CONTINGUTS•Propietatsgeneralsdelamatèria•Relacióentremassaipes•Propietatsespecífiquesdelamatèria•Classificaciódelamatèria•Mètodesdeseparaciódemescles•Elcanviquímic•Lesreaccionsquímiques

La Matèria1

12Intel·ligències múltiples

Intel·ligències múltiples

TAREA INTEGRADA

Una de fantasmes

Què són els fantasmes? Quina és la seva principal característica?

Fem una pluja d’idees a classe

Investiga• Cercaquinesaltrescosesconeixemquesiguinim-

materials.• Investigadequèestàformadalamatèria.• Si lamatèriafosunpuzle,quinesserienlesseves

peces?• Quantespecesdiferents existeixenper formar tot

l’univers?

PreparaPrepareuunapresentació,osimplementunesquemaperexposara lapissarra,queusajudiaexplicaralsvostrescompanys:• Dequèestàfetalamatèria?• Quèhihaalanaturaquenosiguimatèria?• Enquèconsisteixelcicledelamatèria?• Quinaltrecicleconeixesalanatura?

Presenta• Presenteuelvostretreballalgrup.• Acabeulatascaambundebatsobreaquesttema.

13

2. De la llista que trobem a continuació: llapis, mirall, enveja, el gas amb el qual inflen els globus, tendresa, coratge i la llum; escriu en el teu quadern quins són matèria i quins no ho són.

3. Cerca a internet imatges dels instruments següents per mesurar vo-lums: pipeta, bureta, proveta, matràs aforat. Dibuixa’ls en el teu qua-dern i explica la diferència entre ells.

4. En algunes pel·lícules hem vist personatges que poden respirar tot i estar sota l’aigua amb una barca damunt seu. És possible? Justifica la teva resposta.

1

15

Per assegurar que alguna cosa és matèria hem de comprovar que posseeix aquestes dues qualitats bàsiques: massa i volum.

Agafem un globus sen-se inflar, el col·loquem sobre d’una balança i veiem quina és la seva massa.

L’aire és matèria?

Comprovem que té massa

Inflem el globus i a conti-nuació tornem a pesar-lo.

Com pots comprovar, ha augmentat la massa, la qual cosa ens indica que l’aire pesa. Per tant, compleix la primera condició: té massa.

Comprovem que té volum

Adaptem un embut a una am-polla ajudant-nos d’una mica de plastilina perquè l’aire no en surti.

Quan comencis a tirar aigua a l’embut t’adonaràs que no es pot omplir l’ampolla fins que surti l’aire que té dins.

Això ens demostra que l’aire ocupa un lloc i per tant que compleix la segona propietat: té volum.

Si hem comprovat que l’aire té massa i té volum, l’aire és matèria.

Observa

tIc

5. Si deixo caure una pedra des d’una altura de

deu metres a la Terra i repeteixo l’experiència a la mateixa altura a la Lluna, quina de les dues arribarà més de pressa? Per què?

6. On creus que saltaries més alt, aquí a la Ter- ra o a la Lluna? Explica-ho.

7. Investiga quina és la gravetat dels diferents planetes del sistema solar.

16

Encara que en el llenguatge normal el pes i la massa puguin semblar conceptes iguals, des del punt de vista científic són dues magnituds diferents i que no hem de confondre.

RELACIÓ ENTRE MASSA I PES

MESURA DEL PES

Com que el pes és una força, es mesura en unitats de força. En el Sistema Internacional d’Unitats, la unitat de mesura de força és el Newton, que es re-presenta amb el sím-bol N. També emprem per a la seva mesura el quilopond (kp), que re-presenta el pes d’una massa d’1 kg a la su-perfície terrestre. Per mesurar el pes utilit-zem un aparell anome-nat dinamòmetre.

El pes és la força amb la qual la Terra (gravetat) atreu un cos.

PES MASSALa massa és la

quantitat de matèria que té un cos.

Un cos d’un quilogram té la mateixa massa a la Terra i a la Lluna, tanmateix, el seu pes és diferent perquè la força de gravetat a la Lluna és més petita que a la Terra.

8. Pensa i experimenta. Si introduïm dos objectes iguals, un de fusta i un altre de metàl·lic en un recipient ple d’aigua fins a la vora, quan els fiquem dins de l’aigua es vessarà una part del líquid. Quin dels dos objectes vessarà més aigua? Per què?

9. Imagina que trobes un tresor al fons del mar i vols posar un senyal sobre l’aigua per trobar-lo quan tornis. Com ho faries i quin tipus de material utilitzaries?

10. Si poses una superfície llisa inclinada i fas una cursa amb diverses gotes, una d’aigua, una altra de gel, una altra de mel i una altra d’oli, quina seria la guanyadora? Quina arribaria en última po-sició? Explica-ho fent un dibuix de l’experiment.

1

17

2. PROPIETATS CARACTERÍSTIQUES DE LA MATÈRIALa matèria té unes propietats específiques que la caracteritzen: duresa, solubilitat, conductivitat, co-lor, magnetisme, densitat… Centrem la nostra atenció en la densitat i en algunes de les conseqüèn-cies i principis que s’hi associen: la flotabilitat i el principi d’Arquimedes.

LA DEnSITAT I LA fLOTAbILITAT

La densitat és la relació que existeix entre la quantitat de matèria d’un cos i l’espai que ocupa, és a dir, el seu volum.

Relacionada directament amb la densitat, els cossos posseeixen una característica anomenada flo-tabilitat.

La flotabilitat és la capacitat que tenen els cossos de mantenir-se a la superfície d’un líquid sense enfonsar-se.

L’aigua és més densa que l’oli, per això si tirem aquests dos líquids en un recipient, l’oli es queda a dalt. Es compleix que a major densitat menys flotabilitat. La poca densitat de l’aigua

congelada fa que l’iceberg floti.

Arquimedes

El principi de flotabilitat va ser descobert per un savi grec anomenat Ar-quimedes al segle III a. C., que ho va enunciar de la manera següent: «Un cos total o parcial-ment submergit en un fluid en repòs rep una embranzida de baix cap a dalt igual al pes del volum del fluid que des-ocupa».

11. Investigueu, en grup, els aspectes següents sobre la matèria. Per fer-ho, podeu recórrer a l’enllaç:

Quants elements diferents es coneixen l’actualitat? Escriu el nom dels dos elements més abundants en l’univers.

– Esbrina el nom de l’element més abundant de l’escorça i l’atmosfera terrestre. Aquest ele-ment es troba formant part d’una substància vital per a la vida. Quina és?

– Investiga el nom d’altres elements abundants a l’escorça terrestre.

– La matèria viva també està formada per diver-sos elements. Escriu el nom dels més abun-dants.

18

La matèria, segons les substàncies que la formen, pot classificar-se en dues categories principals: substàncies pures i mescles.

3. CLASSIFICACIÓ DE LA MATÈRIA

No es pot descompondre en altres de més senzilles ja que està constituïda per una única substància.

Element

Està constituïda per més d’un element, però amb una composició fixa.

Compost

Una substància pura pot ser:

OR

CLOR

ALUMINI

GRAFIT

FERRO

AIGUA SAL

QUARS AMONÍAC

SUBSTÀNCIA PURA

La substància pura és aquella que té una composició fixa.

http://links.edebe.com/3ey2x

12. Uneix amb fletxes, en el teu quadern, les definicions següents: – La seva composició és variable i no en distingim els seus components. – Té una composició fixa. – No poden descompondre’s en altres substàncies més simples. – Està formada per més d’un element, però la seva composició és fixa. – La seva composició no és fixa. – En distingim els components a simple vista.

1

19

MESCLA

Les mescles poden ser de dos tipus: mescles homogènies i mescles heterogènies. A continuació les desenvolupem.

Es diferencien diferents components a simple vista. A la mescla de la llet amb les maduixes podem diferenciar per-fectament tots dos elements.

Heterogènia

No es poden diferenciar els seus components a simple vis-ta. S’anomenen dissolucions i en elles el component que es presenta en major quantitat s’anomena dissolvent, mentre que els altres són el solut.

Homogènia

Una mescla és un compost de diferents substàncies que pot variar la seva composició.

A la meva cuina

Quan cuinem el que fem és mesclar diversos ingredients per dur a terme els plats. De vegades, són mes-cles heterogènies, com les amanides; i d’altres, homogènies, com en afegir sal a l’aigua per coure les verdures.

– Recorda algun dels plats que menges a casa teva i digues si un cop fets són mescles heterogènies.

Una volta pel món

– Mescla – Mescla heterogènia – Element – Compost – Substància pura – Mescla homogènia

13. Fes un disseny d’un tamís al teu quadern, detalla els materials que necessitaries i ex-plica el procés que seguiries per construir-lo. Quins usos se li podrien donar?

14. Explica quina tècnica de les que hem es-tudiat faries servir per separar les mescles següents: sorra i còdols; vinagre i oli; aigua i fang; llaunes de conserva i envasos de plàstic.

15. Quin mètode utilitzaven els buscadors d’or a l’antic oest americà per separar les partícu-les d’or de la resta de la sorra i de l’aigua?

20

MÈTODES DE SEPARACIÓ DE MESCLES

Heterogènies

Decantació: se separen els components perquè tenen diferent densitat. Consisteix a deixar en repòs la mescla perquè els components més densos se situïn al fons.

Imantació: se separen els components perquè un d’ells és atret per un imant.

Tamisatge: se separen els components de di-ferents grandàries. Consisteix a passar la mescla per un tamís o sedàs que reté les partícules més grans.

Filtració: s’utilitza per separar els sòlids dels lí-quids. Consisteix a fer passar la mescla a través d’un filtre que deixa passar la substància líquida i reté la sòlida.

16. El treball d’una depuradora consisteix a re-tirar de l’aigua tots els components que hi hem abocat per poder reutilitzar-la. Quins mètodes utilitzaries per separar els següents abocaments: sabons, papers, olis i plàstics que s’han pogut escapar?

17. Investiga sobre altres fenòmens de cristal·lització que es produeixen a la natura i quines formes produeixen en algunes matè-ries.

18. Investiga quina és la mescla que utilitza com a morter qualsevol persona que treballi o hagi treballat en el sector de la construcció. Per fer-ho, pots consultar l’enllaç:

A continuació, respon les qüestions se-güents: – Quins elements es barregen. – Quina quantitat aproximada de cada ele-ment s’utilitza per a la mescla.

1

21

Homogènies

Vaporització: Consisteix a canviar d’estat líquid a gasós un dels components de una mescla; mitjançant aquest procés es poden recuperar les substàncies que estaven dissoltes en la mescla. Existeixen dos tipus de vaporització: l’ebullició i l’evaporació. Un exemple d’aquest procés és la producció de les pastilles de brou concentrat.

Cristal·lització: és el procés pel qual certes substàncies dissoltes que estaven en una mescla homogènia formen cristalls i precipiten. Aquest procediment permet separar els sòlids d’una dissolució. Un exemple de cristal·lització és la obtenció de sal a les salines, en les quals l’aigua de mar s’evapora i en el fons dels estanys es dipositen els cristalls de sal.

Destilació: Consisteix a elevar la temperatura de la mescla perquè, un rere l’altre, els diferents components s’evaporin i es puguin separar de la resta. Aquest procediment es basa en el fet que cada substància té una temperatura concreta d’ebullició i diferent de les altres. La destil·lació s’utilitza per separar els components del petroli.

http://links.edebe.com/pgvfu4

22

4. EL CANVI QUÍMICÉs aquell procés en el qual es modifica la natura d’una substància i, en conseqüència, aquesta es converteix en una altra o unes altres de noves. Generalment, aquests canvis no són reversibles. Al-guns dels canvis químics més habituals a la natura són:

La descomposició de la matèria és un procés que duen a terme uns microorganismes que transfor-men la matèria orgànica en matèria inorgànica.

Descomposició FermentacióLa fermentació és un procés que realitzen alguns microorganismes, en la seva nutrició, i transformen uns components naturals en uns altres.

L’oxidació és un procés en el qual alguns metalls en contacte amb l’aire o l’aigua reaccionen amb l’oxigen i s’oxiden.

Oxidació CombustióLa combustió és una reacció entre un material (combustible) i l’oxigen, de manera que el com-bustible crema o es crema i, generalment, desprèn llum i calor.

LES REACCIONS QUÍMIQUESLa reacció química és un procés en el qual una substància o més, anomenades reactius, es con-verteixen en altres substàncies designades com a productes. Per exemple, el ferro combinat amb l’oxigen reacciona produint òxid de ferro.

Fe O

O

Fe

O

O+ =

Ferro Oxigen Òxid de ferro(Reactiu) (Reactiu) Producte

19. Existeixen algunes característiques que ens indiquen que s’ha produït un canvi químic. Escriu en el teu quadern les que siguin cer-tes: – L’aparició d’una olor és senyal que algun material nou acaba d’aparèixer a causa de la transformació química dels materials que hi havia al principi.

– El fet que una substància canviï d’estat vol dir que s’ha produït una transformació quí-mica.

– El canvi de color en una poma indica que s’han format noves substàncies.

20. En una depuradora d’aigua d’una localitat, què podríem fer amb les restes de matèria orgànica que s’obtenen?

21. Dels canvis següents, copia al teu quadern només els que siguin químics: – Corrosió del ferro. – Combustió de la gasolina en el motor d’un cotxe.

– La formació de l’arc de Sant Martí. – Quan un glaçó es fon. – El trencament d’una copa de cristall.

22. Investiga quin material s’utilitza per fer els vestits dels submarinistes i busca informació sobre on s’obté aquest material.

23. En el procés de la digestió, el menjar el con-vertim en aliments per a les cèl·lules. Explica si és, per tant, un canvi físic o químic. Justi-fica la teva resposta.

1

23

APLICACIONS DELS CANVIS QUÍMICSAlgunes de les aplicacions dels canvis químics són la producció d’aliments, l’obtenció de compost i la fabricació de materials aïllants.

L’ésser humà ha après a utilitzar la fermentació que realitzen alguns bacteris per a la producció industrial d’aliments com el formatge i el iogurt. Així mateix, la fermentació produïda per un tipus de fongs microscòpics, els llevats, és utilitzada per a l’elaboració del pa, vi i cervesa.

L’aplicació dels canvis químics en la indústria per-met la fabricació de materials amb noves pro-pietats. És el cas dels materials aïllants que impe-deixen la conducció del calor. Aquests materials s’usen, per exemple, en la confecció de vestits per a bombers (aïllen de la calor) i per a submarinistes (aïllen del fred).

El compost és un adob agrícola obtingut a partir de la descomposició de residus orgànics. L’activitat d’organismes descomponedors com els bacteris i els fongs transforma els residus en substàncies útils per a les plantes.

REPASSEM

24

24. Copia aquest mapa conceptual al teu quadern, completa’l afegint els conceptes i les paraules que hi falten.

LA MATÈRIA

té

Volum

es mesura amb la

es mesura en es mesura amb la seva unitat és

kg Proveta

es classifica en

si té composició fixa ..................................

Mescla

pot ser

si s’hi diferencien altres components

Homogènia

..................si no es pot descom-

pondre en altres.......................

Compost

25. Amb ajuda d’una balança i d’una proveta, i sabent que per calcular la densitat d’una substància

cal dividir la massa entre el volum, explica com calcularies la densitat dels cossos següents:

26. Si barregem aigua i oli, quin tipus de mescla obtenim? Quina tècnica de separació podem utilit-zar per separar-los?

27. Si barregem aigua amb sucre, quin tipus de mescla obtenim? Quin és el solut? I el dissolvent?

28. Busca una cançó molt coneguda i intenta canviar-li la lletra per algunes de les definicions que hem donat en aquesta unitat. És possible que surti alguna tornada que t’ajudi a estudiar alguns dels continguts de la unitat.

REPASSEM 1

25

29. Busca informació del treball que fa una persona en unes salines.

– Quin tipus de fenomen es produeix a les salines?

– Descriu el procés complet d’obtenció de la sal.

– Quina és la salina més propera a la teva localitat?

30. Fixa’t en les imatges que tens a continuació.

– Col·loca-les en l’ordre correcte en funció del procés que es descriu.

– Quin tipus de fenomen es produeix? Justifica la teva resposta.

31. Quina és la diferència entre ebullició i evaporació? Justifica la teva resposta.

32. Mitjançant la tècnica de treball cooperatiu «1-2-4» confecciona una prova d’avaluació que ser-veixi per repassar els continguts de la unitat.

A B C

33. Quin mètode utilitzaries per separar les mescles següents:

34. Dels compostos següents, quins són mescles homogènies i quins heterogènies?

35. Amb quins elements que puguis trobar a casa podries realitzar compost? Investiga sobre el pro-cés de realització del compost i el benefici que proporciona a les plantes.

aigua i oli, aigua i sal, aigua i sorra, aigua i alcohol, llimadures de ferro, serradures i aigua, sorra i

grava.

sopa de verdures, granit, aigua salada, batut de xocolata, aigua ensucrada, morter.

PER ACABARPOSA EN PRÀCTICA

Competències

26

1. Després de llegir atentament el text respon les preguntes següents:

– Per què creus que Arquimedes va realitzar l’experiment? Per què no els va pesar? L’or que va utilitzar Arquimedes, era sòlid o líquid?

2. Mira atentament la imatge. S´hi descriu una de les idees d’Arquimedes. Descriu en el teu quadern el que ocorre en cadascun dels passos de l’experiment.

En el segle III a. C. el rei de Siracusa, Hieró II, va plantejar a Arquimedes el problema següent. Un orfebre li havia fabricat al rei una corona d’or i aquest no estava segur que hagués emprat tot l’or, pensava que podia haver substituït part de l’or per un altre component més econòmic i haver-se quedat amb l’or restant. Arquimedes, després de molt pensar, va trobar la solució per esbrinar si l’orfebre havia utilitzat tot l’or o si per contra havia substituït part de l’or per un altre material més econòmic. Va fer el següent: va introduir una quantitat d’or igual que la que el rei li havia donat en una proveta amb aigua i va mesurar la pujada de l’aigua en introduir l’or. Posteriorment, va fer el mateix amb la corona i va mesurar l’aigua desplaçada i es va adonar que el volum desplaçat era major, la qual cosa demostrava que l’or de la corona havia estat barrejat amb un altre metall més lleuger i, per tant, donava un volum més gran. El rei va manar executar l’orfebre.

ARQUIMEDES I LA CORONA DE HIERÓ

A B C

3. Investiga i aprofundeix sobre les professions següents: orfebre, forner, enòleg i un fabricant de formatges. Exposa el teu treball als companys explicant la implicació d’aquestes profes-sions amb el tema de les fermentacions.

4. A l’època d’Arquimedes s’atribuïa la fermentació del vi, segons la mitologia clàssica, a Dionís, déu grec. En l’actualitat, pensem el mateix? A qui li atribuïm ara? Justifica la teva resposta tenint en compte els continguts tractats en la unitat.

5. Busca a la Viquipèdia i pren nota en el teu quadern de tots els descobriments i invents rea-litzats per Arquimedes. Quins d’ells són d’ús actual?

Gravetat

Flotabilitat

Competències

REFLEXIONAEls éssers vius som matèria? Què ha ocorregut amb la matèria que existia fa milions d’anys? Quins aspectes dels que hem estudiat són els que t’han quedat més clars? Què recomanaries als teus companys del proper curs quan estudiïn aquesta unitat?

Diari d’aprenentatge

27

POSA EN PRÀCTICA 6. Pregunta al forner, al xurrer o al pastisser del

teu barri què són els llevats i quina és la seva missió. Escriu les respostes al teu quadern i llegeix-les a classe.

7. Investiga de quin material estan fetes les àn-cores dels vaixells. Explica’n el perquè.

8. Imagina que a un company i a tu us propor-cionen una galleda gran plena d’aigua i una ampolla buida per a cadascun. A continuació cronometrareu quin dels dos triga menys a omplir l’ampolla buida. Per fer-ho podreu optar per una d’aquestes dues opcions:

a. Submergir l’ampolla completa a la galleda fins a omplir-la. b. Submergir-la de tal manera que la meitat de la boca de l’ampolla estigui dins de l’aigua i

l’altra meitat fora. Quina de les dues opcions triaries per ser el primer a omplir l’ampolla? Justifica la teva res-

posta.

EMPRÈNUn company de classe està molt preocupat perquè el professor li ha demanat que calculi el vo-lum de la seva baldufa. Jo vull ajudar-lo.

– Com ho faig? – Quin procediment podria recomanar-li per realitzar el treball que li han encomanat? – Quins aparells hauria d’utilitzar? – Hi ha altres procediments per calcular el volum d’aquesta baldufa? – Fes un dibuix que representi tot el procés que faries fins a obtenir el resultat final.