la presente unidad. Se comienza la exposición introduciendo el concepto de fuerza y explicando cómo medirla mediante dinamómetros, basados en la ley de Hooke.

La parte primordial del tema es la referida a los principios de la dinámica, publicados por Newton en 1687. El principio de inercia, con el que se recalca que las fuerzas no son las causas del movimiento de los cuerpos, sino de la variación de su velocidad. El principio fundamental de la dinámica, que se aprovecha para introducir la masa inercial y explicar la composición de fuerzas. También se aclaran las consecuencias sobre el vector velocidad que tienen las fuerzas según su dirección. El principio de acción y reacción, que nos indica que las fuerzas siempre aparecen por pares, pero con puntos de aplicación en distintos cuerpos.

A continuación se detallan más pormenorizadamente los efectos de las fuerzas constantes en móviles con trayectoria rectilínea. Dan lugar a movimientos uniformemente acelerados, en los que el módulo de la aceleración puede aumentar o disminuir según el sentido de la fuerza.

En el primer apartado de la unidad se mencionaron dos tipos de fuerzas, las elásticas y el peso. En el último se estudia uno más, las de rozamiento, que pueden facilitar el movimiento en algunas ocasiones y dificultarlo en otras.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben conocer que las fuerzas son consecuencia de las interacciones de unos cuerpos con otros que pueden producir deformaciones y que, cuando actúan sobre cuerpos que se mueven, alteran su movimiento.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Aprovechar los resultados teóricos expuestos en el aula para dar explicación a multitud de fenómenos cotidianos que se rigen por los principios de la dinámica. (C3, C7)

Obtener conclusiones sobre la presencia o no de una fuerza y determinar sus características a partir de la información gráfica del movimiento de un cuerpo. (C3, C4)

Plantear y resolver problemas aplicando los principios de la dinámica. (C1, C2, C3)

Ejercitarse en la búsqueda de información a través de Internet. (C4)

 

OBJETIVOS

·         Comprender y aplicar los principios de la dinámica.

·         Familiarizarse con algunos tipos elementales de fuerzas.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Familiarizarse con algunos tipos elementales de fuerzas.

2. Identificar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y averiguar sus efectos sobre el movimiento.

3. Determinar las fuerzas de acción y reacción que actúan en un sistema físico, indicando sus puntos de aplicación.

4. Reconocer las fuerzas elásticas y de rozamiento y aplicar sus características específicas en casos prácticos.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Concepto de fuerza.

·         Fuerzas por contacto y a distancia.

·         Ley de Hooke.

·         Dinamómetros.

·         Principio de inercia.

·         Segundo principio de la dinámica.

·         Masa inercial.

·         Aproximación de punto material.

·         Principio de acción y reacción.

·         Fuerzas de rozamiento.

Procedimientos

·         Identificar fuerzas a partir de la trayectoria del móvil y de sus gráficas s-t y v-t.

·         Señalar las variaciones que una fuerza dada origina sobre el vector velocidad.

·         Componer fuerzas concurrentes.

·         Realizar cálculos numéricos con el segundo principio de la dinámica.

·         Localizar los puntos de aplicación de las fuerzas de acción y reacción.

Actitudes

·         Disposición a relacionar los conocimientos de cinemática y dinámica para alcanzar una comprensión más profunda de estas materias.

·         Aprecio hacia la figura de Newton como uno de los grandes científicos de la historia.

·         Interés por la manipulación adecuada del material de laboratorio.

·         Consideración de los conocimientos teóricos como un paso previo a sus aplicaciones prácticas.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

En esta pueden abordarse aspectos relacionados con la Educación para la paz y la Educación moral y cívica, utilizando las prácticas de laboratorio para promocionar el trabajo en equipo y enseñando a respetar las normas de comportamiento y seguridad.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Muelle, soporte, cinta métrica, pesas y portapesas; bola perfectamente esférica y pulida; carrito y riel, cuerda, cinta de papel, cronovibrador.

 

Unidad 4. Las fuerzas y el equilibrio de los sólidos

 

INTRODUCCIÓN

El núcleo de la unidad es el equilibrio de los sólidos. Para poder estudiarlo hay que recordar que hasta el momento se han tratado los cuerpos como masas puntuales y que ahora vamos a considerar los sólidos con dimensiones, con posibilidad no solo de trasladarse, sino también de rotar. Ese movimiento de rotación será causado o modificado por una nueva magnitud, el momento de una fuerza. Tras definirla, se ve cuál es el momento de un par de fuerzas y, en general, cómo se componen fuerzas paralelas. Llegados a este punto ya se está en disposición de comprender cuáles son las condiciones para que un sólido rígido esté en equilibrio.

A continuación se presenta el concepto de centro de gravedad y cómo encontrarlo en sólidos con simetría o irregulares, pero planos. Se aprovecha el centro de gravedad para clasificar los tipos de equilibrio que pueden presentarse. Termina la unidad aplicando las condiciones de equilibrio a las máquinas simples, haciendo hincapié en la polea y, especialmente, en la palanca. Se estudia su utilidad, su ley y sus tres clases o géneros.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Las fuerzas son magnitudes vectoriales que rigen el equilibrio de los cuerpos. Los alumnos deben ser conscientes de la importancia de que en todas las obras de ingeniería o arquitectura ha de existir un perfecto equilibrio de fuerzas.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Explicar el funcionamiento de herramientas o utensilios cotidianos basados en la ley de la palanca para intentar maximizar su eficacia. (C3, C7)

Familiarizarse con el uso de las tecnologías digitales como fuente de información que complementa los medios tradicionales. (C4)

Analizar las causas del equilibrio de los cuerpos integrando los conocimientos sobre el centro de gravedad y condiciones de equilibrio con las experiencias de la vida diaria. (C3, C7)

Valorar las aplicaciones de la estática de los sólidos en la seguridad de los edificios, el desarrollo de obras públicas… (C3, C5)

 

OBJETIVOS

·         Comprender las condiciones de equilibrio de un sólido.

·         Analizar el equilibrio de algunas máquinas simples.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Calcular el módulo del momento de una fuerza.

2. Componer fuerzas paralelas.

3. Evaluar si un sólido se encuentra en equilibrio o no.

4. Describir el funcionamiento de la palanca y la polea.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Sólido rígido.

·         Traslación y rotación.

·         Momento de una fuerza: definición, unidad y signo.

·         Par de fuerzas.

·         Equilibrio de un sólido.

·         Centro de gravedad.

·         Tipos de equilibrio estático.

·         Máquinas simples.

·         La palanca: concepto y clases.

·         La polea: concepto, utilidad y tipos.

Procedimientos

·         Calcular el momento de una fuerza respecto del eje de giro.

·         Componer fuerzas paralelas.

·         Aplicar las condiciones de equilibrio estático de un sólido.

·         Encontrar experimentalmente el centro de gravedad de un sólido irregular plano.

·         Realizar cálculos con la ley de la palanca.

·         Aplicar la condición de equilibrio de una polea fija.

Actitudes

·         Apreciación de la relevancia del equilibrio de sólidos tanto en aplicaciones cotidianas como en el desarrollo de la arquitectura e ingeniería.

·         Disposición para realizar búsquedas a través de internet, aceptándolo como una fuente de información irrenunciable hoy en día.

·         Interés por expresarse con los términos técnicos apropiados a cada caso.

·         Respeto por los controles de calidad con que se debe construir obras públicas, como, por ejemplo, los puentes.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

A través de la importancia de las máquinas y su influencia en el desarrollo social pueden abordarse aspectos relacionados con la Educación moral y cívica y la Educación para la paz.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Tres dinamómetros de 10 N, tres ventosas, una varilla metálica horadada a intervalos regulares, papel cuadriculado y papel adhesivo.

b) En el aula

Películas de vídeo, como Torsión y giroscopios de la colección El Universo Mecánico.

Recortes de prensa con noticias sobre grandes logros de la ingeniería o arquitectura, como construcción de puentes, rascacielos… y, en contraposición, de accidentes trágicos (derrumbes de edificios, puentes…).

 

Unidad 5.Las fuerzas y el equilibrio de los fluidos

 

INTRODUCCIÓN

Tras estudiar el equilibrio en los sólidos resulta natural hacerlo ahora en los líquidos y gases. El primer requisito es definir una nueva magnitud, la presión, como cociente de la fuerza y la superficie sobre la que se ejerce. Esa fuerza puede estar originada por el peso del fluido en el que se encuentra sumergido un cuerpo, lo que permite introducir el principio fundamental de la estática de fluidos. Si la fuerza se debe al peso de la masa de aire que rodea la Tierra se tiene la presión atmosférica, puesta de manifiesto, por ejemplo, por la experiencia de Torricelli.

A lo largo de la unidad se presentan distintas unidades de presión y la equivalencia entre ellas.

A diferencia de los gases, los líquidos son prácticamente incompresibles, y en ellos puede definirse el principio de Pascal. Se ven algunas de sus aplicaciones, como los vasos comunicantes o los sistemas hidráulicos. La unidad concluye con el principio de Arquímedes. Se razona la aparición del empuje, se analizan las condiciones de equilibrio de un sólido total o parcialmente sumergido en un fluido y se presentan diferentes aplicaciones.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben recordar que la materia se puede presentar en tres estados; sólido, líquido y gaseoso, con propiedades muy diferentes; los dos últimos, con una propiedad común, son fluidos. Deben conocer también que todos los seres que viven sobre la superficie del planeta, están sometidos a la presión atmosférica y que los seres marinos viven sometidos a enormes presiones hidrostáticas. Por último, deben saber que las variaciones de presión en la atmósfera condicionan el clima.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Estimar la variación de presión que se experimenta a diferentes alturas (desde el buceador hasta el alpinista) y valorar los riesgos para la salud que conlleva. (C3, C5)

Aplicar los principios de Pascal y de Arquímedes para explicar la multitud de fenómenos y dispositivos de uso común basados en ellos. (C3, C7)

Interpretar lecturas de barómetros en cualquier unidad de presión, pudiendo ser capaces de transformar unas unidades en otras. (C2, C3)

Adquirir un lenguaje científico adecuado, que nos permita comprender y comunicar información con precisión. (C1)

Procesar diestramente la información recogida en las prácticas de laboratorio, así como ser creativo en el diseño de nuevas experiencias. (C2, C3, C4, C8)

 

OBJETIVOS

·         Comprender el concepto de presión sobre un sólido.

·         Conocer y aplicar los principios de la estática de fluidos.

 


 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Calcular la presión que una fuerza ejerce sobre un sólido.

2. Determinar la presión que soporta un cuerpo sumergido en un líquido.

3. Explicar algunos dispositivos basados en el principio de Pascal.

4. Justificar la presión atmosférica mediante el principio fundamental de la estática de fluidos.

5. Hallar el empuje que actúa sobre un cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Presión.

·         Definición de diversas unidades de presión.

·         Compresibilidad de fluidos.

·         Principio fundamental de la estática de fluidos.

·         Principio de Pascal.

·         Vasos comunicantes y sistemas hidráulicos.

·         Presión atmosférica.

·         Barómetros.

·         Empuje.

·         Principio de Arquímedes.

·         Aplicaciones del principio de Arquímedes.

Procedimientos

·         Calcular presiones, conocida la fuerza y la superficie, o por medio del principio fundamental de la hidrostática.

·         Transformar entre sí diferentes unidades de presión.

·         Aplicar la definición de presión y el principio de Pascal a los sistemas hidráulicos.

·         Hallar el empuje que experimenta un cuerpo.

·         Analizar las condiciones de equilibrio de un sólido sumergido en un fluido.

Actitudes

·         Reconocimiento de la variedad e importancia de las aplicaciones tecnológicas de la estática de fluidos.

·         Apreciación de la adaptación del ser humano a una presión determinada y las nocivas consecuencias que tiene su variación.

·         Consideración de la presión como el concepto central de la estática de fluidos.

·         Interés por documentarse a través de las tecnologías de la información.

·         Valoración de las medidas de seguridad con que debe operarse en un laboratorio.

 


 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

Se pueden abordar contenidos relacionados con la Educación ambiental mediante ejemplos como suministro de agua a las ciudades, transvases entre ríos, pozos artesianos, etc. También pueden tratarse contenidos relacionados con la Educación para la salud, con ejemplos relacionados con las inmersiones a diferentes profundidades y los daños que pueden ocasionar.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Dinamómetro de 10 N, probeta de 1000 cm3 de boca ancha, vaso de precipitados, cuerpos de diferentes metales (aluminio, cinc, hierro), líquidos diversos (agua, etanol, glicerina).

b) En el aula

Puede mostrarse algún material en clase y llevar a cabo con él alguna experiencia. Por ejemplo: ludión, discos (ventosas) de Magdeburgo…

Películas de vídeo, como Examinando la estructura de los líquidos de la colección El Universo Mecánico.

 

Unidad 6. La Tierra en el Universo.

 

INTRODUCCIÓN

En el primer epígrafe se definen algunos conceptos elementales de las coordenadas celestes. A continuación, ya se aborda uno de los núcleos de la unidad, las distintas explicaciones dadas por la humanidad a lo largo de la historia sobre la posición de la Tierra en el universo. Se exponen los modelos geocéntricos de Aristóteles y de Ptolomeo y el modelo heliocéntrico de Copérnico, defendido fervientemente por Galileo. Se hace balance de sus logros y deficiencias, y se recapitulan los argumentos manejados por los defensores de uno y otro modelo hasta el siglo xvii.

El sistema heliocéntrico copernicano evoluciona con las leyes de Kepler y se consolida con la ley de gravitación universal de Newton. Se cuantifica la atracción gravitatoria entre dos masas y se aplica la ley al cálculo de la aceleración de la gravedad y al peso de los cuerpos. La síntesis newtoniana supone un avance científico de primera magnitud y así se valora en la unidad. Esta concluye exponiendo cómo se concibe en la actualidad el universo: origen, evolución y qué medios se utilizan en su observación.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben saber que el Sol es una de las estrellas de la Vía Láctea y que todas las estrellas que podemos ver pertenecen a nuestra galaxia. Que la Vía Láctea es la galaxia donde vivimos, que tiene miles de millones de estrellas y que algunas de ellas también tienen planetas. Además, deben saber de la existencia de millones de galaxias como la nuestra.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Desarrollar el espíritu crítico, sin atender a dogmas y prejuicios, a la luz del debate histórico entre geocentrismo y heliocentrismo. (C8)

Promover el interés por la observación del mundo natural, en particular del firmamento, y por la búsqueda de explicaciones teóricas a fenómenos cotidianos, como el movimiento de los astros o la caída de los cuerpos. (C3, C7)

Adquirir la destreza matemática necesaria para resolver ejercicios numéricos con la ley de gravitación universal y las leyes de Kepler. (C2, C3)

Comprender la importancia de la inversión en I + D en el campo aeroespacial, desde donde los satélites artificiales reportan calidad de vida y avances científicos. (C5)

Fomentar el trabajo en equipo a través de las prácticas de laboratorio y procesar e interpretar adecuadamente la información recogida en ellas. (C3, C4)

 

OBJETIVOS

·         Apreciar la trascendencia histórica de la confrontación del heliocentrismo frente al geocentrismo y el papel que jugó la Astronomía en su resolución.

·         Examinar algunas de las aplicaciones de la ley de gravitación universal.

·         Valorar la síntesis newtoniana como un paso fundamental e ineludible hacia el modelo cosmológico actual.


 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Describir cómo se localizan los astros en la esfera celeste.

2. Explicar las características esenciales de los modelos geocéntricos y heliocéntricos más relevantes.

3. Enunciar y utilizar en ejercicios prácticos las leyes de Kepler.

4. Realizar cálculos con la ley de gravitación universal y aplicarla al caso particular del peso de los cuerpos.

5. Describir el origen, evolución y estructura presente del universo.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Coordenadas celestes.

·         Constelaciones.

·         Cosmología aristotélica.

·         Sistema geocéntrico ptolemaico.

·         Sistema heliocéntrico copernicano.

·         Argumentos de Galileo a favor del modelo heliocéntrico.

·         Paralaje estelar.

·         Leyes de Kepler.

·         Ley de gravitación universal de Newton.

·         Peso.

·         Concepción actual del universo.

·         Medios de observación del universo.

Procedimientos

·         Extraer en casos prácticos conclusiones cualitativas y cuantitativas de las leyes de Kepler.

·         Realizar cálculos con la ley de gravitación universal.

·         Calcular la aceleración de la gravedad y el peso de un cuerpo a diferentes alturas respecto de la superficie de un planeta.

·         Determinar parámetros de satélites con órbita circular.

·         Expresar distancias en años luz.

Actitudes

·         Valoración de la pugna entre las posturas heliocéntricas y geocéntricas como el triunfo de la investigación científica frente al dogmatismo.

·         Apreciación del ingente tamaño y edad del universo en comparación con los órdenes de magnitud que empleamos habitualmente.

·         Reconocimiento de la síntesis newtoniana como pilar de la Física clásica.

·         Interés por la ampliación de conocimientos, por ejemplo, a través de libros de divulgación científica.


 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

La persecución a que fueron sometidos muchos de los científicos (Copérnico, Galileo, etc.) por defender unas ideas científicas, en contra del pensamiento de la época, pueden ser un punto a partir del cual deben abordarse aspectos relacionados con la Educación moral y cívica y la Educación para la paz.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Puertas ópticas con reloj, fuente de alimentación de 6 V, cables, electroimán, soporte, barra larga, nueces, regla, esfera metálica de 2 cm de diámetro.

Se puede mostrar un telescopio reflector y otro refractor, explicando el funcionamiento y las ventajas de una montura ecuatorial frente a una convencional.

b) En el aula:

Películas como La manzana y la Luna o Kepler, de la colección El Universo Mecánico.

Libros de divulgación científica, como ¿Qué sabemos del universo? De antes del big bang al origen de la vida, de Juan Pérez Mercader.

Puede mostrarse en el aula un planisferio celeste, explicando cómo utilizarlo.

Programas informáticos de simulación astronómica y páginas web de divulgación astronómica, como www.acienciasgalilei.com/astrofisica.htm.

 

Unidad 7. La energía y sus fuentes.

 

 

INTRODUCCIÓN

Esta unidad inicia un conjunto de cuatro que nos introduce en el estudio de la energía. Se trata el concepto de energía y las distintas formas en que se presenta, así como su cuantificación o medida como magnitud física.

Es muy importante constatar que cualquier proceso de cambio implica transferencia de energía y que esta se conserva en un sistema aislado ideal o en el universo, considerado como un sistema más su entorno.

El hecho de que en los procesos reales la energía empleada no se aprovecha en su totalidad lleva al concepto de rendimiento energético.

También se describen las distintas fuentes de energía: no renovables, renovables y alternativas; y se da especial importancia al impacto medioambiental, como consecuencia de los procesos de obtención y uso de la energía: lluvia ácida, efecto invernadero y destrucción de la capa de ozono.

Esta unidad es idónea para tratar la necesidad social de políticas que primen el aprovechamiento, el ahorro y la diversificación de fuentes de energía, con el objetivo de conseguir un desarrollo sostenible.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben conocer el término de energía y entender su importancia en la comprensión de multitud de fenómenos naturales. También deben saber que la energía se degrada con el uso, lo que explica la imperiosa necesidad que la especie humana tiene de investigar sobre nuevas fuentes de energía.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Conocer la energía en sus distintas formas de manifestarse como una propiedad característica de los sistemas materiales. Expresarla cuantitativamente utilizando las unidades adecuadas y la equivalencia entre ellas. (C2 y C3)

Determinar el rendimiento de un proceso energético sencillo. (C2)

Analizar críticamente la necesidad, beneficios y perjuicios derivados del uso de la energía. Reflexionar y comunicar estrategias de optimización para el futuro. (C3, C4, C5)

 

OBJETIVOS

·         Conocer el concepto de energía y las formas en que se manifiesta en los sistemas materiales. Saber sus unidades de medida y adquirir destreza en el cálculo de sus equivalencias.

·         Conocer y comprender el principio de conservación de la energía y su degradación. Determinar el rendimiento energético de un proceso y los efectos beneficiosos y perjudiciales derivados del uso de la energía.


 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Identificar y diferenciar los tipos de energía y las transformaciones que tienen lugar en los sistemas físicos.

2. Manejar adecuadamente las unidades de energía y calcular correctamente sus equivalencias.

3. Calcular y valorar el rendimiento energético y las cantidades de energía útil y degradada en el mismo.

4. Determinar ventajas e inconvenientes de las energías renovables, no renovables y alternativas.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Propiedades generales de la energía.

·         Conservación y degradación de la energía. Energía útil y energía degradada. Rendimiento.

·         Fuentes de energías renovables y no renovables.

·         Contaminación atmosférica: causas y efectos.

·         Sostenibilidad y desarrollo.

Procedimientos

·         Observar y describir mediante ejemplos sencillos de la vida diaria las distintas formas de manifestarse la energía.

·         Comparar y evaluar el mayor o menor consumo energético en tareas domésticas.

·         Conocer cómo se manifiesta la energía degradada en las tareas anteriores.

·         Saber medir el consumo y transformación de la energía eléctrica consumida en usos domésticos. Diferenciar e identificar la energía útil y la degradada.

Actitudes

·         Valoración de la importancia de la energía para el desarrollo de los pueblos.

·         Conocimiento de los perjuicios de toda índole que acarrea el despilfarro de energía.

·         Actitud crítica hacia los procesos que deterioran el medio.

·         Aprecio de las políticas que persigan el desarrollo sostenible.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

Esta unidad permite tratar temas referentes a la Educación ambiental, tales como el agotamiento de combustibles fósiles o las crisis energéticas. También se pueden abordar contenidos referentes a la Educación del consumidor, haciendo hincapié en el ahorro energético o el gasto responsable.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Tubo de cobre recocido de media pulgada, trozos de madera aglomerada y material para trabajar con ella (clavos, martillo, grapas, cola, silicona, lija…), pintura negra, Porexpán, vidrio transparente y depósito de plástico de 5 L.

 

Unidad 8. Energía y trabajo.

 

INTRODUCCIÓN

Volvemos en esta unidad a tratar el tema de la energía, pero limitándonos solo a la energía mecánica, es decir a la energía asociada a la posición en un campo de fuerzas, a la deformación de cuerpos elásticos y al movimiento.

Repetiremos en este caso la energía disipada en los procesos reales, el rendimiento en dichos procesos, el principio de conservación, es decir, todo lo visto para la energía en general, pero aplicado al caso particular de la energía mecánica.

Se introducen dos conceptos nuevos, el de trabajo mecánico, estrechamente ligado al de energía y el de potencia como la magnitud física que mide la rapidez con que una máquina realiza cierto trabajo.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben saber que la materia está formada por partículas en constante movimiento que se puede manifestar de diversas formas y que el trabajo es una de las formas de transferencia de energía entre sistemas.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Conocimiento de conceptos y expresiones que nos permitan describir hechos, fenómenos y situaciones del mundo físico. (C1, C3)

Conocimiento e interpretación de expresiones fisicomatemáticas que sintetizan y explican las teorías físicas, enfatizando el carácter predictivo de dichas expresiones. (C2, C3, C7)

Comprender, evaluar y aplicar los conocimientos aprendidos a casos reales de carácter técnico de nuestro tiempo y entorno, con incidencia en nuestra calidad de vida. (C1, C3, C5)

 

OBJETIVOS

·         Conocer y expresar de forma correcta el concepto de energía mecánica e interpretar correctamente las ecuaciones físicas de la energía cinética y potencial.

·         Comprender y aplicar el principio de conservación de la energía.

·         Comprender y aplicar el concepto de trabajo y potencia mecánica, así como el de rendimiento.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Conocer e identificar la energía mecánica y las formas en que se manifiesta, y diferenciarla de otras formas de energía

2. Resolver cuestiones y ejercicios referentes a esta forma de energía y utilizar correctamente las unidades adecuadas.

3. Conocer las condiciones que ha de cumplir un sistema físico para que se cumpla el principio de conservación y resolver problemas que exijan la aplicación del mismo.

4. Comprender el concepto de trabajo mecánico y aplicarlo a la resolución de cuestiones y ejercicios numéricos en máquinas.

5. Comprender el concepto de potencia y aplicarlo a la resolución de cuestiones y ejercicios numéricos y calcular rendimientos.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Energía potencial y energía cinética. Energía mecánica.

·         Ecuaciones fisicomatemáticas de la energía mecánica y sus formas.

·         Principio de conservación de la energía mecánica.

·         Trabajo mecánico: expresión y unidades de medida.

·         Disipación de la energía y rendimiento de las máquinas.

·         La potencia mecánica: expresión, unidades y aplicación.

Procedimientos

·         Determinar la energía potencial de un objeto en el campo gravitatorio terrestre. Variables de las que depende.

·         Determinar la energía mecánica de un móvil, considerando su velocidad y altura sobre el nivel de referencia de energía potencial cero.

·         Comprobar que en caída vertical, un cuerpo transforma su energía potencial en cinética.

·         Demostrar el principio de conservación de la energía en el proceso anterior.

·         Calcular el trabajo, rendimiento y potencia de un sistema (máquina, persona, animal…) al realizar trabajo, dando o midiendo las variables de que depende.

Actitudes

·         Cuidado y rigor en la realización de medidas.

·         Valoración de la gran cantidad y variedad de máquinas que mejoran nuestra calidad de vida.

·         Consideración del tiempo invertido en la realización de ciertas tareas, desde el aspecto económico y social: importancia de la potencia.

·         Conocimiento de la posibilidad de error en todo trabajo experimental y la tendencia continua a minimizarlo.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

Como en la unidad anterior, esta nos permite tratar temas referentes a la Educación ambiental, tales como el agotamiento de combustibles fósiles o las crisis energéticas. También se pueden abordar contenidos referentes a la Educación del consumidor, haciendo hincapié en el ahorro energético o el gasto responsable.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Un soporte, una varilla larga y otra corta, nueces dobles, dos poleas pequeñas, un hilo o cuerda fina, un bloque de unos 150 g, un dinamómetro de 3 N y una cinta métrica.

b) En el aula:

Páginas web referentes a trabajo y energía mecánica:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/trabajo/energia/energia.htm

 

Unidad 9. Energía y calor.

 

INTRODUCCIÓN

Seguimos en esta unidad con el estudio de la energía cuando se manifiesta como calor. Todos sabemos que cuando damos calor a un cuerpo, este se calienta, aumenta su temperatura y ello es debido a que ha aumentado su contenido en energía, lo contrario sucede cuando pierde calor, se enfría, disminuye su temperatura y ello es debido a que disminuye su contenido energético. Por tanto, los cuerpos o sistemas físicos pueden considerarse como recipientes de energía que puede transferirse de un sistema a otro.

Aquí trataremos de adquirir una idea clara de qué es el calor, cómo podemos determinar la cantidad de calor almacenada en un sistema físico, qué efectos produce el calor en los sistemas materiales (variación de la temperatura, cambios de estado y dilatación-contracción ), en qué sentido se transfiere el calor entre los sistemas físicos a distinta temperatura, la importancia de energía térmica en nuestra vida y su utilización en las máquinas térmicas.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben saber que la materia está formada por partículas en constante movimiento y que la temperatura es una consecuencia de la energía cinética de dichas partículas. Que la energía se puede manifestar de diversas formas y que el calor es una de las formas de transferencia de energía entre sistemas. También deben saber que las máquinas funcionan mediante transformaciones y transferencias de energía y que el hombre las utiliza para realizar todo tipo de trabajos.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Conocer el concepto de temperatura y energía térmica, determinar la cantidad de la misma ganada o pérdida por un sistema material y el comportamiento de la materia al absorber o desprender energía. (C1, C2, C3)

Comprender el fundamento de las máquinas térmicas. Calcular las distintas magnitudes que intervienen en su funcionamiento y que las caracterizan. (C2, C3, C5)

Expresar de forma precisa y clara los conocimientos adquiridos y efectuar los cálculos básicos necesarios. (C1, C2)

 

OBJETIVOS

·         Conocer y comprender en que consiste la energía térmica y cómo se manifiesta la materia al variar su contenido en la misma.

·         Determinar la cantidad de energía térmica almacenada por un sistema material. Conceptos de capacidad calorífica y calor específico.

·         Estudiar el comportamiento de la materia en los procesos de cambios de estado y dilataciones-contracciones.

·         Conocer en qué consisten y cómo actúan las máquinas térmicas.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Conocer en qué consiste la energía térmica de un sistema físico y comprender el concepto de temperatura como expresión del nivel que alcanza la energía térmica almacenada. Conocer las escalas de temperatura y sus equivalencias, así como el fundamento físico de los termómetros.

2. Describir los mecanismos de transferencia de energía térmica entre los sistemas materiales. Definir los conceptos de capacidad calorífica y calor específico de un cuerpo. Calcular la cantidad de calor almacenada por un cuerpo.

3. Definir los distintos cambios de estado. Conocer los procesos que tienen lugar durante el cambio de estado y la causa de la invariabilidad de la temperatura durante los mismos.

4. Expresar y calcular cuantitativamente las dilataciones en sólidos y líquidos y determinar el comportamiento de un gas en función de la temperatura.

5. Describir los tipos de máquinas térmicas y su fundamento. Calcular el rendimiento de las mismas.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Energía térmica, energía interna.

·         La temperatura y escalas termométricas.

·         Capacidad calorífica y calor específico.

·         Dilatación y comportamiento de los sistemas gaseosos.

·         Máquinas térmicas, sus características y rendimiento.

Procedimientos

·         Uso del termómetro y medida de la temperatura. Escalas de temperatura.

·         Medida del calor en los sistemas materiales. Unidades.

·         Dilatación en estructuras reales, modo de prevenirlas y detección de las medidas preventivas.

·         Realización de experiencias sencillas de dilatación en el laboratorio.

·         Descripción esquemática de un motor de explosión como ejemplo de máquina térmica.

Actitudes

·         Cuidado, orden y pulcritud con el material utilizado, anotaciones experimentales y cálculos.

·         Efectos de la dilatación en construcciones reales, forma de evitarlos.

·         Reconocer el efecto de la temperatura para predecir el estado y la evolución de los sistemas físicos.

·         Reflexionar y comentar en grupo la importancia de las máquinas térmicas n nuestro tiempo.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

Con la ayuda del concepto de rendimiento de una máquina térmica y partiendo de la necesidad de mejorarlo, se pueden abordar temas relacionados con la Educación ambiental. La Educación moral y cívica puede abordarse a través del desarrollo de las teorías sobre el calor.


 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Un calorímetro con agitador, dos termómetros de 0 a 100 ºC, un mechero, un vaso de precipitados, una probeta graduada, una balanza y bloques de metal de unos 200 g con pinzas para los bloques.

b) En el aula:

Lectura: “El Sol, generador de energía y motor de la atmósfera”, en La atmósfera y la predicción del tiempo, Biblioteca Salvat de Grandes Temas, pág. 22.

 

Unidad 10. Energía y ondas.

 

INTRODUCCIÓN

Termina este bloque sobre la energía con el estudio de las ondas y su propagación, sin ello no podríamos explicarnos multitud de fenómenos físicos y quedaría incompleto el estudio sobre la energía. Los alumnos han de darse cuenta de la existencia de un ente no material, distinto a una partícula, que se desplaza en el espacio transportando energía y no materia. Como no todas las ondas son iguales las clasificaremos según las características que las diferencien y encontraremos cuales son las magnitudes físicas que las definen y nos permiten su estudio. Describiremos y estudiaremos con cierto detalle dos movimientos ondulatorios concretos: el sonido y la luz.

Pedagógicamente es útil percibir que el movimiento ondulatorio es la consecuencia de un movimiento vibratorio, que en muchos casos es periódico, es decir repite sus características a intervalos de tiempo iguales denominados periodos y que esa vibración cuando se propaga en el espacio genera un movimiento ondulatorio.

En el Universo los movimientos ondulatorios son frecuentes y en ciencia y técnica de capital importancia, ¡qué sería de nosotros sin radio, televisión, sin móviles y sobre todo sin luz ni sonido!

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben saber que todo lo que nos llega del universo es energía (excepto los meteoritos) y que sin la energía que nos llega del Sol en forma de ondas electromagnéticas, no sería posible la vida en la Tierra. Deben recordar que las ondas, además de energía, transportan una enorme cantidad de información y que tanto la luz como el sonido poseen muchas propiedades comunes, como reflejarse y refractarse. Que el sonido solo se propaga en medios materiales (agua, aire...) y la luz lo puede hacer en el vacío.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Conocer y explicar en que consiste y cuales son las propiedades de los movimientos ondulatorios. Describir con rigor los fenómenos físicos del sonido y de la luz. (C1, C2, C3)

Identificar y analizar el elevado número de fenómenos físicos que precisan ser explicados como movimientos ondulatorios y valorar su importancia entender y explicar multitud de fenómenos naturales y avances técnicos (ondas sísmicas, ecografía, láser, radioterapia, telefonía, fibras ópticas…) (C2, C3, C5)

 

OBJETIVOS

·         Comprender que es una onda, como se propaga y como se transmite la energía en el espacio sin transporte de materia. Clasificar las ondas según el medio de propagación y según sus características.

·         Descripción y estudio del sonido como ejemplo de movimiento ondulatorio con ondas mecánicas longitudinales, y de la luz como ejemplo de movimiento ondulatorio con ondas electromagnéticas transversales.


 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Definir y describir los movimientos ondulatorios. Conocer qué es una onda y las magnitudes características de las ondas.

2. Relacionar la velocidad de propagación de un movimiento ondulatorio con el resto de las magnitudes que lo caracterizan.

3. Describir las características del sonido y de las ondas sonoras, así como su velocidad de propagación. Conocer los fenómenos de reflexión y refracción y las leyes que los rigen.

4. Describir las características de la luz y de las ondas luminosas así como su velocidad de propagación. Conocer el espectro de la luz blanca. Definir y calcular el índice de refracción de un medio, conocer los fenómenos de reflexión y refracción de la luz y las leyes que los rigen.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Movimiento ondulatorio.

·         Definir y describir una onda, oral y gráficamente.

·         Tipos de ondas.

·         Magnitudes que definen una onda.

·         El sonido como movimiento ondulatorio. Características de las ondas sonoras.

·         La luz como movimiento ondulatorio. Características de las ondas luminosas.

·         Fenómenos de reflexión y refracción. Leyes.

Procedimientos

·         Dibujar una onda indicando sus magnitudes características.

·         Dibujar esquemas que indiquen el cumplimiento de las leyes de la reflexión y refracción. Resolver problemas gráfica y analíticamente.

·         Comprobar experimentalmente el fenómeno del eco.

·         Poner de manifiesto mediante un prisma la descomposición de la luz blanca.

·         Mostrar experimentalmente el cambio de dirección de la luz al pasar de un medio a otro distinto (aire-agua)

·         Evidenciar el cumplimiento de las leyes de la reflexión y refracción en el laboratorio.

Actitudes

·         Pulcritud y orden en los dibujos, utilizando el material adecuado.

·         Limpieza y orden en el puesto de laboratorio asignado.

·         Constatar la presencia del movimiento ondulatorio en el funcionamiento de muchos de los útiles de los que nos servimos en nuestra vida diaria.

·         Apreciar los avances que en el campo sanitario han supuesto técnicas que aplican el movimiento ondulatorio: rayos X, radioterapia, ecografía, resonancia magnética nuclear,….

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

La Educación para la salud puede tratarse analizando los problemas que pueden derivar, tanto de una exposición excesiva a determinadas radiaciones (radiación solar, rayos X, etc.) como de la exposición a determinados ruidos (discotecas, aeropuertos, etc.). La Educación moral y cívica puede abordarse tratando temas relacionados con la producción de ruidos que generen molestias a las personas.

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Espejos, lupas, lentes, prismas, cubeta de ondas, papel milimetrado, regla, transportador de ángulos.

b) En el aula:

Material adecuado de dibujo lineal para realizar ejercicios de aplicación de las leyes de la reflexión y refracción de la luz (óptica geométrica).

Un prisma para mostrar en el aula la dispersión de la luz blanca y una lupa para mostrar la convergencia de la luz.

 

Unidad 11. Los átomos y sus enlaces.

 

INTRODUCCIÓN

La unidad 11 reúne tres bloques temáticos diferentes, íntimamente relacionados y que pueden estudiarse conjuntamente:

- La teoría atómica

- La ordenación de los elementos

-.Los modelos de enlace que justifican las propiedades de las sustancias.

Cada uno de ellos, especialmente los dos primeros, han conformado páginas extraordinarias de la historia de la química y la física; un número importante de científicos de renombre han hecho avanzar nuestro conocimiento de manera exponencial y algunas de sus vidas pueden servir de semblanza y motivación a la hora de presentar el tema.

De la teoría atómica se analizan los modelos de Rutherford y Bohr, sin introducir el concepto de orbital.

La tabla periódica se analiza a la luz de los subniveles s, p, d, f, lo que permite ver la enorme posibilidad de predicción que permite la teoría.

Finalmente se hace una revisión de los modelos de enlace y de las propiedades de las sustancias, interpretadas según dichos modelos.

Todo el tema en su conjunto es un repaso en profundidad de lo ya estudiado en 3º de ESO. El salto mayor viene de la mano de la introducción razonada de los subniveles.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben recordar que la materia es discontinua y está formada por partículas, átomos o moléculas. Que los átomos no son el componente último de la materia, sino que son, a su vez, partículas complejas formadas por protones, neutrones y electrones y que el desarrollo de nuestro conocimiento sobre la naturaleza nos ha permitido elaborar modelos atómicos cada vez más precisos. Los alumnos deben saber que todas las sustancias que nos rodean son compuestos químicos formados por átomos, moléculas o cristales y que los seres vivos, también lo son. Que el desarrollo de la humanidad va parejo al desarrollo de la química.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Conocer la diferencia entre medir y observar la realidad y reconocer las explicaciones científicas como algo provisional propio del conocimiento científico. (C3, C4, C7)

Reconocer y valorar la iniciativa de gran cantidad de científicos de cuya curiosidad surge el conocimiento real de problemas como el de la estructura de los átomos y sus enlaces. (C3, C4, C7)

Conocer la estructura atómica y relacionarla con las características de los elementos, identificándolos en virtud de sus propiedades y ordenándolos en el sistema periódico. (C1, C6, C7)

Aprender a aplicar la estructura electrónica al estudio de los modelos de enlace que permite predecir el comportamiento químico de un elemento al unirse con otros. (C1, C6)


 

OBJETIVOS

·         Profundizar en la teoría atómica, describir núcleo y corteza de los átomos y relacionarlo con las características de los elementos.

·         Relacionar la teoría atómica con la ordenación periódica de los elementos y con la razón por la que se forman enlaces.

·         Interpretar las propiedades observables en las sustancias con su constitución atómica y su tipo de enlace.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Interpretar los modelos de Rutherford y Bohr, distribuyendo la corteza en niveles y subniveles.

2. Conocer y aplicar la relación entre el sistema periódico, los subniveles s, p, d, f, y la distribución electrónica en los átomos.

3. Asociar los enlaces que forman los elementos de los distintos grupos del sistema periódico, con su configuración electrónica y su posición en la tabla, justificando la regla del octeto.

4. Interpretar la formación de sustancias, a partir del uso de modelos, conocidos como enlace iónico, enlace covalente y enlace metálico.

5. Diferenciar, por sus propiedades, sustancias que presenten enlaces iónicos, covalentes o metálicos.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         El modelo atómico nuclear. Número atómico y número másico. Isótopos.

·         La corteza atómica, niveles energéticos y modelo de Bohr. Subniveles electrónicos s, p, d, f.

·         Sistema periódico y estructura electrónica.

·         Agrupaciones de átomos: enlace químico. Regla del octeto. Configuración electrónica.

·         El enlace metálico. Propiedades de los metales. Aleaciones.

·         El enlace covalente. Diagramas de Lewis. Las sustancias covalentes y sus propiedades.

·         El enlace iónico. Compuestos y propiedades.

·         Las fórmulas químicas y su significado. Formulación química inorgánica según normas IUPAC. (Anexo)

Procedimientos

·       Desarrollo de la capacidad para discernir entre lo que es una descripción de las observacio­nes o de los hechos y lo que es una interpretación teórica.

·       Comprobar que los avances científicos se apoyan en pasos anteriores.

·       Utilización de modelos para explicar la estructura atómica y la formación de moléculas y cristales.

·       Relacionar las partículas fundamentales con el número atómico, iones, isótopos, cargas, etc.

·       Predicción de las propiedades de los elementos, así como de las posibilidades de combinación con otros a partir de su posición en el sistema periódico.

·         Identificar las propiedades de distintas sustancias en función del enlace que presen­tan y viceversa.

Actitudes

·         Reconocer la importancia de los modelos y de su confrontación con los hechos empíricos.

·         Valoración de la provisionalidad de las explicaciones como algo característico del conoci­miento científico y como base del carácter no dogmático y cambiante de la ciencia.

·         Valoración de la importancia que tiene sistematizar el estudio de las sustancias para avanzar en el descubrimiento de nuevas aplicaciones.

·         Valoración de la importancia de adoptar normas comunes para la formulación y la nomen­clatura de las sustancias químicas.

·         Reconocer las aportaciones de la ciencia a la mejora de las condiciones de vida.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

La Educación moral y cívica puede abordarse analizando casos como el de Avogadro, cuyas teorías no fueron admitidas hasta 40 años después de su fallecimiento.

Considerando que gran parte de los descubrimientos enmarcados como “era atómica” se desarrollan en la primera mitad del siglo xx, y conducen hacia la resolución del conflicto bélico de la Segunda Guerra Mundial y la posterior guerra fría, se puede abordar la Educación para la paz.

Con ayuda de las experiencias que llevaron al modelo nuclear (radiactividad), se pueden tratar temas relacionados con la Educación ambiental.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Vasos de 100mL, vidrios de reloj, conductímetro, azúcar, etanol, HCl 1M, azufre, NaCl, CuSO4, agua destilada, mechero, hilo de níquel. Modelos moleculares.

b) En el aula:

Vídeos en Internet de la colección “El universo mecánico” (California Institute of Tecnolgy): http://www.acienciasgalilei.com/videos/1mec-cuantica.htm donde puede verse una descripción del modelo de Bohr y http://www.chemedia.com/cgi/smartframe/v2/smartframe.cgi?http://www.acienciasgalilei.com/qui/tablaperiodica0.htm que ofrece una tabla periódica con vídeos sobre el átomo.

 


 

b) En el aula:

Lectura de la conferencia “Composición corporal y balance de energía”, en el libro La alimentación y la vida, de F. Grande Covian, Areté, pág. 106.

Puede utilizarse un recibo de la compañía eléctrica para calcular la energía consumida en una vivienda.

 

 

Unidad 12. Cálculos químicos.

 

INTRODUCCIÓN

Esta unidad desarrolla y profundiza  en algunos conceptos y procedimientos estudiados en el curso anterior. La ley de conservación de la masa, vista ya en 3º se completa aquí con la ley de las proporciones definidas. En cuanto al significado de la ecuación química y su ajuste, se pasa directamente al cálculo a partir de la ecuación estequiométrica ajustada, por lo que será conveniente repasar tales procedimientos. Igualmente, el concepto de mol fue introducido el curso anterior como ampliación, siendo aquí la base del tema. Los cálculos con masas y volúmenes se profundizan en este curso, introduciendo el concepto de reactivo limitante, el cual puede considerarse de ampliación, salvo en sus aspectos elementales.

Además, se introducen en detalle las bases para el cálculo con gases: leyes volumétricas y leyes de los gases. Algunos de los cálculos relativos a este apartado pueden exceder el nivel de ciertos alumnos por lo que deben distribuirse las actividades adecuadamente.

Y finalmente se abordan los cálculos a partir de fórmulas: composición en porcentaje, fórmula empírica y molecular, determinación de la fórmula de un hidrato… También este último cálculo puede considerarse de ampliación, si bien es fácilmente comprensible si se ejemplifica con una experiencia de laboratorio.

A lo largo del tema se van proponiendo esquemas de resolución en forma gráfica: siguen un código de color para referirse a moles, gramos, moléculas… y pueden ayudar mucho a la sistematización del cálculo químico.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Todo el universo está formado por los mismos materiales, constituidos por átomos y moléculas. Los alumnos deben saber que la química es la ciencia de la materia y sus cambios y recordar que los elementos son sustancias formadas por átomos iguales y los compuestos, por moléculas o cristales con átomos diferentes. Conviene recordar el concepto de mol, introducido en el curso anterior como ampliación.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Profundizar en conceptos como masa molecular, composición centesimal y mol, y trabajar con las proporciones de la materia a nivel microscópico y macroscópico. (C2, C3, C7)

Ver en las leyes ponderales y en las leyes volumétricas de los gases que, a pesar del continuo cambio de la materia, estos se rigen por una serie de principios inquebrantables. (C2, C3, C7)

Extraer toda la información que proporcionan las ecuaciones químicas ajustadas, reconocer el reactivo limitante y comprender el comportamiento de los gases en las reacciones químicas. (C2, C3, C7)

Adquirir una actitud crítica ante el manejo de productos químicos por el efecto perjudicial que pueden tener para la salud y el medio ambiente. (C3, C5, C8)

 

OBJETIVOS

·         Establecer las bases experimentales de la química, que luego le permitirían desarrollarse como ciencia, y aplicarlas a procesos químicos reales.

·         Interpretar las ecuaciones químicas, realizando cálculos estequiométricos sencillos, tanto con masas como con volúmenes.

·         Reconocer y ser capaz de extraer toda la información encerrada en una fórmula química.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Reconocer y aplicar las leyes de la conservación de la masa y de las proporciones fijas a distintas reacciones químicas.

2. Reconocer y aplicar las leyes entre volúmenes gaseosos a distintas reacciones químicas

3. Utilizar el concepto de mol y de masa molar para establecer relaciones masa-masa en las reacciones químicas.

4. Utilizar el concepto de mol y la ley de los gases ideales para establecer relaciones volumen-volumen y masa-volumen en las reacciones químicas.

5. Determinar composiciones centesimales y fórmulas empíricas y moleculares, incluida la fórmula de un hidrato.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Relaciones entre masas en las reacciones químicas: ley de la conservación de la masa (Lavoisier) y de las proporciones definidas (Proust).

·         El comportamiento de los gases: Ley de Gay-Lussac e hipótesis de Avogadro.

·         El concepto de mol. Número de Avogadro. Masa atómica y molecular.

·         Representación, ajuste e interpretación de ecuaciones químicas.

·         Cálculos con masas en las reacciones químicas. Concepto de reactivo limitante y cálculos derivados.

·         Los gases: Leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac. Ecuación de los gases ideales. Volumen molar.

·         Cálculos con masas y volúmenes en las reacciones químicas.

·         Cálculos con fórmulas: fórmula empírica y fórmula molecular, composición centesimal.

Procedimientos

·         Interpretar la simbología química y usar con precisión las magnitudes y unidades propias de la Química

·         Establecer relaciones de proporcionalidad entre masas y volúmenes en las reacciones quí­micas.

·         Llegar a deducir una ley a partir de relaciones de proporcionalidad entre masas.

·         Aprender técnicas para ajustar correctamente ecuaciones químicas.

·         Aplicar el concepto de mol para establecer relaciones masa-masa, masa-volumen y volu­men-volumen en reacciones químicas.

·         Realizar cálculos químicos relacionados con los procesos de la vida, la industria y la naturaleza


 

Actitudes

·         Valorar la importancia de la medida para avanzar en el conocimiento científico.

·         Reconocer la utilidad de formular hipótesis y construir teorías para interpretar la realidad.

·         Comprender la importancia del trabajo cotidiano y sistemático para asimilar y aplicar los contenidos estudiados.

·         Reconocer la importancia del trabajo en equipo para hacer las experiencias de laboratorio.

·         Prestar atención a las medidas de seguridad e higiene en el trabajo experimental.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

Al ser una unidad eminentemente práctica es conveniente insistir sobre las precauciones en el manejo del material y de los productos químicos y seguir correctamente las normas de seguridad y de manejo abordando con ello la Educación para la salud, la Educación moral y cívica y la Educación para la paz. Con ayuda de alguna reacción química, se puede abordar la Educación para la conservación medioambiental.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Granalla de cinc; HCl 6M; NaHCO3, azufre, hierro en polvo. Erlenmeyer, tapón, vaso, varilla, tubo de ensayo, trípode, tela metálica, mechero, balanza.

b) En el aula:

Aplicación web interactiva:

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/35_las_reacciones_quimicas/curso/index.html.

Enlaces de interés sobre química: http://fisica-quimica.blogspot.com/.

 

Unidad 13. Energía y velocidad de las reacciones químicas.

 

INTRODUCCIÓN

La unidad se inicia describiendo el modo en que reconocemos que estamos ante un proceso químico: en todos ellos tiene lugar una ruptura de enlaces y una formación de nuevos enlaces químicos. Ello se analiza a partir de un modelo que proporciona aporte conceptual a todo el tema y permite argumentar, predecir y explicar lo que ocurre dentro de una reacción química: es el modelo de colisiones, sencillo en sus postulados y potente en su capacidad explicativa. A partir de ahí, la unidad recoge tres bloques temáticos relacionados con las reacciones químicas:

- El primero se refiere al aspecto energético de las reacciones y la trascendencia que tiene en los problemas medioambientales.

- El segundo es el de la velocidad de las reacciones químicas, que se complementa con el anterior en tanto que utiliza el mismo modelo de colisiones para argumentar y explicar los hechos observados y en que aporta la segunda faceta decisiva en un proceso químico: la velocidad a la que transcurre.

- Como ejemplo de proceso que discurre a gran velocidad se propone el estudio de las reacciones de neutralización ácido-base, repasando lo esencial de las disoluciones ácidas y básicas y, a través del concepto matemático de logaritmo, definiendo el pH de una disolución.

Es un tema con grandes implicaciones en temas transversales, dada la importancia de las reacciones químicas en la mejora y calidad de vida, por lo que debemos ser conscientes de la relevancia y responsabilidad de la Química en la protección del medio ambiente y la salud de las personas.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Debemos saber que los cambios químicos implican con frecuencia grandes intercambios de energía y que una buena parte de los productos químicos que utilizamos no se encuentran en la naturaleza, sino que hay que fabricarlos. También, recordar que muchas de nuestras acciones habituales, como comer, utilizar un teléfono móvil o encender un fuego, son, o provocan, reacciones químicas.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Reconocer la importancia de la energía química en nuestras vidas, así como el perjuicio medioambiental de algunas reacciones como las de combustión. (C3, C5)

Conocer los factores que permiten controlar las reacciones químicas para optimizar los procesos industriales y reducir la contaminación ambiental. (C3, C5, C8)

Adquirir una actitud crítica ante el efecto negativo sobre la salud y el medio ambiente, que puede provocar un mal uso de los productos químicos. (C1, C6, C7)

 

OBJETIVOS

·         Utilizar el modelo de colisiones para conocer e interpretar los aspectos energéticos de las reacciones químicas.

·         Utilizar el modelo de colisiones para conocer e interpretar los aspectos cinéticos de las reacciones químicas.

·         Trabajar la definición y propiedades de ácidos y bases a fin de interpretar las reacciones de neutralización.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Incorporar los aspectos energéticos a las reacciones químicas.

2. Aplicar los conceptos termoquímicos para interpretar las reacciones de combustión y valorar las propiedades y riesgos de los combustibles.

3. Conocer el significado de velocidad de reacción, tanto en función de los reactivos como de los productos.

4. Comprender y conocer la influencia de los factores que pueden modificar la velocidad de una reacción química.

5. Interpretar las reacciones de neutralización.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·         Ruptura y formación de enlaces; balance energético. El modelo de colisiones.

·         Intercambios energéticos en las reacciones químicas: Reacciones exotérmicas y endotérmicas.

·         Diagramas energéticos y ecuaciones termoquímicas.

·         Reacciones de combustión. Combustibles. Densidad de energía y energía específica.

·         La velocidad de las reacciones químicas.

·         Medida cuantitativa de la velocidad de reacción. Cálculos de velocidad.

·         Reacciones lentas y rápidas: energía de activación.

·         Neutralización ácido-base: ejemplo de reacciones rápidas.

·         Factores de los que depende la velocidad de la reacción: Concentración. Temperatura. Superficie de contacto.

·         Catalizadores y su importancia biológica e industrial. Las enzimas.

Procedimientos

·         Utilizar gráficos y modelos moleculares para representar la formación y ruptura de enlaces.

·         Realizar experiencias en las que se ponga de manifiesto que las sustancias contienen energía que puede manifestarse de varias formas (luz, calor, etc.) en el transcurso de una reacción química.

·         Reconocer reacciones exotérmicas (destacando las de combustión) y endotérmicas.

·         Manejar tablas y gráficas para comprender el concepto de velocidad de reacción y su dependencia de la concentración.

·         Analizar los factores que afectan a la velocidad de reacción y explicación de hechos cotidianos.

·         Reconocer la importancia biológica e industrial de los catalizadores.

Actitudes

·         Valoración de la importancia de las sustancias químicas como fuente de energía aprovechable.

·         Respeto por las normas de seguridad relativas al manejo de combustibles y sustancias inflamables.

·         Sensibilidad por el orden y la limpieza del lugar de trabajo y el material utilizado.

·         Valoración de la importancia de ciertos catalizadores industriales en la producción de sustancias esenciales para la supervivencia de nuestra especie.

·         Reconocimiento de la importancia social que tienen los catalizadores para minimizar los problemas de contaminación derivados del motor de explosión.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

La Educación para la salud se puede abordar tratando aspectos relacionados con las enzimas; por ejemplo, la ausencia de lactasa en algunas personas. La Educación ambiental se puede tratar con ayuda de actividades que aparecen en la unidad y al ser una unidad eminentemente participativa, se pueden abordar también temas relacionados con la Educación moral y cívica y Educación para la paz.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

HCl comercial (d = 1,16 g/cm3), Na2S2O3.5H2O, erlenmeyer, vasos, matraces de 250 y 500 mL, vidrio de reloj, frasco lavador, cronómetro, pipetas.

b) En el aula:

Páginas interactivas sobre ácidos y bases en http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/pH1.html

 

Unidad 14. Los compuestos del carbono.

 

INTRODUCCIÓN

La gran cantidad de compuestos del carbono que se conocen en la actualidad tiene que ser una idea transversal que impregne los contenidos de toda la unidad.

La justificación de este hecho se debe a la configuración electrónica de los átomos de carbono. Estos, se pueden unir entre sí mediante enlaces covalentes, originando cadenas que son “el esqueleto” de grandes moléculas. Un recordatorio de la unidad 11, los átomos y sus enlaces, sería conveniente de manera previa.

El primer acercamiento a estos compuestos se realiza desde la representación de los mismos. La utilización de modelos moleculares o de sus fotografías facilitará la comprensión de las uniones de los átomos.

Posteriormente, se introducen las características generales de los hidrocarburos, los compuestos oxigenados y nitrogenados. En cada uno de estos grupos, iniciaremos el estudio de sus propiedades físicas más relevantes y su nomenclatura.

Se realizarán cálculos en el tratamiento cuantitativo de las combustiones, para averiguar la cantidad de alcohol de determinadas bebidas y para determinar fórmulas moleculares de compuestos del carbono a partir de los porcentajes de los átomos que los constituyen.

El tratamiento de las reacciones de polimerización sirve como introducción al estudio de polímeros sintéticos y naturales de la unidad siguiente.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Los alumnos deben recordar que los seres vivos están formados por compuestos químicos y que la mayor parte de las sustancias químicas son compuestos orgánicos derivados del carbono. Que éste es un elemento del grupo 14, de número atómico 6, que tiene 4 electrones de valencia y que los compuestos que forma están constituidos, en general, por enlaces covalentes.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Detectar la presencia de los compuestos del carbono en multitud de procesos de la vida cotidiana. (C5, C8)

Reconocer la importancia que tiene la conservación de nuestro entorno natural y valorar las aportaciones que puede hacer la Química en este sentido. (C3, C5)

Conocer los perjuicios que puede provocar en la salud un manejo inadecuado de los compuestos orgánicos. (C3, C5, C8)

 

OBJETIVOS

·         Relacionar la posibilidad que tiene el átomo de carbono de formar cadenas carbonadas con su configuración electrónica y representarlas de diferentes formas.

·         Formular y nombrar compuestos orgánicos sencillos, identificando los grupos funcionales más importantes.

·         Describir las principales características y conocer las propiedades generales de los hidrocarburos, de los compuestos oxigenados y nitrogenados, y de algunos polímeros.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Comprender que la variedad de compuestos que forma el carbono es debida a su facilidad para formar diferentes enlaces covalentes.

2. Reconocer y diferenciar las fórmulas molecular y estructural de los hidrocarburos, y mediante ellas distinguir los compuestos isómeros.

3. Nombrar y formular correctamente los diferentes hidrocarburos y sus grupos funcionales.

4. Conocer algunas de las propiedades físicas de los compuestos orgánicos y realizar cálculos en las reacciones de combustión de los hidrocarburos

5. Comprender el proceso de polimerización e identificar los tipos de polímeros más importantes.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·          El átomo de carbono y sus compuestos. Isómeros.

·          Propiedades y nomenclatura de los hidrocarburos.

·          Propiedades y nomenclatura de grupos funcionales:

¾       Alcoholes.

¾       Aldehídos y cetonas.

¾       Ácidos carboxílicos.

¾       Aminas y amidas.

·         Reacciones de polimerización.

Procedimientos

·         Representación mediante fórmulas de algunos compuestos del carbono.

·         Reconocimiento de reacciones de la vida cotidiana (como la de combustión) en las que intervengan los hidrocarburos.

·         Identificación de diferentes hidrocarburos que presenten la misma fórmula molecular y distintas propiedades.

·         Fabricación de moléculas a partir de modelos de bolas y varillas, apreciando la pérdida de la estructura en zigzag de la cadena cuando intervienen enlaces dobles o triples.

Actitudes

·         Valoración de la importancia de las sustancias químicas como fuente de energía aprovechable por el hombre.

·         Respeto por las normas de seguridad relativas al manejo de combustibles y sustancias inflamables, tanto en el laboratorio como en casa.

·         Valoración de la capacidad de la ciencia para dar respuesta las necesidades de una sociedad creciente y diversa.

·         Reconocimiento de la utilidad de los modelos en la ciencia para la comprensión de sus logros y avances.

 


 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

A lo largo de toda la unidad se pueden tratar casi todos los temas transversales. La Educación para la salud se puede abordar tratando aspectos relacionados con la manipulación de casi todos los compuestos orgánicos. La Educación ambiental y la Educación moral y cívica se pueden tratar a partir de las reacciones de combustión con ayuda de actividades que aparecen en la unidad.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Modelos moleculares para representar diversos compuestos del carbono.

Para realizar experiencias sobre reacciones orgánicas, determinar la densidad de algunos compuestos o comprobar algunas propiedades: vaso de precipitados, soporte y pinzas, erlenmeyer, embudo, probetas, papel de filtro, varilla, balanza, vidrios de reloj, cápsula, agua destilada…

b) En el aula:

Libros: Allinger y otros: Química orgánica, Reverté.

Internet: página que contiene una unidad sobre el carbono, http://recursos.cnice.mec.es/quimica/ulloa1/cuarto/inicio.htm; portal sobre Física y Química, http://www.catedu.es/cienciaragon; página sobre aspectos curiosos y extraños de la ciencia: http://ciencianet.com/

 

Unidad 15. La importancia de los compuestos del carbono.

 

INTRODUCCIÓN

Esta unidad complementa la anterior y resalta la gran cantidad de compuestos del carbono que existen y que además, son utilizados en el lenguaje habitual de nuestra sociedad.

Se comienza valorando los avances de la Química y de los químicos precursores en el estudio del carbono. Asimismo, se presentan los campos de investigación actuales y su influencia en nuestra vida cotidiana.

Después se estudia la química del petróleo, sus procesos de refinado y la industria derivada de los mismos. La importancia que ha tenido y tiene esta sustancia en nuestros días justifica su tratamiento y conlleva la necesaria reflexión sobre su escasez, la dependencia del mundo actual del mismo, el derroche que supone su utilización como combustible, la contaminación que provoca…

Como continuación de las reacciones de polimerización de la unidad anterior, se profundiza en los polímeros sintéticos, tratando las clases de plásticos, sus propiedades y aplicaciones y su reciclado. Este último apartado servirá para motivar respecto a una educación en valores relacionados con el medio ambiente y con el consumo.

El último bloque de contenidos de la unidad es el relacionado con la química de la materia viva, los elementos químicos y las moléculas que la componen. La integración de la Biología y de la Química en el tratamiento de estos epígrafes posibilitará presentar una visión de la ciencia más global.

La resolución de problemas numéricos en diversas actividades es consecuencia de la necesidad de que el alumnado aplique lo aprendido en las unidades 12 y 13 a contenidos distintos de los allí estudiados.

 

CONOCIMIENTOS PREVIOS

Al igual que para la unidad anterior, los alumnos deben conocer las principales características del átomo de carbono y recordar que la mayor parte de las sustancias químicas son compuestos orgánicos derivados del carbono.

 

COMPETENCIAS BÁSICAS

Reconocer el posible agotamiento de los yacimientos de petróleo y valorar la influencia de este en la sociedad, desde el siglo XIX hasta nuestros días. (C3, C5, C8)

Reconocer las propiedades de los distintos tipos de plásticos así como su utilidad en multitud de procesos de la vida cotidiana y sus posibilidades de reciclado. (C3, C5)

Conocer los distintos elementos básicos que forman parte de los seres vivos y el papel que juegan las macromoléculas naturales en la constitución de los seres vivos. (C3, C7)

Conocer los perjuicios que puede provocar en la salud y en el medio ambiente un manejo inadecuado de los derivados del petróleo. (C3, C5, C8)

 


 

OBJETIVOS

·         Valorar la importancia de los procesos de refinado del petróleo.

·         Diferenciar los tipos de plásticos por sus propiedades y reconocer la utilidad de las distintas clases de plásticos y las posibilidades de reciclado que presentan.

·         Determinar los elementos básicos que forman parte de los seres vivos y considerar el papel de las macromoléculas naturales en la constitución de los seres vivos.

 

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Comprender y describir el origen del petróleo, los productos que derivan de él y los procesos necesarios para obtenerlos.

2. Identificar y conocer los tipos de plásticos, sus propiedades y las técnicas de reciclado.

3. Conocer de qué está constituida la materia viva.

4. Reconocer las sustancias o moléculas más importantes que forman los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.

5. Resolver problemas sobre la composición de las sustancias y la relación masa-energía y masa-masa en las reacciones químicas.

 

CONTENIDOS

Conceptos

·          El petróleo: formación, refinado e industria petroquímica.

·          Plásticos:

        Clasificación.

        Propiedades.

        Usos comerciales.

·          Técnicas de reciclado de plásticos.

·          Química de la materia viva; bioelementos esenciales y oligoelementos:

        Glúcidos.

        Lípidos.

        Proteínas.

·         Ácidos nucleicos

Procedimientos

·         Identificar algunos compuestos del carbono de interés biológico y social.

·         Reconocer y clasificar en el aula diferentes materiales plásticos, indicando sus propiedades y utilidad.

·         Realizar esquemas y mapas conceptuales.

·         Planificar y realizar pequeñas investigaciones bibliográficas relacionadas con la función biológica que desarrollan diversos tipos de biomoléculas.

·         Realizar experiencias para identificar algunos principios inmediatos.

·         Resolver problemas en los que se apliquen determinados conocimientos adquiridos.


 

Actitudes

·         Reconocimiento de la Bioquímica como ciencia investigadora con importantes aplicaciones en medicina.

·         Valoración de la importancia que tiene sistematizar el estudio de las sustancias para avanzar en el descubrimiento de nuevas aplicaciones de las mismas.

·         Valoración de la capacidad de la Química para dar respuesta a las necesidades humanas mediante la producción de materiales con nuevas propiedades.

·         Toma de conciencia de los riesgos que para la humanidad pueden tener los residuos industriales, tanto fluidos como sólidos, si estos no son controlados.

 

CONTENIDOS TRANSVERSALES

Al igual que en la unidad anterior, se pueden tratar casi todos los temas transversales. La Educación para la salud, la Educación ambiental, la Educación moral y cívica, etc.

 

MATERIALES DIDÁCTICOS

a) En el laboratorio:

Modelos moleculares para representar diversos compuestos del carbono.

Para realizar algunas reacciones del texto como identificación de glúcidos, lípidos, proteínas o vitamina C: vaso de precipitados, erlenmeyer, probetas, papel de filtro, vidrios de reloj, tubos de ensayo, cuentagotas, agua destilada…

b) En el aula:

Libros: AA. VV., Química al alcance de todos, Pearson-Alhambra.

Audiovisuales: El mecano de la vida. Química del carbono. Química, Ciencia en Acción, Editorial SM.

Internet: página que contiene una unidad sobre el carbono, en http://recursos.cnice.mec.es/quimica/ulloa1/cuarto/inicio.htm; portal sobre Física y Química, en http://www.catedu.es/cienciaragon/