1Ten algún valor a ciencia?

Creo que o poder de crear cousas é valioso. Que o resultado sexa unha cousa boa ou unha cousa mala depende do uso que se faga del, pero o poder de crear é unha cousa valiosa.

Unha vez, en Hawaii, leváronme a visitar un templo budista. No templo un home díxome: «Direivos unha cousa que nunca esqueceredes». E entón engadiu: «Todos os humanos reciben a chave das portas do ceo. A mesma chave abre as portas do inferno».

O mesmo ocorre coa ciencia. En certo modo é a chave das portas do ceo, e a mesma chave abre as portas do inferno, mais non temos as instrucións para saber cal é cada unha das portas. Tiraremos a chave e nunca poderemos traspasar as portas do ceo? Ou enfrontarémonos ao problema de saber cal é a mellor maneira de usar a chave? Esta é, evidentemente, unha cuestión moi seria, pero creo que non podemos negar o valor da chave das portas do ceo.

Richard P. Feynman (1918-1988). Premio Nobel de Física.

A ciencia estuda o universo

1. Que son ciencias da natureza?

2. Que é o universo?2.1. De que está formado o universo?

3. Que é a ciencia?3.1. A ciencia observa e mide o universo

4. A que chamamos magnitude?4.1. Que é medir?

5. O sistema internacional de unidades5.1. Múltiplos e submúltiplos decimais

6. Propiedades da materia6.1. Masa6.2. Volume6.3. Super� cie6.4. Densidade6.5. Outras propiedades da materia

Contidos

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 8 11/05/11 13:09

1. Que entendes por natureza? Cres que o teu con-cepto de natureza é o mesmo que o que tiña un habitante da Roma clásica? Por que?

2. Cres que un xornalista é un cientí� co? E un políti-co? Por que? Cres que a astroloxía é unha ciencia? E a estatística?

3. Sabes de onde procede a creación do chamado sistema métrico decimal? Sabes dalgún país onde aínda non se use o metro e o quilogramo de mo-do o� cial? Por que cres que é así?

4. Ás veces, pregúntase con ánimo de confundir:

«Que pesa máis, un quilogramo de palla ou un qui-logramo de chumbo?» Por que cres que algunhas persoas caen no erro ao responder?

5. Indica se son verdadeiras ou falsas as seguintes a� rmacións:a. Un obxecto de madeira sempre � otará na auga.

b. Un obxecto de ferro sempre se afundirá na auga.

c. Se un obxecto � ota en auga, tamén � otará en aceite.

d. O xeo � otará en aceite.

Que sabes de...?

www.bipm.org

É a web da O� cina Internacional de Pesas e Medidas. Contén información sobre uni-dades, pre� xos, conversión de unidades e a historia do sistema internacional.

www.nasa.gov/

É a web da National Agency Space Adminis-tration (NASA), un dos máximos organismos da actividade cientí� ca actual.

Unha web

2. Matemática.

3. Coñecemento e interacción co mundo físico.

4. Tratamento da información e competencia dixital.

6. Cultural e artística.

Competencias básicas

«A vida é número.»

Pitágoras de Samos (582 a. C.-496 a. C.)

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 9 11/05/11 13:09

A ciencia estuda o universo1

10

1. Que son ciencias da natureza? Non é a primeira vez que un libro ou unha materia se estuda baixo o título «ciencias da natureza». O concepto de natureza evolucionou ao longo dos séculos. A miúdo enténdese que «natural» se opón a «arti� cial», que é aquilo creado pola huma-nidade. Xa que logo, en sentido restritivo:

Natureza é o conxunto da realidade independente da intervención humana.

Son natureza os campos, os bosques, as montañas, os mares, os ríos e os lagos, a vexetación, a fauna e tamén o interior da Terra, o Sol, as estrelas, a Lúa e todos os corpos celestes. En cambio non se consideran natureza as cidades, as civilizacións, as autoestradas ou os vehículos espaciais.

Xeralmente, ao falar das ciencias da natureza, enténdese que se trata da bio-loxía (estudo dos seres vivos) e da xeoloxía (estudo das rochas e minerais). Non obstante, en realidade, o estudo da natureza repartiuse entre moitas disciplinas. Dedicadas a aspectos concretos, existen ciencias como a botánica (estudo dos vexetais), a zooloxía (estudo dos animais), a embrioloxía (estudo do desenvol-vemento embrionario), a micoloxía (estudo dos fungos), a xenética (estudo da herdanza biolóxica), a patoloxía (estudo das enfermidades), a parasitoloxía (estudo dos parasitos), etcétera.

Tradicionalmente tamén se estudaron por separado os corpos inanimados con ciencias como a física, a química, a xeoloxía, a cristalografía, a estratigrafía, a astro-nomía, etcétera.

A pesar desta separación entre unhas e outras, está claro que a meirande parte das ciencias precisan coñecementos doutros ámbitos e doutras ramas cientí� cas. Resulta evidente en disciplinas como a ecoloxía ou a paleontoloxía (� gura 1.1).

Figura 1.1. No estudo dun espazo natural interveñen varias ciencias da natureza que, ademais, están intimamente relacionadas.

Vocabulario

Natureza: provén do latín natura, que á súa vez deriva do participio do verbo latino nascere, que signi� ca «nacer».

A B C

Estudo do Sol: astronomía

Estudo das montañas: xeoloxía

Estudo dos vexetais: botánica

Estudo dos animais: zooloxía

Estudo da luz do Sol: física

Estudo da auga: química

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 10 11/05/11 13:09

A ciencia estuda o universo 1

11

Figura 1.2. Centro da Vía Láctea. Entre a materia estelar, unha enerxía de fondo impregna toda a galaxia.

2. Que é o universo?Como xa estudarás na unidade 4, úsase o termo universo para referirse a todo o que existe, tanto se sufriu intervención humana coma se non.

O universo é o conxunto de todo o que existe.

O universo está formado por absolutamente todo o que existe, tanto se o vemos coma se non, sexamos quen de detectalo ou non. Fóra do universo non hai nada, nin espazo nin tempo, porque todo o que existe forma parte del.

2.1. De que está formado o universo?

No universo hai gran variedade de corpos e fenómenos, pero calquera deles pode clasi� carse como materia ou enerxía ou como unha suma de ambas (� gura 1.2).

Todo o que existe no universo é materia ou enerxía.

Un raio de luz, un son, unha onda de televisión ou os raios X son exemplos de enerxía. En cambio, unha rocha, a auga do mar ou o aire que nos rodea son materia. Se nos preguntamos cales son as características que de� nen unha e outra, as diferenzas son:

A materia ten dúas propiedades fundamentais: a masa e o volume.

A enerxía ten a capacidade de efectuar traballo, é dicir, pode modi� car a materia no seu movemento, na súa forma ou na súa orde interna.

A materia ten volume (ocupa espazo) e masa.A enerxía é capaz de efectuar traballo.

Sabías que...

Algunhas teorías científicas propoñen universos para-lelos que existen indepen-dentemente uns doutros, pero ata o momento nin-guén puido dar ningunha proba diso.

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 11 11/05/11 13:09

A ciencia estuda o universo1

12

3. Que é ciencia?Hoxe en día a palabra «ciencia» ten un gran prestixio, pero o concepto actual de ciencia non aparece ata o século XVII. Antes, a humanidade acumulaba coñecemen-tos sobre as cousas e os sucesos, pero non se desenvolvera esta maneira de tratalos que hoxe coñecemos como ciencia:

Ciencia é o conxunto ordenado de coñecementos certos que a humanidade ten sobre o universo e os métodos para obtelos e revisalos.

A ciencia estuda corpos ou calquera das súas partes, desde unha galaxia a unha cascuda, desde unha estrela a un átomo. Tamén estuda fenómenos. Un fenómeno é calquera cousa que poida ocorrer. Por exemplo, un lóstrego ou un choque de bolas de billar.

O método cientí� co é o modo que ten a ciencia de traballar. É un método baseado na observación, tanto da natureza como de experimentos, na enunciación de teorías e na súa comprobación. Pódese resumir como:

En contra do que ás veces se di, a ciencia non ten dogmas ou verdades absolutas e inamovibles. Toda lei ou ecuación debe someterse a comprobación. Se unha lei ou ecuación falla, desbótase. As leis poden ser falsas. A realidade sempre é certa.

3.1. A ciencia observa e mide o universo

O traballo dos cientí� cos consiste en observar o universo e obter información del, sobre como está constituído e como se comporta. Case nunca se estuda o universo na súa totalidade, senón unha parte ou un aspecto concreto. A esta parte chamá-mola sistema. Por exemplo, un sistema pode ser unha bandada de aves migratorias, unha estrela ou un volcán.

Información é un conxunto organizado de datos que cambia o coñecemento que temos dun sistema.Sistema é a parte do universo obxecto de estudo.

A observación pode ser cualitativa, se describe aquelas calidades ou trazos carac-terísticos, e cuantitativa, baseada na medición ou expresión das características do sistema mediante características numéricas.

Observar a natureza e realizar

experimentos.

Deducir leis e ecuacións a partir

das observacións.

Efectuar predicións segundo as leis

e ecuacións.

Comprobar as predicións con máis observacións

e experimentos.

Refutar ou confirmar as leis

Traballo experimental Traballo teórico Traballo experimental

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 12 11/05/11 13:09

A ciencia estuda o universo 1

13

4. A que chamamos magnitude?Unha propiedade é calquera feito distintivo «propio» dun corpo ou un fenómeno. Xa que logo, son propiedades a cor, a velocidade, a densidade, a altura, etc. Non todas as propiedades se poden medir. Por exemplo, ninguén conseguiu medir a felicidade nin a beleza. No entanto, si se poden medir a masa ou a altura dunha persoa, o tempo, a forza, a carga eléctrica, etcétera. Esas propiedades medibles coñécense como magnitudes.

Magnitude é unha propiedade que se pode medir.

As magnitudes clasifícanse en:

Extensivas. Se o seu valor depende da cantidade de materia. Exemplos: masa, volume ou enerxía.

Intensivas. Se o seu valor non depende da cantidade de materia. Exemplos: densidade ou temperatura.

4.1. Que é medir?

Medir é unha operación habitual e cotiá, non só para os cientí� cos. Para medir, cómpre:

Unha unidade de medida ou patrón. Un instrumento medidor.

Medir é comparar unha propiedade dun corpo ou dun fenómeno cun valor de referencia ou patrón e contar cantas veces o contén.

Unha medida exprésase sempre tendo en conta esta referencia ou patrón.

Medida = Número + Unidade de referencia

Non se debe descoidar a indicación desta unidade de referencia, dado que se alguén di que un cable mide «5», non saberemos se se trata de 5 centímetros, de 5 metros ou de 5 quilómetros (� gura 1.3):

Figura 1.3. Medir consiste en saber o número de veces que a lonxitude da barra, a masa das laranxas ou o volume de auga da xerra conteñen a unidade de referencia (metro, quilogramo e litro, neste exemplo).

1 L

1 m

1 kg

Sabías que...

As lonxitudes en metros dal-gunhas varas de medir anti-gamente usadas en España son diferentes:• Vara catalá: 0,70 m.• Vara aragonesa: 0,77 m.• Vara castelá: 0,84 m.

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 13 11/05/11 13:09

A ciencia estuda o universo1

14

5. O sistema internacional de unidadesUn sistema de unidades é un conxunto de patróns de medida escollidos para a medida de magnitudes. Ao longo da historia e dos distintos países houbo moitos e diferentes sistemas de unidades. Entre as magnitudes, diferéncianse:

Magnitudes fundamentais. As que se de� nen por si mesmas, sen facer refe-rencia a outras magnitudes. Por exemplo, lonxitude, masa e tempo.

Magnitudes derivadas. As que se de� nen a partir doutras. Por exemplo, a ve-locidade defínese como a lonxitude dividida polo tempo tardado en percorrela.

O sistema internacional de unidades (SI) consta de sete magnitudes funda-mentais coas súas sete unidades fundamentais de medida. As que vas usar neste curso son (táboa 1.1):

Lonxitude Unidade no SI: metro; abreviatura: m

Primeiro de� niuse como a dez millonésima parte do cuadrante do meridiano terrestre.

Con esta medida construíuse un metro patrón en forma de barra de platino e iridio.

En 1983 rede� niuse como o espazo que percorre a luz nun tempo moi breve (en 0,000000003 segundos).

Masa Unidade no SI: quilogramo; abreviatura: kg (equivale a mil gramos)

O quilogramo patrón defínese como a masa do cilindro patrón de platino e iridio de 39 mm de diámetro e 39 mm de alto. Gárdase na O� cina Internacional de Pesos e Medidas en Sevres (Francia).

Do patrón da O� cina Internacional de Pesos e Medidas en Sevres efectuáronse diversas copias para que os distintos países dispoñan dun estándar, como este da O� cina de Medidas de EUA.

Tempo Unidade no SI: segundo; abreviatura: s

Primeiro de� niuse dividindo en 86.400 partes o día solar medio. O día solar medio é o tempo que tarda a Terra en dar unha volta sobre o seu eixe.

En 1967 volveuse defi nir medindo as vibracións dos átomos de cesio, un metal co que se teñen construído reloxos atómicos enorme-mente precisos (varían só 1 segundo cada 30.000 anos).

Temperatura Unidade no SI: kelvin (non grao kelvin, senón simplemente kelvin); abreviatura: K

O 0 K (0 kelvin) defínese como a temperatura máis baixa que pode exis-tir, tamén chamado cero absoluto. Con iso, as temperaturas medidas en kelvin non teñen nunca valores negativos.Aínda que non son do SI, os graos centígrados utilízanse habitualmente. Un grao centígrado é a centésima parte da diferenza entre a tempe-ratura de conxelación da auga (0 °C) e a súa temperatura de ebulición (100 °C). Para pasar de graos centígrados (t) a kelvin (T), débese sumar 273,15. Así:

T = t + 273,15

K

100

273– 0

373

273

t t + 273

ºC

0

Táboa 1.1. Algunhas magnitudes fundamentais do sistema internacional.

temperatura de ebulición da auga

temperatura de conxelación da auga

a temperatura máis baixa posible

escala Celsius escala Kelvin

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 14 11/05/11 13:09

A ciencia estuda o universo 1

15

Entre as magnitudes e unidades derivadas destacan as que se recollen na táboa 1.2 canda algunhas que, sen ser do SI, son aínda de uso común:

Magnitude De� nición Unidade do SI Outras unidades

Velocidade Espazo percorrido na unidade de tempo.

metros por segundo

m/s

quilómetros por horakm/h

1 km/h = 0,28 m/s

Aceleración Variación de velocidade por unidade de tempo.

metros por segundo cadrado

m/s2

ForzaCausa capaz de cambiar

o movemento dun corpo ou a súa forma.

newton

N

quilogramo forza ou quilopondio (kp)

dina (dyn)1 kp = 9,8 N

1 dyn = 10-5 N

Presión Forza exercida por unidade de super� cie.

pascal

Pa

atmosfera e milímetros de mercurio

1 atm ≈ 1 bar1 bar = 105 Pa

1 mm Hg = 133,32 Pa

Enerxía, traballo, calor

A enerxía é capaz de realizar traballo. Traballo é enerxía

transferida a un corpo ao actuar forzas sobre el.

joule

J

caloría (cal)1 cal = 4,186 J

Carga eléctrica Cantidade de electricidade.coulomb

C

Táboa 1.2. Algunhas magnitudes derivadas.

1. Calcula o número de segundos que ten un ano.Coñecendo que un ano ten 365 días, que un día ten 24 horas, que unha hora ten 60 minutos e que un minuto ten 60 segundos, só fai falla multiplicar:

1 ano · 365 · 24 · 60 · 60 = 31.536.000 s

É máis correcto resolvelo mediante os chamados facto-res de conversión, que non son máis ca as igualdades anteriores postas en forma de fracción e ordenadas de xeito que vaian anulando as unidades das equivalen-cias intermedias. Deste xeito, á parte do valor numérico obtéñense as unidades correctas do resultado.

1 ano · 365 días

1 ano ·

24 horas

1 día ·

60 minutos

1 hora ·

60 segundos

1 minuto = 31.536.000 s

Actividades resoltas

2

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 15 11/05/11 13:09

A ciencia estuda o universo1

16

5.1. Múltiplos e submúltiplos decimais

Segundo o que haxa que medir, as unidades do SI poden ser demasiado grandes ou pequenas. Por exemplo, ninguén mide en metros a distancia entre cidades nin as dimensións das letras dos libros.

Para traballar con unidades máis axeitadas, defínense os múltiplos e submúltiplos das unidades do SI. Para iso escóllense potencias de dez. É dicir, as unidades son dez (10), cen (100 = 102), mil (1.000 = 103), dez mil (10.000 = 104), cen mil (100.000 = 105), etcétera, veces maiores ca a unidade de referencia. O mesmo coas potencias negativas: unidades dez veces menores (1/10 = 10-1), cen veces menores (1/100 = 10-2), mil veces menores (1/1.000 = 10-3), etcétera.

Para denominar estas unidades múltiplos e submúltiplos decimais, úsanse pre� xos (táboa 1.3) diante do nome da unidade. Así, quilo indica mil, tanto para múltiplos de masa (quilogramo = 1.000 gramos) como de lonxitude (quilómetro = 1.000 metros). Hai que observar que a unidade de referencia do SI no caso da masa é o quilogramo e non o gramo, a pesar de que a primeira sexa un múltiplo da segunda.

Símbolo Pre� xo Factor

TGMkh

da

teraxiga

megaquilohectodeca

1012

109

106

103

102

101

dcmμnp

deci centi mili

micronanopico

10-1

10-2

10-3 10-6

10-9

10-12

Táboa 1.3. Pre� xos decimais.

2. O barómetro dunha cidade indica unha presión at-mosférica de 820 mm de Hg. Noutra cidade, outro barómetro indica 0,9 bar. Calcula en unidades do SI estas presións e indica cal é maior.Na táboa 1.2, no apartado de presión, recóllese a equi-valencia: 1mm Hg = 133,32 Pa, e tamén: 1 bar = 105 Pa. Aplicando estas equivalencias resulta:

820 mm Hg · 133,32 Pa

1 mm Hg = 109.322,4 Pa

= 0,9 bar · 105 Pa

1 bar · 9 · 104 Pa = 90.000 Pa

É obvio que é maior a primeira.

3. Para fabricar unhas madalenas industriais, mestú-ranse: 0,1 Mg de fariña, 1.000 dag de azucre, 500 hg de auga, 30.000 g de manteiga e 2.500 dg de aromatizante. Calcula a masa total en kg que debe soportar a amasadora:

Cos equivalentes de cada múltiplo (ver táboa 1.3) pá-sanse todas as unidades do enunciado a kg:

0,1 Mg · 1.000 kg

1 Mg = 100 kg

1.000 dag · 10 g

1 dag ·

1 kg

1.000 mg = 10 kg

500 hg · 100 g

1 hg ·

1 kg

1.000 mg = 50 kg

30.000 g ·1kg

1.000 g = 30 kg

2.500 dg ·1 g

10 dg ·

1 kg

1.000 mg = 0,25 kg

O total será:

100 kg + 10 kg + 50 kg + 30 kg + 0,25 kg = 190,25 kg

Actividades resoltas

Actividades

1. Calcula o número de semanas que hai en dous séculos.

2. Para preparar unha pomada mestúranse 0,35 kg de sulfato de neomicina, 0,1 hg de acetato de hidro-

cortisona, 500 dg de bacitracina, 4.000 cg de aceite de améndoas, 0,15 kg de lactosa e 400 g de aceite de coco. Calcula cantos tubiños de 5 g poderán fa-bricarse.

2

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 16 11/05/11 13:09

A ciencia estuda o universo 1

17

6. Propiedades da materiaA posesión de masa e volume distingue a materia. Son as súas propiedades fun-damentais. Outras moitas serven para caracterizala e distinguir uns corpos doutros. Por exemplo, a densidade é unha propiedade derivada.

6.1. Masa

É unha propiedade común a todos os corpos materiais. Un átomo, un rato, unha célula, un elefante, unha estrela ou unha galaxia enteira teñen masa. No Sistema Internacional mídese en quilogramos (kg). Os seus instrumentos de medida son as balanzas (� gura 1.4).

A masa mide a cantidade de materia dun corpo.

Unha das principais leis da materia débese a Lavoisier, que a deduciu ao medir coidadosamente a masa das substancias iniciais e � nais dunha reacción química. Comprobou que a suma de masas ao principio e ao � nal é a mesma, aínda que as substancias iniciais e � nais sexan distintas. A lei de conservación da materia a� rma:

A materia non se crea nin se destrúe, só se transforma.

Atracción entre masas

Unha propiedade da materia consiste en que todo corpo material exerce unha forza de atracción gravitacional sobre outros corpos materiais. Esta atracción é:

Proporcional ás masas. É dicir, canto maior é a masa dos dous corpos, máis se atraen.

Inversamente proporcional ao cadrado da distancia entre os corpos. Ou o que é o mesmo: canto máis afastados están, máis debilmente se atraen.

A atracción gravitacional mantén unidos os planetas arredor do Sol e a Lúa xirando arredor da Terra. Tamén nos mantén a nós e a calquera corpo sobre a super� cie terrestre e fainos caer cara a esa super� cie se nos separamos dela (� gura 1.5). Esta atracción que sofre un corpo na super� cie dun planeta coñécese como peso.

Figura 1.4. As balanzas miden a masa dos corpos en quilogramos, gramos ou outros múltiplos e submúltiplos.

Figura 1.5. A atracción entre a Terra e o Sol é moi importante debido ás súas grandes masas. Entre dúas pelotas de tenis é imperceptible porque as súas masas son moi pequenas.

F FF F

Lembra

É moi habitual o uso da tone-lada métrica:

1 tm = 1.000 kg

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 17 11/05/11 13:10

A ciencia estuda o universo1

18

Peso

A Terra, coma calquera planeta, exerce unha atracción sobre os corpos situados na súa super� cie.

Peso é a forza coa que a Terra atrae un corpo.

Naturalmente, o peso dun corpo (p) e a súa masa (m) están relacionados:

p = m · g

g é a gravidade. Na Terra, a nivel do mar, g = 9,8 m/s2. Na Lúa é menor (1,6 m/s2) porque a Lúa ten unha masa menor. Así, un corpo ten a mesma masa na Terra que na Lúa, pero pesará máis na Terra que na Lúa.

Non debe confundirse peso e masa. Na vida cotiá dise que «pesamos» un corpo cando en realidade o que facemos é coñecer a súa masa. O peso é unha forza, que se expresa en newton (N) no SI e non se mide con balanzas senón cuns aparatos chamados dinamómetros (� gura 1.6).

Figura 1.6. Os dinamómetros miden o peso dos corpos e exprésano en newtons no SI.

Figura 1.7. A masa do mesmo astronauta, m, é igual na Terra que na Lúa. Non obstante, o seu peso na Lúa, pL, é menor que na Terra, pT.

4. A partir dos valores da gravidade terrestre e lunar calcula canto pesa un astronauta de 70 kg na Terra e na Lúa.O peso obtense multiplicando a masa pola gravidade, segundo a fórmula p = m · g

Peso na Terra = m · gT = 70 kg · 9,8 m · s-2 = 686 N

Peso na Lúa = m · gL = 70 kg · 1,6 m · s-2 = 112 N

É dicir, na Lúa un astronauta pesa menos dunha sexta parte ca na Terra.

Actividades resoltas

m = 70 kg m = 70 kg

pT = 686 N

pL = 112 N

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 18 11/05/11 13:10

A ciencia estuda o universo 1

19

Figura 1.8. A esponxosa estrutura dos pulmóns dá unha gran super� cie de intercambio de gases.

Figura 1.9.

5. Calcula os litros de auga que caben nunha piscina paralepipédica, de 60 m de longo, 20 m de ancho e 2 m de profundidade (� gura 1.9).O volume, V, dun paralepípedo é:

V = lonxitude · anchura · profundidade =

= 60 m · 20 m · 2 m = 2.400 m3

Como 1 m3 ten 1.000 L:

V = 2.400 m3 · 1.000 L

1 m3 = 2.400.000 L

Actividades resoltas

6.2. Volume

O volume, como a masa, é unha propiedade común a todos os corpos. Represen-ta a parte do espazo que o corpo ocupa e implica as tres dimensións do espazo: lonxitude, anchura e profundidade. No SI mídese en metros cúbicos (m3).

Volume é o espazo ocupado por un corpo.

Por cambios de temperatura ou de presión pode darse:

Dilatación: aumento do volume dun corpo.

Contracción: diminución do volume dun corpo.

Un aumento de temperatura causa dilatación e un descenso, contracción. Isto sucede en todo tipo de corpos, sexan sólidos, líquidos ou gases.

Un aumento de presión causa contracción e un descenso, dilatación, especialmente nos gases. En cambio, sólidos e líquidos son pouco sensibles a cambios de presión.

6.3. Super� cie

A super� cie é a área exterior dun corpo. Como tal área, no SI mídese en metros cadrados (m2).

Super� cie é a área dun corpo no seu exterior.

En líquidos e gases depende da forma do seu recipiente.

En sólidos depende da súa forma e de se están fragmentados ou non.

Canto maior sexa a super� cie, maior é a posibilidade de reaccionar con outras substan-cias. Xa que logo, os líquidos evapóranse máis rapidamente se expoñen ao aire unha gran super� cie, e reaccionan máis facilmente se son pulverizados (como a gasolina nos motores). Tamén os sólidos esmiuzados reaccionan máis facilmente (� gura 1.8).

60 m 20 m

2 m

Lembra

Outras unidades de volume son o litro (L) e o centímetro cúbico (cm3).

1 m3 = 1.000 L1 L = 1.000 cm3

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 19 11/05/11 13:10

A ciencia estuda o universo1

20

6.4. Densidade

Temos unha idea intuitiva da densidade. O chumbo, por exemplo, é «denso» porque concentra unha gran masa nun volume pequeno. En cambio, a palla ou a goma espuma son pouco densas por todo o contrario.

A densidade, d, é unha magnitude derivada. Defínese como o cociente entre a masa, m, e o volume, V, dun corpo. No SI, a súa unidade é o kg/m3. Tamén se usan g/L e o g/cm3.

d = m

V

Debe indicarse a que temperatura se mediu, pois o volume varía coa temperatura. En gases tamén se debe ter en conta a presión, pois o seu volume depende dela.

Un corpo � otará noutro se ten menor densidade. Por exemplo, o aceite � ota na auga. Ás veces, esta menor densidade é aparente, debida á forma. Por exemplo, unha esfera oca de aceiro pode � otar na auga, igual que o fai un barco, a pesar de que a densidade do aceiro é maior ca a da auga (� gura 1.10).

Tanto en auga como en aire ofrécense exemplos cotiáns. As augas mariñas, debido á cantidade de sales disoltos, teñen unha densidade maior ca as augas doces. Por iso é máis fácil que un corpo � ote en auga de mar ca en auga doce.

Figura 1.10. A madeira e o aceite � otan en auga pola súa menor densidade; os barcos, porque son ocos; e os animais acuáticos axúdanse dos seus pulmóns (mamíferos) ou da súa vexiga natatoria (peixes).

6. Calcula a masa de gasolina contida nun bidón de 500 L. A densidade da gasolina é 860 kg/m3.Primeiro calcúlase o volume en m3, xa que a densidade se facilita en kg/m3. Aplícase o factor de conversión, segundo o cal 1 m3 equivale a 1.000 L:

500 L · 1 m3

1.000 L = 0,5 m3

Logo aplícase a fórmula da densidade e calcúlase a masa pedida:

d = m

V 860

kg

m3 =

m

0,5 m3

Do que resulta: m = 430 kg

Actividades resoltas

Lembra

1.000 kg /m3 = 1 g/cm3

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 20 11/05/11 13:10

A ciencia estuda o universo 1

21

6.5. Outras propiedades da materia

Existen múltiples propiedades da materia que se poden medir. Moitas delas afectan á resistencia física:

Dureza. Resistencia dun sólido a ser raiado ou penetrado.

Fraxilidade. Capacidade de fracturarse ante as deformacións.

Elasticidade. Capacidade de deformarse baixo forzas e recuperar a forma antiga cando cesan (� gura 1.11).

Plasticidade. Capacidade de cambiar a novas formas, sen romperse, pola ac-ción de forzas (� gura 1.11). En particular, ductilidade é a capacidade de estirarse en forma de fíos e maleabilidade, a de adquirir forma de lámina. Ambas son destacadas nos metais.

Viscosidade. Medida da � uidez dos líquidos. Canto máis viscosos, menos faci-lidade teñen para � uír, para moverse e cambiar de forma.

Outras características afectan á absorción de calor polas substancias. Son impor-tantes as seguintes:

Capacidade calorí� ca. Calor que se necesita subministrar a un corpo para au-mentar un grao a súa temperatura.

Temperaturas de ebulición e solidi� cación. Temperaturas ás que unha subs-tancia cambia de estado.

Outras refírense ao seu aspecto, como a cor, o brillo ou o índice de refracción (transparencia á luz). Algunhas destas e outras, como o sabor ou o olor, poden ser percibidas polos nosos órganos dos sentidos (vista, oído, olfacto, gusto e tacto). Por iso se coñecen como propiedades ou características organolépticas.

En cambio, outras son propiedades químicas que deben medirse ou percibirse coa axuda de aparatos ou mediante a reacción con outras substancias. É o caso da aci-dez, a oxidabilidade ou a solubilidade, que tamén distinguen unhas substancias doutras.

O conxunto de propiedades dunha substancia, especialmente as medibles, serve para recoñecela e para seguir os seus cambios físicos ou químicos. Ás veces dise que a caracterizan.

Figura 1.11. A plastilina e a goma elástica deben os seus nomes ás propiedades que presentan.

Vocabulario

Organoléptico: provén dos vocábulos gregos órgano, «órgano», e liptikós, «que se toma».

A B C

Actividades

3. Cada unha das substancias da columna da esquerda posúe en grao máximo unha das propiedades da columna da dereita. Relaciona unha con outra.

Goma PlasticidadeCristal DuctilidadeDiamante FraxilidadePlastilina MaleabilidadeCobre DurezaAire ElasticidadeOuro Transparencia

3

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 21 11/05/11 13:10

A ciencia estuda o universo1

Actividades � nais

22

1. Cita cinco ciencias cuxa dedicación se re� ra princi-palmente ao estudo da vida animal.

2. Clasi� ca como ciencia ou non: astroloxía, embrio-loxía, cartomancia, astronomía, xornalismo, óptica, microscopia, ecoloxía, medicina, política.

3. Copia no teu caderno e une cunha frecha cada unha das ciencias co fenómeno que estuda:

Vulcanoloxía LuzMicoloxía CristaisÓptica VirusMeteoroloxía ReacciónsCristalografía VolcánsViroloxía Tempo atmosféricoQuímica Fungos

4. Cita tres diferenzas entre a actividade artística e a actividade cientí� ca.

5. Cita unidades de medida baseadas en patróns rela-cionados co corpo humano.

6. Clasi� ca como materia ou como enerxía: auga, luz, microondas, atmosfera, mármore, electrón, raios ul-travioleta, núcleo atómico.

7. Cita dez aparatos de medida e indica cal é a mag-nitude que miden.

8. Copia no teu caderno e une cunha frecha cada magnitude co aparato que serve para medila:

Velocidade DinamómetroPresión Cinta métricaTemperatura ManómetroTempo TermómetroLonxitude BalanzaMasa ReloxoForza Velocímetro

9. Cita cinco unidades de medida de lonxitude ante-riores ao sistema internacional.

10. Nomea dúas magnitudes fundamentais e dúas de-rivadas, dúas extensivas e dúas intensivas.

11. Expresa na unidade do SI as seguintes áreas: 10 cm2, 1.200 mm2 e 15 dm2.

12. Expresa na unidade do SI os seguintes volumes: 1 km3, 100 dam3 e 200 hm3.

13. Calcula na unidade do SI o volume total de auga ao engadir 10.000 mL, 100 cL e 2 daL deste líquido ao mesmo recipiente.

14. Calcula en unidades do SI a suma dos seguintes tempos: 2 semanas, 3 días e 10 minutos.

15. Suma as seguintes cantidades: 120 cg; 0,2 dg; 3.500 mg e 3 dag. Pon o resultado na unidade de masa do SI.

16. Cres que existen obxectos dunha soa dimensión? E de dúas? Por que?

Para repasar

Para aplicar

I K E L V I N A D A

B E R E P M A N I S

A L A C S A P I A O

L O D N U G E S I R

E M A I N A S T R A

D E L J O U L E O N

N T A R A I O B L U

A R E F S O M T A C

C O L I U Q O N C R

E D I O N A E U R O

2

2

2

2

2

17. Na seguinte sopa de letras atópanse os nomes de máis de 10 unidades de medida. Cópiaa no teu ca-derno e intenta atopalas.

18. Calcula o volume de 2.500 mg de mercurio a 0 °C. Dato: dHg = 13,6 · 103 kg/m3.

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 22 11/05/11 13:10

19. Ordena de maior a menor densidade: ferro, aceite, auga, chumbo, cortiza, aire en condicións normais, hidróxeno en condicións normais.

20. A densidade do cobre é 8,96 g/cm3. Calcula a masa dun cubo de cobre macizo de 10 cm de lado.

21. A densidade do ouro é 19,3 · 103 kg/m3. Calcula a masa dun cilindro de ouro macizo de 5 cm de radio na base e 20 cm de altura.

22. Calcula o peso na Terra e na Lúa das seguintes ma-sas: a) 20 mg, b) 100 kg, c) 0,01 t, d) 230 g.

A ciencia estuda o universo 1

23

Para ampliar

23. Cunha cinta métrica mide as dimensións de todos os cuartos da túa casa. Calcula a super� cie do chan de cada un e a total da casa.

24. Cos resultados do exercicio anterior mide a altura do teito e calcula os volumes dos cuartos e o total da vivenda.

25. Mestúranse 200 mL de alcohol de densidade 0,81 g/mL con 300 mL de auga de densidade 1 g/mL. A densidade da disolución resultante é de 0,95 g/mL. Poderías calcular o volume da mestura? Coincide coa suma dos volumes de partida? Por que? Que é o que sempre se conserva aditivamente cando se mesturan substancias?

26. Constrúese con ferro un cubo de 10 cm de lado e tamén unha esfera de 10 cm de diámetro. O grosor das paredes dun e outro é tal que ambas

as � guras teñen unha masa de 250 g. Flotarán na auga? Cal das dúas terá unha liña de � otación máis baixa?

27. Busca un libro que explique como se mediu o cua-drante do meridiano terrestre para de� nir o metro patrón. Onde se realizaron as medicións? En que época se realizou? Canto se tardou? Que entidade promoveu a fazaña?

28. Como medirías a densidade dun gas como o helio, que é máis lixeiro ca o aire?

29. Dáse forma cúbica de 10 cm de lado a un bloque de arxila. Calcula a super� cie. Se se lle dan tres cortes exactamente pola metade das súas caras, en cantos cubos se divide? Son iguais? Calcula agora a nova super� cie total da arxila. Variou a masa ao cortalo? E o seu volume?

Pon en práctica

Determinación de densidades de sólidosIntroduce cada anaco na probeta (� gura 1.12) e anota os incrementos de volume segundo o nivel de líquido. Revi-sa o nivel da probeta antes de cada nova medida.

ResultadoCoas masas e os volumes, calcula matematicamente a densidade.

Medida Volume Masa Densidade12345

Para cada substancia terás cinco valores de densidade. Se algún é moi distinto dos demais, descártao e calcula o valor medio dos restantes.

2

3

4 6

ObxectivoDeterminar a densidade dun sóli-do máis denso ca a auga.

MaterialBalanza con precisión de 0,1 gra-mos; pipeta de 10 mL; probeta gra-duada de 100 mL; auga; bloques de ferro, aluminio, granito ou outro sólido que non � ote en auga.

ProcedementoEnche con coidado a probeta ata a marca de 50 mL con axuda da pipeta rasando pinga a pinga.Toma cinco anacos do mesmo material que entren con folgura na probeta. Numéraos cun lapis. Determina a súa masa coa balanza e anótaa no teu caderno.

Figura 1.12.

ISBN_CCNN1_G_B1_01.indd 23 11/05/11 13:11