ENERGIA Y CARACTERISTICAS DE LA ENERGIA

 ¿Qué es la energía?

La energía es algo que no podemos ver directamente, pero que está en todas partes y hace que las cosas funcionen. Es la capacidad que tiene algo para realizar un trabajo o producir un cambio. Por ejemplo, la energía hace que las luces se enciendan, que los autos se muevan y que los seres vivos, como nosotros, podamos crecer y movernos. Como la energía no tiene masa ni volumen solo podemos ver los efectos que causa sobre los cuerpos, de esa manera podemos distinguir diferentes tipos de energía según estos efectos. 

Tipos de energía

Existen diferentes tipos de energía. Algunos de los más comunes son:

Energía mecánica La energía mecánica es la que está relacionada con el movimiento y la posición de los objetos. Es la energía que tienen las cosas cuando se mueven o cuando pueden moverse. Ejemplo: Una bicicleta al rodar o una pelota al ser lanzada.

1. Energía química La energía química es la que está almacenada en las sustancias químicas, como los alimentos, las baterías o la gasolina. Esta energía se libera cuando ocurre una reacción química. Ejemplo: Cuando comemos, nuestro cuerpo transforma la energía química de los alimentos en energía para movernos y pensar. También, cuando quemamos madera, liberamos su energía química en forma de calor y luz.
2. Energía eléctrica La energía eléctrica es la que mueve las cargas eléctricas, como los electrones, a través de un conductor (como un cable). Es la forma de energía que usamos para hacer funcionar los aparatos eléctricos. Ejemplo: Al conectar una lámpara, la energía eléctrica viaja por los cables y hace que la bombilla se encienda.
3. Energía luminosa La energía luminosa es la que emiten las fuentes de luz, como el sol, una bombilla o una vela. Nos permite ver todo lo que nos rodea. Ejemplo: La luz del sol es una forma de energía luminosa que permite que las plantas realicen la fotosíntesis y nos ilumina durante el día.
4. Energía acústica La energía acústica es la que se produce a partir de las vibraciones que se propagan en el aire o en otros medios como el agua o los sólidos. Es lo que conocemos como sonido. Ejemplo: Cuando tocamos una guitarra, las cuerdas vibran y crean ondas sonoras que escuchamos como música.
5. Energía calorífica (o térmica) La energía calorífica, también llamada energía térmica, es la que se relaciona con la temperatura de un objeto. Cuanto más caliente esté algo, más energía térmica tiene. Esta energía se transfiere de un objeto caliente a otro más frío. Ejemplo: Al calentar agua en una estufa, la energía térmica del fuego pasa al agua, aumentando su temperatura.

Características de la energía

1. Transformación de la energía

La energía no se queda siempre igual, puede cambiar de una forma a otra. Esto se llama transformación de energía. Por ejemplo, cuando encendemos una bombilla, la energía eléctrica se convierte en luz y calor. Otro ejemplo es cuando comemos: la energía química de los alimentos se transforma en energía para movernos o pensar.

2. Transferencia de energía

La transferencia de energía ocurre cuando la energía pasa de un objeto a otro. Por ejemplo, si juegas a patear una pelota, la energía de tus músculos se transfiere a la pelota, que se mueve al recibir esa energía. Otro ejemplo es el calor del sol, que se transfiere a la Tierra calentándola.

3. Almacenamiento de energía

La energía también se puede almacenar para usarla más tarde. Un buen ejemplo es una batería. Cuando una batería está cargada, guarda energía química que puede usarse después para encender una linterna o un celular. Las plantas también almacenan energía en sus hojas y frutas gracias al sol, y esa energía se queda en los alimentos hasta que los comemos.

4. Transportabilidad de la energía

La transportabilidad de la energía significa que la energía puede ser movida de un lugar a otro. La electricidad, por ejemplo, se transporta por cables desde las plantas de energía hasta nuestras casas para que podamos usarla. También podemos transportar energía química: cuando llevas una barra de chocolate en tu mochila, estás transportando energía que tu cuerpo usará cuando la comas.

A manera de resumen: 

• La energía se transforma, como cuando la electricidad se convierte en luz en una bombilla.
• La energía se transfiere, como cuando pateas una pelota y esta se mueve.
• La energía se almacena, como la energía química en las baterías o los alimentos.
• La energía se transporta, como cuando la electricidad viaja por los cables a nuestras casas.

¿Por qué es importante la energía?

La energía es esencial para la vida. Sin ella, no podríamos encender luces, calentar la comida, usar aparatos electrónicos, ni movernos. Además, es importante cuidar la forma en que usamos la energía para no desperdiciarla y ayudar a cuidar el planeta.

Actividad de aprendizaje:

1. Consulta y escribe la definición de los siguientes términos relacionados: movimiento, fuerza, aceleración, trabajo, energía.

2. Consulta diferentes clases de energía.

3. Completa el cuadro sobre 5 actividades diarias y fuentes de energía para esas actividades. 

Actividad que hice hoy	Materiales que utilice	Fuente de energía

4. Escribe 3 ejemplos sobre cada una de las propiedades de la energía: TRANSFORMACIÓN, TRANSFERENCIA, ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTABILIDAD. 

5. Escribe 3 ejemplos de energía MECÁNICA, QUÍMICA, ELÉCTRICA, LUMINOSA, ACÚSTICA Y CALORÍFICA.

CAMBIOS FÍSICOS Y QUÍMICOS DE LA MATERIA

 La materia puede experimentar cambios físicos o cambios químicos, dependiendo de si se altera o no su composición interna. A continuación te explico cada tipo de cambio:

Cambios Físicos de la Materia:

En un cambio físico, la materia cambia su forma, tamaño, estado o apariencia, pero su composición química permanece igual. Es decir, no se forman nuevas sustancias.

Ejemplos de cambios físicos:

1. Cambio de estado: Cuando una sustancia cambia de sólido a líquido (fusión), de líquido a gas (evaporación), de gas a líquido (condensación), o de sólido a gas (sublimación). Ejemplo:
   • El hielo que se derrite se convierte en agua líquida.
     
     
     
2. Disolución: Cuando una sustancia se disuelve en otra, como el azúcar en agua. Aunque el azúcar parece desaparecer, sigue siendo la misma sustancia.
   
   
   
   • Ejemplo: El azúcar en agua.
3. Cambios de forma o tamaño: Romper, cortar o triturar un material es un cambio físico porque la sustancia sigue siendo la misma.
   • Ejemplo: Romper una hoja de papel en trozos más pequeños.
4. Expansión o contracción: Los objetos pueden expandirse o contraerse según la temperatura sin cambiar su composición.
   • Ejemplo: Un metal que se expande cuando se calienta y se contrae cuando se enfría.

Cambios Químicos de la Materia:

En un cambio químico, la materia se transforma en una sustancia nueva, con una composición química distinta. Estos cambios implican reacciones químicas y, a menudo, son irreversibles o difíciles de revertir.

Ejemplos de cambios químicos:

1. Combustión: Cuando un material, como la madera, se quema, reacciona con el oxígeno y se convierte en nuevas sustancias, como dióxido de carbono y cenizas.
   • Ejemplo: Quemar madera produce cenizas y gases.
     
     
     
2. Oxidación: Es cuando un metal reacciona con el oxígeno en el aire y se forma óxido, como la herrumbre en el hierro.
   • Ejemplo: La oxidación de un clavo de hierro.
     
     
     
3. Fermentación: En este proceso, los azúcares se transforman en alcohol o ácidos bajo la acción de microorganismos.
   • Ejemplo: La fermentación del jugo de uva para convertirlo en vino.
     
     
     
4. Digestión: Los alimentos que comemos se descomponen en sustancias más simples por la acción de enzimas y ácidos en el estómago.
   • Ejemplo: La digestión de carbohidratos en azúcares simples.
5. Cocción: Al cocinar alimentos, como un huevo, los componentes químicos cambian, alterando su estructura interna.
   • Ejemplo: El huevo que cambia de líquido a sólido al ser cocido.

Principales diferencias entre los cambios físicos y químicos:

• En un cambio físico, no se crean nuevas sustancias; en un cambio químico, sí.
• Los cambios físicos suelen ser reversibles (por ejemplo, congelar y derretir agua), mientras que los cambios químicos son usualmente irreversibles o difíciles de revertir (por ejemplo, quemar papel).
• Los cambios físicos solo afectan las propiedades externas (forma, tamaño, estado), mientras que los cambios químicos alteran la estructura interna de la materia.

La materia puede cambiar su estado, forma o tamaño mediante cambios físicos, o transformarse en sustancias completamente nuevas mediante cambios químicos.

Actividad de aprendizaje

Completa el siguiente cuadro escribiendo el método de Separación de Mezclas, que utilizarían y explicando brevemente porque lo usarían. Los métodos de separación a utilizar son Tamizado, Decantación, Filtración, Evaporación, Imantación y Destilación.

Mezcla	Descripción de la Mezcla	Método de Separación	Explicación. Escribe tus argumentos.
Arena y agua	La arena es sólida y está mezclada con el agua.
Aceite y agua	Ambos líquidos no se mezclan y forman capas separadas.
Sal y agua	La sal está completamente disuelta en el agua.
Limaduras de hierro y arena	La mezcla contiene pequeñas partículas de hierro y arena.
Arroz y piedras pequeñas	Granos de arroz mezclados con pequeñas piedras.
Agua y alcohol	Ambos son líquidos que se pueden mezclar entre sí.
Granos de maíz y harina	Mezcla de partículas grandes de maíz con partículas finas.
Agua salada	Se desea obtener sal a partir de agua salada.

Completa el siguiente cuadro escribiendo el método de Separación de Mezclas, que utilizarían y explicando brevemente porque lo usarían. Los métodos de separación a utilizar son Tamizado, Decantación, Filtración, Evaporación, Imantación y Destilación.

Mezcla	Descripción de la Mezcla	Método de Separación	Explicación. Escribe tus argumentos.
Arena y agua	La arena es sólida y está mezclada con el agua.
Aceite y agua	Ambos líquidos no se mezclan y forman capas separadas.
Sal y agua	La sal está completamente disuelta en el agua.
Limaduras de hierro y arena	La mezcla contiene pequeñas partículas de hierro y arena.
Arroz y piedras pequeñas	Granos de arroz mezclados con pequeñas piedras.
Agua y alcohol	Ambos son líquidos que se pueden mezclar entre sí.
Granos de maíz y harina	Mezcla de partículas grandes de maíz con partículas finas.
Agua salada	Se desea obtener sal a partir de agua salada.

EXPERIMENTO 6: CREA LOS CRISTALES DE UNA CAVERNA

Un recorrido por los misterios de las cavernas

¿Has estado alguna vez dentro de una caverna u observado el interior de una en alguna fotografía? Como habrás notado, tanto en el techo como en el suelo se encuentran unas formaciones muy peculiares.

Estas formaciones se conocen como estalagmitas (suelo) y estalactitas (techo). Aunque son fenómenos de la naturaleza que toma miles de años en realizarse, puedes recrearlas en tu casa con ingredientes que probamente ya tengas. ¿Te animas a aprender a través de este experimento?

Materiales. Necesitarás los siguientes materiales:

2 vasos pequeños	Un pedazo de cuerda o hilo de lana
Bicarbonato de sodio	2 clips sujetapapeles y Cuchara
Colorante alimenticio (opcional)	Agua caliente

Procedimiento

Llena los dos vasos con agua muy caliente. Luego, agrega varias cucharadas de bicarbonato de sodio a cada vaso y revuelve con la cuchara. Continúa agregando bicarbonato de sodio hasta que no se disuelva más (la mezcla esté sobresaturada) y haya una capa de bicarbonato de sodio en el fondo del vaso. Si lo deseas, puedes adicionar unas 5

 

Por último, crea un puente en forma de U entre los dos vasos. Para hacerlo, utilizaremos un pedazo de hilo de lana. Anuda cada extremo del hilo de lana a un clip sujetapapel. Coloca los extremos en cada vaso dejando que la cuerda cuelgue en forma de U entre ellos, pero sin tocar la superficie. Observa la cuerda durante los próximos días para ver los cristales formarse a lo largo de la cuerda. 

Preguntas de Análisis y Reflexión:

1. ¿Qué observaste al preparar la solución de bicarbonato de sodio? Describe el aspecto de la solución de bicarbonato de sodio antes y después de calentarla o dejarla reposar. ¿Cómo cambió la solución a medida que se evaporaba el agua?

2. ¿Cómo se forman los cristales a partir de la solución? Explica el proceso de cristalización que observaste. ¿Cómo se forman los cristales de bicarbonato de sodio a medida que el agua se evapora?

3. ¿Qué papel juega el calor en la formación de cristales? Reflexiona sobre cómo el calentamiento de la solución afecta el proceso de cristalización. ¿Por qué es importante calentar la solución o dejarla reposar en un lugar cálido?

4. ¿Cómo afecta la concentración de la solución a la formación de cristales? ¿Qué pasaría si usas una solución de bicarbonato de sodio más concentrada o menos concentrada? ¿Cómo influiría esto en el tamaño y la cantidad de cristales formados?

5. ¿Cómo puedes identificar los cristales de bicarbonato de sodio comparados con otros tipos de cristales? ¿Qué características específicas te ayudan a identificar que los cristales que formaste son de bicarbonato de sodio? Piensa en su forma y estructura.

6. ¿Qué otras sustancias podrían cristalizar de manera similar al bicarbonato de sodio? Piensa en otras sustancias solubles en agua que podrían formar cristales de manera similar. ¿Cómo podrías realizar un experimento para comparar estos cristales?

7. ¿Qué aplicaciones prácticas tiene la cristalización en la vida diaria o en la industria? Reflexiona sobre cómo se utiliza el proceso de cristalización en la industria (por ejemplo, en la producción de sal o en la purificación de sustancias). ¿Dónde más se aplica este conocimiento?

8. ¿Qué podrías hacer para mejorar el experimento y obtener cristales más grandes o puros? Piensa en cómo podrías modificar el experimento para obtener cristales más grandes o puros. ¿Qué ajustes podrías hacer en la concentración, el método de evaporación o el tiempo de reposo?

EXPERIMENTO 5: SEPARANDO MEZCLAS. LA EVAPORACIÓN.

 Materiales Necesarios:

Agua: 1 taza.	Sartén pequeña: Para la evaporación.
Sal de mesa: 2-3 cucharadas.	Cuchara para mezclar.
Vaso o frasco de vidrio: Para preparar la solución salina.	Estufa: Para acelerar la evaporación.

Paso a Paso del Procedimiento:

Preparación de la solución salina:

En un vaso o frasco de vidrio, mezclar 1 taza de agua con 2-3 cucharadas de sal de mesa. Remover bien con la cuchara hasta que la sal se disuelva completamente en el agua. Si la solución queda turbia por impurezas, puede filtrar usando papel filtro o un colador fino.

Evaporación del agua:

Verter la solución salina en una sartén pequeña, usar una estufa a baja temperatura (con supervisión) para acelerar el proceso de evaporación. Dejar que el agua se evapore completamente. Si tienes una lupa, puedes examinar más de cerca los cristales de sal, observando sus formas geométricas.

Preguntas de Análisis y Reflexión:

1. ¿Qué observaste después de que el agua se evaporara? Describe lo que quedó en el recipiente después de que toda el agua salada se evaporó. ¿Qué aspecto tienen los residuos?

2. ¿Por qué crees que quedó sal en el recipiente después de que el agua se evaporó? Reflexiona sobre lo que sucede con el agua y la sal durante el proceso de evaporación. ¿Por qué la sal no se evaporó con el agua?

3. ¿Cómo cambiaría el tiempo de evaporación si usas más o menos agua? ¿Crees que el proceso de evaporación tardaría más o menos tiempo con diferentes cantidades de agua? Explica tu razonamiento.

4. ¿Qué sucedería si repitieras el experimento con agua azucarada en lugar de agua salada? Predice si el azúcar se comportaría de la misma manera que la sal durante la evaporación. ¿Por qué o por qué no?

5. ¿Cómo afectaría la temperatura al proceso de evaporación? ¿Crees que el agua se evaporaría más rápido o más lento si la temperatura fuera más alta o baja? ¿Cómo podrías probarlo?

6. ¿Qué aplicaciones prácticas tiene este proceso en la vida diaria o en la industria? Piensa en situaciones en la vida real donde la evaporación de agua salada podría ser útil, como en la producción de sal o en la purificación de agua.

7. ¿Qué diferencias observarías si realizaras el experimento en un lugar húmedo versus en un lugar seco? ¿Cómo crees que la humedad del ambiente afecta la velocidad de evaporación? Explica tus hipótesis.

8. ¿Qué pasaría si taparas el recipiente durante el proceso de evaporación? Reflexiona sobre cómo una tapa afectaría la evaporación del agua y la recolección de sal. ¿Habría diferencias en el resultado final?

9. ¿Cómo podrías recuperar el agua evaporada y volverla a convertir en agua líquida? Describe un método para condensar el vapor de agua y recogerlo de nuevo como agua líquida. ¿Cómo se llama este proceso?

10. ¿Qué aprendiste sobre la separación de mezclas a partir de este experimento? Reflexiona sobre cómo la evaporación permite separar el agua de la sal. ¿Cómo podrías aplicar este conocimiento a otras mezclas?