CIENCIAS 3

Un lapicero al ser frotado en una tela adquiere carga eléctrica, la cual atrae las moléculas de agua, desviando la trayectoria de caída. Dada la
naturaleza dipolar del agua, la parte de la molécula con carga opuesta a la carga del lapicero, es atraída por la fuerza eléctrica que se da entre
éstas.
Foto editada de una imagen propiedad de Sciencephoto Library.

Material de Autoformación e Innovación Docente
Ciencias Naturales
Ministerio de Educación
Viceministerio de Ciencia y Tecnología
Gerencia de Educación en Ciencia, Tecnología e Innovación
Programa Cerrando la Brecha del Conocimiento
Sub-Programa “Hacia la CYMA”
Versión preliminar para Plan Piloto

Presidente de la República
Mauricio Funes Cartagena
Viceministra de Ciencia y Tecnología
Erlinda Hándal Vega
Viceministro de Educación
Héctor Jesús Samour Canán
Director Nacional de Ciencia y Tecnología
Mauricio Antonio Rivera Quijano
Gerente de Educación en Ciencia, Tecnología e Innovación
Xiomara Guadalupe Rodríguez Amaya
Jefe de Educación Media en Ciencia, Tecnología e Innovación
Oscar de Jesús Águila Chávez
Revisores Técnicos
Sandra López
Alejandro De León
Primera edición (Versión Preliminar para Plan Piloto)
Derechos reservados. Prohibida su venta. Edificios A4, segundo nivel, Plan Maestro, Centro de Gobierno, Alameda Juan Pablo II
y calle Guadalupe, San Salvador, El Salvador, América Central. Teléfonos: +(503) 2510-4217, +(503) 2510-4218, +(503) 2510-4211,
Correo electrónico: gecti@mined.gob.sv
Jefe de Educación Básica en Ciencia, Tecnología e Innovación
Carlos Ernesto Miranda Oliva
Autores
Adela Melissa Martínez Sánchez
Osmany René Aparicio
Alex Wilfredo Canizalez
Ministerio de Educación
Secretario de Asuntos Estratégicos de la Presidencia y
Ministro de Educación Ad Honórem
Franzi Hasbún Barake

Estimadas y estimados docentes:
El Plan Social Educativo “Vamos a la Escuela” 2009-2014 nos plantea el reto histórico de formar ciudadanas
y ciudadanos salvadoreños con juicio crítico, capacidad reflexiva e investigativa, con habilidades y destrezas para la
construcción colectiva de nuevos conocimientos, que les permitan transformar la realidad social y valorar y proteger
el medio ambiente. Nuestros niños, niñas y jóvenes desempeñarán en el futuro un rol importante en el desarrollo
científico, tecnológico y económico del país; para ello requieren de una formación sólida e innovadora en todas las
áreas curriculares, pero sobre todo en Matemática y en Ciencias Naturales; este proceso de formación debe iniciarse
desde el Nivel de Parvularia, intensificándose en la Educación Básica y especializándose en el nivel Medio y Superior.
En la actualidad, es innegable que el impulso y desarrollo de la ciencia y la tecnología son dos aspectos
determinantes en el desarrollo económico, social y humano de un país.
Para responder a este contexto, en el Viceministerio de Ciencia y Tecnología se han diseñado Materiales de
Autoformación e Innovación Docente en las disciplinas de Matemática y Ciencia, Salud y Medio Ambiente para los
niveles de Parvularia, Educación Básica y Educación Media. El propósito de los Materiales de Autoformación e
Innovación es orientar al cuerpo docente para fundamentar mejor su práctica profesional, tanto en dominio de
contenidos, (sobre todo aquellos contenidos pivotes), como también en la implementación de una metodología y
técnicas que permitan la innovación pedagógica, la indagación científica-escolar y sobre todo una construcción social
del conocimiento, bajo el enfoque de Ciencia, Tecnología e Innovación (CTI), en aras de mejorar la calidad de la
educación.
Este material es para el equipo docente, para su profesionalización y autoformación permanente que le
permita un buen dominio de las disciplinas que enseña. Los contenidos que se desarrollan en los materiales de
autoformación, han sido cuidadosamente seleccionados por su importancia pedagógica y por su riqueza científica.
Es por eso que para el estudio de las lecciones incluidas en estos materiales, se requiere rigurosidad, creatividad,
deseo y compromiso de innovar la práctica docente en el aula. Con el estudio de las lecciones (de manera individual
o en equipo de docentes), se pueden derivar diversas sesiones de trabajo con el estudiantado para orientar el
conocimiento de los temas clave o “pivotes” que son el fundamento de la alfabetización científica en Matemática y
Ciencias Naturales.
La enseñanza de las Ciencias Naturales y la Matemática debe despertar la creatividad, siendo divertida,
provocadora del pensamiento crítico y divergente, debe ilusionar a los niños y niñas con la posibilidad de conocer y
comprender mejor la naturaleza y sus leyes. La indagación en Ciencias Naturales y la resolución de problemas en
Matemática son enfoques que promueven la diversidad de secuencias didácticas y la realización de actividades de
diferentes niveles cognitivos.
Esperamos que estos Materiales de Autoformación e Innovación establezcan nuevos caminos para la
enseñanza y aprendizaje de las Ciencias Naturales y Matemática y que fundamenten de una mejor manera, nuestra
práctica docente. También esperamos que el contenido de estos materiales nos rete a aspirar a mejores niveles de
rendimiento académico y de calidad educativa, en la comunidad educativa, como en nuestro país en general.
Apreciable docente, ponemos en sus manos estos materiales porque sabemos que está en sus manos la
posibilidad y la enorme responsabilidad de mejorar el desempeño académico estudiantil, a través del desarrollo
curricular en general, y particularmente de las Ciencias Naturales y Matemática.
Dr. Héctor Jesús Samour Canán Dra. Erlinda Hándal Vega
Viceministro de Educación Viceministra de Ciencia y Tecnología
y Ministro de Educación Ad Honórem
Lic. Franzi Hasbún Barake
Secretario de Asuntos Estratégicos de la Presidencia de la República

Índice
I Parte
Presentación............................................................................................................. 8
Introducción. ............................................................................................................. 9
A. Objetivo. ................................................................................................... 9
B. Enfoque de competencias en educación. ................................................ 9
C. Contenidos pivotes. .................................................................................. 10
D. Estructura de las lecciones. ..................................................................... 11
E. Como utilizar el material de autoformación en ciencia. ......................... 14
F. Relación entre el programa de estudios y este Material de
Autoformación Docente ............................................................................ 14
G. Enseñanza de la ciencia basada en la indagación. ............................... 18
II Parte
A medir se ha dicho. ................................................................................................ 21
Calor y temperatura. ................................................................................................ 31
Materiales gaseosos. ............................................................................................... 42
Elementos fundamentales para la vida: oxígeno. ................................................... 49
La respiración en los animales. ............................................................................... 59
Cambios físicos. ...................................................................................................... 67
Carga eléctrica y campo eléctrico. .......................................................................... 77
Cambios físicos: disolución. ................................................................................... 91
Reproducción natural de las plantas. ...................................................................... 101
Reproducción artificial de las plantas. .................................................................... 109
Condiciones para el crecimiento de las plantas. ...................................................... 118
La hidrósfera. .......................................................................................................... 125
Fenómenos atmosféricos: huracanes y ciclones. .................................................... 135

Primera Parte
¿Por qué Enriquecimiento Curricular
y Autoformación Docente?

8
Presentación
El Viceministerio de Ciencia y Tecnología a través de la Geren-
cia de Educación en Ciencia, Tecnología e Innovación (GECTI) y su progra-
ma “Hacia la CYMA” que se está desarrollando durante el quinquenio 2009-
2014, ejecuta el Proyecto de Enriquecimiento Curricular en el área de Ciencias
Naturales y Matemática, el cual tiene entre sus acciones la elaboración y entrega
de material de enriquecimiento curricular a docentes de I Ciclo de Educación Básica.
Se busca que mediante la formación científica se mejoren las condiciones
sociales y económicas para alcanzar una vida digna de nuestros futuros ciudadanos.
Cada tema de este cuadernillo mantiene una relación con las lecciones del libro de texto
de la colección “Cipotas y Cipotes”.
El enriquecimiento de temas tiene la posibilidad de ser plataforma de construcción
de conocimiento bajo el enfoque de enseñanza de la Ciencia basado en la indagación
(ECBI). Este enforque busca entre diversos propósitos, el acervo equitativo al conoci-
miento y a su uso, mediante el abordaje del conocimiento de la naturaleza, proponiendo
explicaciones basadas en la evidencia recopilada de la experimentación.
Este material de autoformación para docentes tiene como propósito fortalecer
científica que permita fortalecer las capacidades de investigación, innovación y
creación.
el desarrollo curricular de Ciencia, Salud y Medio Ambiente de Tercer Grado de
Educación Básica, introduciendo el enfoque Ciencia, Tecnología e Innovación (CTI)
como parte inherente y rel evante del proceso de formación científica. Con este
propósito se han elaborado doce lecciones con temas pivotes considerados
necesarios en la educación de la niñez salvadoreña, para obtener una fundamentación

9
Introducción
Una idea comúnmente aceptada es que nuestra sociedad y el mundo en general son
muy distintos a los de hace algunos años atrás. Uno de los factores que los hacen distintos es
el grado de desarrollo que ha alcanzado la ciencia y a pesar de que el conocimiento humano en
general ha avanzado en todas las áreas del saber, es innegable que el desarrollo de la ciencia y
de la tecnología ha afectado enormemente nuestra forma de vida.
Es evidente también que el conocimiento y los beneficios de este desarrollo científico no
están al alcance de todos. Esto nos invita a hacer una reflexión sobre la relación que hay entre
la ciencia, la sociedad y la búsqueda de alternativas que resuelvan los diferentes problemas que
presenta esta realidad, desde las múltiples perspectivas que nos dan los diferentes campos en
los que nos desenvolvemos, en el caso del magisterio, el de la educación.
A. Objetivo
Para lograr este objetivo proponemos una serie de contenidos básicos a los que metafó-
ricamente llamamos contenidos pivotes. Nuestra propuesta es que usted, amigo docente, pueda
fortalecer sus conocimientos de Ciencias Naturales mediante la lectura y estudio de las lecciones
contenidas en este libro, la realización de las actividades experimentales que sugerimos y la “ca-
libración” del aprendizaje mediante algunos instrumentos de evaluación para determinar hasta
qué punto se han alcanzado las metas del contenido estudiado.
B. Enfoque de competencias en educación.
Desde hace algunos años, la introducción de un enfoque de desarrollo de competencias
básicas pasó a orientar el desarrollo del currículo nacional conduciendo el proceso de enseñan-
za-aprendizaje hacia el enfoque de desarrollo de competencias. Existen diversas definiciones e
interpretaciones sobre el concepto de competencia, aunque la mayoría implican dos aspectos
fundamentales:
1. Comprensión y adquisición de conocimientos, habilidades y desarrollo de actitudes; y
2. Puesta en práctica de la integración de los conocimientos, habilidades y actitudes para
resolver problemas y situaciones diversas1
.
Si pensamos en la enseñanza de las Ciencias Naturales basándonos en el enfoque de
competencias, es necesario fortalecer en el estudiante la comprensión de los sucesos, las con-
secuencias de las actividades humanas y la necesidad de preservación de las condiciones de
vida, tanto para los humanos como para el resto de los seres vivos. Para esto se hace necesa-
1 Barraza, A., Dipp, A. J. “Competencias y Educación: miradas múltiples de una relación”. Instituto Universitario Anglo
Español A.C., México, 2011.
de Educación Primaria, en las disciplinas de Ciencias Naturales (Biología, Física y Química),
para optimizar el desarrollo de la asignatura de Ciencia, Salud y Medio Ambiente.
El propósito de este material de autoformación, es fortalecer las competencias docentes

10
La enseñanza de las ciencias como una serie de conceptos y fenómenos ajenos a una
discusión no crea interés en los estudiantes pues no la presenta como una disciplina atracti-
va para trabajar con ella. El estudiante vive curioso, maravillado, preocupado o en constantes
conjeturas acerca del entorno que comienza a conocer, por lo que es indispensable encauzar
sus ideas, ayudarles a buscar respuestas o preguntas adecuadas que den explicación a lo que
ocurre en la realidad cotidiana. Por tanto, la enseñanza de las Ciencias Naturales debe de invo-
lucrar la experimentación, la investigación y sobre todo, la satisfacción de la curiosidad de los
estudiantes propia de su edad.
C. Contenidos pivotes
Las Ciencias Naturales estudian el mundo que nos rodea, las leyes que gobiernan la na-
turaleza y, en general, nuestra interacción con el mundo físico. El desarrollo de la ciencia avanza
rápidamente gracias al desarrollo de la tecnología en general, y particularmente, a las tecno-
logías de la información y la comunicación (TIC), que permiten un flujo constante e integral de
los conocimientos generados por la comunidad científica del mundo entero. Para la elaboración
de este Material de Enriquecimiento de Ciencias Naturales se tuvo en cuenta esta constante
evolución de la información de tal manera que los contenidos aquí expuestos son el reflejo del
conocimiento actualizado en cada área de las ciencias que se estudian. De esa misma manera
exhortamos al docente que ahora nos lee a no conformarse con lo aquí expuesto, y le invitamos
a la búsqueda constante a la investigación e indagación sobre los temas aquí planteados y otros
que sean de su interés dentro de las ciencias.
En la búsqueda por abarcar el conocimiento para la alfabetización científica de acuerdo
con los diferentes niveles de Educación Básica, un equipo de profesionales de la educación y
científicos del MINED ha hecho una selección y propuesta de temas dentro de los programas ofi-
ciales de Ciencia, Salud y Medio Ambiente; dichos temas los hemos llamado contenidos pivotes,
pues consideramos que son aquellos donde se apoyan, o de los que depende el desarrollo de
otros contenidos. Los contenidos pivotes se han retomado para enriquecerlos en su desarrollo
disciplinar, profundizando tanto en su explicación como haciendo propuestas de abordaje meto-
dológico que emulen en el aula el trabajo científico que se desarrolla en los laboratorios o en los
centros de investigación de los parques tecnológicos, de tal manera que tanto maestros como
alumnos puedan desarrollar habilidades intelectuales propias del pensamiento y del quehacer
científico.
rio alcanzar un pensamiento científico-racional que permita comprender la información que nos
ofrecen las diversas fuentes para la toma de acciones concretas. Pero para
desarrollar competencias científicas en los estudiantes es necesario que los y las docentes nos
preocupemos por actualizar dichas competencias en nosotros. Al aumentar nuestras
competencias docentes en cada área de las ciencias a través del estudio de este Material de
Autoformación, y de la co-formación entre el equipo docente, podremos mejorar la forma en que
enseñaremos a nuestros alumnos y alumnas a aprender y usar sus conocimientos, es decir a
desarrollar competencias científicas.

11
1. La materia y sus transformaciones
• Materiales gaseosos
• Elementos fundamentales para la Vida: oxígeno
• Cambios físicos
• Cambios físicos: disolución
2. Energía y movimiento
• A medir se ha dicho
• Calor y temperatura
• Campo eléctrico
3. Los seres vivos
• Reproducción natural de las plantas
• Reproducción artificial de las plantas
• Condiciones para el crecimiento de las plantas
• La respiración en los animales
4. La tierra y sus cambios
• La hidrósfera
• Fenómenos atmosféricos
D. Estructura de las lecciones
Las lecciones se estructuran en catorce partes, las cuales se detallan a continuación:
1. Título:
Condensa la idea central de la lección, se presenta como una idea clara y precisa
del contenido.
2. Descripción:
Presenta todos aquellos puntos relevantes que se tratarán en la lección, haciendo én-
fasis en las características (generalidades, importancia, usos, etc.) que se desarrollan.
Es un espacio para generar interés y motivación en el docente. Pretendemos que el
docente que nos lee pueda además transmitir a los estudiantes esta curiosidad y el
entusiasmo por las Ciencias Naturales.
3. Temas y subtemas:
Es la división de temas y subtemas que contiene la lección.
2 Colección “Cipotas y Cipotes”.
Los contenidos pivotes propuestos en este Material de Autoformación de Ciencias
Naturales se encuentran organizados en cuatro ejes temáticos:
Es necesario aclarar que este Material de Autoformación y planificación docente de
Ciencias Naturales no pretende cambiar ni sustituir al programa de estudios, tampoco a los
libros de texto que se utilizan actualmente en el MINED2
; al contrario, pretendemos enriquecer
el material con el que cuentan los docentes, tanto para su propia formación, como para el
desarrollo de clases de Ciencias Naturales pertinentes, efectivas y de calidad.

12
4. Objetivos específicos:
Son logros que los estudiantes pueden alcanzar. La lección posibilita el desarrollo de
un contexto propicio para ello.
5. Habilidades y destrezas científicas:
Son una oportunidad para interpretar y poner en práctica algunas acciones para apli-
car los conocimientos adquiridos sobre el fenómeno u objeto de estudio, con el fin de
transformarlo.
6. Tiempo:
Este el tiempo aproximado en el cual se desarrolla la lección. El docente puede ade-
cuar dicho tiempo según sus necesidades y contexto.
7. Ilustración:
Es una imagen de fondo que ilustra y representa el tema de la lección.
8. Conceptos claves:
En este apartado se encuentra un pequeño glosario de conceptos básicos del conte-
nido de la lección. La elección de estos conceptos se ha realizado con la intención de
que sirvan de ayuda en el momento de leer el marco teórico de la lección. El docente
puede y debe enriquecer dicho glosario en función de sus necesidades de aprendizaje
y de enseñanza.
9. Marco teórico:
Bajo el título “¿Qué debería usted saber sobre el tema?” esta sección aborda los con-
ceptos, proposiciones e información relevante que se establece como marco de re-
ferencia de los fenómenos a estudiar. La información se respalda en principios, le-
yes, clasificaciones, características, propiedades, etc. Se acompaña de ilustraciones,
esquemas, modelos y otros con la intención de que el contenido quede lo más claro
posible.
10. Actividades:
Es importante la realización de las actividades propuestas para que los conceptos se
aprehendan de una manera práctica y efectiva y para que el aprendizaje sea significa-
tivo y relevante. Las actividades están encaminadas a desarrollar ideas que contribu-
yan a la construcción, la comprensión y el análisis de los temas que se estudian; y es-
tán pensadas para desarrollarse desde lo simple a lo complejo planteándose además
distintas alternativas de abordaje tales como: prácticas experimentales, creaciones
artísticas, modelos espaciales, etc.
Cualquiera que sea la técnica empleada, la actividad se divide en cuatro partes:
Introducción: Explica el objetivo de la actividad, la importancia y las temáticas que
se enriquecerán en su desarrollo. Aconseja la manera cómo puede efectuarse la
experimentación, ya sea individualmente o en grupos.
Iniciación: Es un diagnóstico de los conocimientos que la persona lectora posee
empíricamente acerca del tema que trata la lección, como resultado de lo que ob-
serva, percibe y conoce de su entorno o de sus propias experiencias. Se desarrolla
mediante preguntas abiertas originadas de inquietudes propias, de cuestionamien-
tos de los estudiantes o de expectativas que surgen en el desarrollo de una clase
proponiendo indirectamente una o varias hipótesis.
i.
ii.

13
Desarrollo: Son las indicaciones para la ejecución de la práctica experimental con
los estudiantes. Se presenta en secciones:
Materiales: Es el listado de las herramientas, materiales u objetos que se nece-
sitarán para realizar la actividad. Al escoger las herramientas se alberga la idea
de crear y construir instrumentos sencillos de bajo costo y de fácil acceso. En
ocasiones puede que la cantidad exacta de algún material no sea un aspecto
relevante, pero en otros, la cantidad es fundamental.
Procedimiento: Son los pasos dados para la realización de la práctica experi-
mental. Si se presentan obstáculos durante los procesos de investigación, se
debe permitir que el estudiante solvente la situación con sus propias ideas para
propiciar la maduración del pensamiento.
Interpretación: El fin último de las actividades es la interpretación y análisis de los
resultados de acuardo con los conceptos que los sustentan en el marco teórico. Las
actividades no tendrían mayor interés sin una explicación que la respalden. Muchas
veces el porqué de los fenómenos tiene aplicaciones sorprendentes en el mundo
que nos rodea y es importante su comprensión. Para explicar los resultados obte-
nidos se debe tener claridad en los conceptos de la lección para poder interpretar
las causas que provocan los fenómenos y poder generalizar el suceso a las con-
diciones experimentales en las que se realiza, es decir, manifestar que lo mismo
sucederá cuando el experimento se realice en condiciones similares.
11. Ideas complementarias:
Es la sección que se encuentra a la par de cada actividad. Aquí se presentan comen-
tarios, posibles respuestas a las preguntas planteadas en la actividad, ilustraciones,
etc. En este espacio se abordan temas de historia de la ciencia y de la tecnología, así
como aspectos destacados de Ciencia, Tecnología, Sociedad y Ambiente (CTSA). Se
le invita a que también en este caso pueda usted ampliar esta sección, partiendo de la
información que se proporciona.
12. Actividad integradora:
Las ciencias no deben estudiarse como un conjunto de saberes aislados y sin co-
nexión. Los fenómenos de la realidad circundante no pueden ser interpretados bajo
una sola visión científica sino que su comprensión demanda la integración de saberes
de todas las áreas de las ciencias para una interpretación eficaz de tales fenómenos.
En esta parte se pretende integrar el conjunto de competencias que componen el pen-
samiento, así como también las habilidades y actitudes de todas las áreas de las cien-
cias para la interpretación de un problema que involucra la aplicación de los saberes
de las ciencias.
13. Hojas de ejercicios:
Este es un instrumento de aprendizaje y un medio por el cual tanto el maestro como
los estudiantes pueden evaluar o autoevaluar sus conocimientos. Con los resultados
de esta evaluación, el docente puede realizar “ajustes” necesarios en el proceso de
enseñanza-aprendizaje del contenido concreto. Contempla diferentes actividades de
evaluación como: cuestionarios, esquemas, mapas conceptuales, crucigramas, com-
plemento de afirmaciones, etc.
iii.
a.
b.
iv.

14
14. Referencias:
Se hacen referencias tanto a textos, páginas en la red, vídeos y otros materiales para
que el docente pueda consultar y profundizar su conocimiento.
E. Cómo utilizar el Material de Autoformación en Ciencias
Cada docente planifica y organiza las actividades de la clase de acuerdo con los objetivos
y competencias de la asignatura. Este material de enriquecimiento permitirá adquirir un conoci-
miento y comprensión de los contenidos que el docente enseña, ya que representa un modelo
de la planificación de la clase, tiempo para trabajar con prácticas experimentales y desafíos inte-
resantes que permitan construir el aprendizaje.
Con este material de enriquecimiento se pueden organizar actividades para el inicio, de-
sarrollo y cierre de la clase. Esto no quiere decir que lo ejecutará tal como se presenta, sino que
puede tomar las ideas que mejor le favorezcan y alternarlas con las ideas del programa, o de
la Guía Metodológica de la Colección “Cipotas y Cipotes”, el libro de texto y los cuadernos de
ejercicios de la misma colección, de manera que pueda crear su clase como mejor se ajuste a su
realidad: tamaño de la clase, recursos didácticos, nivel de aprendizaje del estudiante, tiempo de
clase, entre otros. La finalidad es que el docente determine los mecanismos y actividades para
avanzar con los estudiantes a un ritmo de aprendizaje adecuado y de calidad.
F. Relación entre el programa de estudios y este Material de Autoformacion Docen-
te.
A continuación le presentamos un cuadro donde se relacionan las lecciones de los temas pivo-
tes del material de enriquecimiento con los contenidos del Programa Oficial de Ciencia, Salud y
Medio Ambiente y los libros de texto de la colección “Cipotes y Cipotas”. Esto puede servir como
guía para la planificación de las clases.
Se relaciona con Tipo de enriquecimiento
Lección 1
“A medir se ha dicho”
Unidad 1: Sostén y movi-
mientos de los seres vi-
vos.
Lección 6: ¡Qué máquinas
más simples! Pág. 28-31.
Con este tema se familiariza al estudiante
con la cuantificación de la ciencia, una ha-
bilidad identificada en el currículo actual.
Este es un tema fundamental para el estu-
dio posterior de las magnitudes escalares
y vectoriales en sexto grado y la utilización
de instrumentos para medir abordada en
cuarto grado. El objetivo de la lección es
que el estudiante conozca las magnitu-
des y unidades fundamentales de la física
como lo son la masa, la longitud y el tiem-
po. Otro objetivo es conocer los diferen-
tes sistemas de unidades y sus maneras
de medir. Es recomendable desarrollar el
tema antes de la lección 6 de la Unidad 1
del presente grado.
Material de
Autoformación

15
Lección 2
“Calor y temperatura”
Unidad 4: Transformación
de la energía.
Lección 3: ¿Caliente o frio?
Pág. 73-76.
Unidad 6: Nuestra amiga
el agua.
Lección 1: Los estados del
agua y de otros materiales.
Pág. 101-104.
Esta lección es una continuación del estu-
dio del calor y la temperatura desarrollado
en segundo grado. En esta lección se es-
tudian los conceptos físicos tales como la
dilatación térmica, cambio de fases y ener-
gías de transformación, con el fin de que el
estudiante pueda comprender los estados
sólidos, líquidos, y gaseosos de la mate-
ria y la dependencia de estos estados de
la temperatura del sistema. También, los
principios vistos son un antecedente para
la lección que trata sobre la formación de
huracanes.
Lección 3
“Materiales Gaseosos”
Unidad 6 “Nuestra amiga,
el agua”
Pág. 101-104.
Esta lección completa el tema de los es-
tados de la materia, a través del estudio
del estado gaseoso. Se apoya en la teoría
corpuscular de la materia, para que el es-
tudiante entienda claramente el concepto y
las características de los gases de acuer-
do con el movimiento de las partículas en
dicho estado.
Lección 4
“Elementos fundamentales
para la vida: oxígeno”
Unidad 5 “¿Cómo respira-
mos y nos reproducimos”
Lección 1: Respirar para vi-
vir. Pág. 81-84.
Unidad 8 “La Tierra, nues-
tro gran hogar”
Lección 3: Así es nuestro
hogar
Pág. 141-143.
Lección 7: Neblina peligro-
sa. Pág. 156-159.
El oxígeno, es una molécula gaseosa in-
dispensable para la vida, ya que está pre-
sente en el agua, en el aire, y es esencial
para la mayoría de organismos. Como ele-
mento, se encuentra presente en la mayo-
ría de los compuestos que componen la
Tierra.
Esta lección debe desarrollarse con la lec-
ción 1 de la Unidad 5, debido a que valora
al oxígeno como uno de los componentes
abióticos del ecosistema, y lo demuestra
explicando el ciclo del oxígeno integrado a
los temas de la respiración aeróbica y la
fotosíntesis.
Lección 5:
“La respiración en los ani-
males”
Unidad 5 “¿Cómo respi-
ramos y nos reproduci-
mos?”
Lección 1: Respirar para vi-
vir. Pág. 81-84.
mos?”
Lección 2: ¿Cómo respira-
mos? Pág. 85-88.
Se retoman los distintos tipos de respi-
ración en animales del entorno con el fin
de descubrir que el ser humano respira
pulmonarmente como otros mamíferos y
otros vertebrados.

16
Lección 6
“Cambios físicos”
Unidad 6 “Nuestra amiga
el agua”
Pág. 101-104.
El contenido actual no define los cambios
físicos a pesar que lo ejemplifica mediante
los cambios de estado del agua.
En ocasiones los cambios físicos no se re-
conocen con facilidad, por lo que reforzar
el estudio del ciclo de agua y explicar la
reversibilidad de los cambios físicos del
agua ayudará al estudiante a identificar y
clasificar los cambios físicos que ocurren
cotidianamente a nuestro alrededor.
Lección 7
“Carga y campo eléctrico”
Unidad 4: Transformación
de la energía.
Lección 1: ¡Cuánta energía!
Pág. 64-68.
La presente lección precede a la lección 3
de la Unidad 4 del presente grado, permi-
tiendo al estudiante comprender los oríge-
nes de la electricidad desde el estudio de
las cargas eléctricas, sus interacciones y
transferencias. Con esto se permite cons-
truir un concepto integral de la energía
eléctrica.
Lección 8
“Cambios físicos: disolu-
ción”
Unidad 6. “Nuestra amiga
el agua”
Lección 2: El agua, fuente
de vida. Pág. 105-108.
El tópico de las soluciones es un eje funda-
mental para la comprensión del comporta-
miento de la materia y los sistemas biológi-
cos. Debido al uso continuo de soluciones
en nuestra vida diaria, un análisis de los
procesos de disolución permitirá que el
estudiante comprenda claramente el fun-
damento y el mecanismo de este proceso.
Así, las interacciones entre la materia, en
sus diferentes estados, proporciona un en-
lace fundamental hacia la comprensión de
muchos procesos biológicos y físicos.
Lección 9:
“Reproducción natural de
las plantas”
mos?”
Lección 3: Semillas: bellas
durmientes. Pág. 89-92.
Se enriquece toda la lección dándole ma-
yor profundidad científica al observar e
identificar la flor como el órgano de repro-
ducción de las plantas con flores; así tam-
bién se relaciona el papel que tienen algu-
nos insectos en el proceso de polinización.
Se estudian además algunas plantas con
flores y sin flores, nativas y exóticas en la
comunidad. Estos temas son totalmente
nuevos en los programas de estudio y li-
bros de texto, lo que le da mayor lógica
y globalidad al estudio de la reproducción
de las plantas y no se fragmenta el conoci-
miento sólo en el estudio de las caracterís-
ticas de la semilla.
Lección 10:
“Reproducción artificial de
las plantas”
mos?”
durmientes. Pág. 89-92.
Se da mayor profundidad científica al es-
tudio de la reproducción en las plantas, al
abordar las técnicas utilizadas para reali-
zar la reproducción artificial de las plantas.
El estudiante descubre que hay plantas
que se reproducen por medio de estacas
como las rosas y geranios, por medio de

17
hojas, como las violetas, etc. Con esto
se fortalece la idea de cómo la inter-
vención del ser humano en la vida de
los seres vivos puede ser beneficiosa
para las especies y para el desarrollo
del pensamiento.
Lección 11:
“Condiciones para el creci-
miento de las plantas”
mos?”
durmientes. Pág. 89-92
Unidad 8 “La Tierra, nues-
tro gran hogar”
Lección 5: ¿Luz o sombra?
Pág. 148-152.
Unidad 6 “Nuestra amiga,
el agua”
Lección 4: ¿Qué cambios
observas? Pág. 113-117.
Se sugiere que se desarrolle esta lección
antes de los temas relacionados en el
programa actual. Trata que los estudian-
tes descubren y explican cómo el agua, la
luz, la tierra y la temperatura inciden en el
nacimiento y crecimiento de una planta.
También comprenden que las plantas son
seres vivos de vital importancia en la biós-
fera para lo cual se hace necesaria su pro-
tección y la creación de condiciones para
su conservación. Esto le da mayor sentido
y globalidad científica al tema de las con-
diciones ambientales.
Lección 12
“La hidrósfera”
Unidad 6 “Nuestra amiga
el agua”
Lección 1: Una amiga para
conservar. Pág. 88-92
Lección 4: El agua, fuente
de salud. Pág. 101-104
Esta lección pretende abordar el tema del
agua desde un enfoque hidrogeológico,
desarrollando el conocimiento que permita
a los estudiantes identificar y tomar con-
ciencia de la importancia de los recursos
hídricos de la Tierra. Se estudian también
las partes que integran el ciclo del agua y
se ejemplifica el proceso de filtración del
agua que explica el origen de las aguas
subterráneas; además se enfatiza la im-
portancia de la reforestación para estos
procesos.
Lección 13
“Fenómenos atmosféricos”
Unidad 3: Previniendo ac-
cidentes y riesgos
Lección 2: Los riesgos de
nuestras vidas.
Pág. 50-53.
Lección 3: ¡Más vale preve-
nir!
Pág. 54-58.
Lección 4: Emergencias y
desastres.
Pág. 59-62
Antes de abordar el contenido de la Uni-
dad 3 es necesario desarrollar cómo se
originan los diferentes fenómenos natura-
les que pueden convertirse en riesgos. Por
ejemplo, en primer grado se aborda los
orígenes de los sismos, en segundo grado
la meteorización y la erosión que causan
cambios en la superficie. Se desarrolla en
esta lección los fenómenos naturales de
huracanes y ciclones; los huracanes son
uno de los fenómenos que generan de-
presiones tropicales causando lluvias en
la región centroamericana. El objetivo es
que el estudiante comprenda los efectos y
daños que pueden generar.

18
G. Enseñanza de la Ciencia Basada en la Indagación
Al razonar sobre los cambios rápidos que suceden en la sociedad, la ciencia y la tecnolo-
gía nos obliga a pensar en la necesidad de modernizar la educación y a preguntarnos ¿cómo lo-
grar que los estudiantes puedan motivarse a comprender, transformar y utilizar lo que aprenden?
Una propuesta interesante es la que se viene desarrollando desde hace un par de déca-
das; se trata de un modelo de enseñanza de las ciencias basado en la indagación (ECBI). Este
enfoque busca, entre diversos propósitos, el acceso más equitativo al conocimiento y a su uso,
mediante la asociación de la comunidad científica y tecnológica con los sistemas educativos.
Tiene sus orígenes en países como los Estados Unidos (Programa Hands On), o Francia (Pro-
grama “La main à la pâte”); actualmente está siendo usado y desarrollado en varios países eu-
ropeos (Programa Pollen), y latinoamericanos como Chile3
, Argentina, Colombia, Brasil, México,
y otros.
La indagación se refiere a la forma de abordar el conocimiento de la naturaleza, propo-
niendo explicaciones basadas en la evidencia recopilada de la experimentación. En esta meto-
dología indagatoria, los alumnos piensan y reflexionan sobre un problema, situación o fenómeno,
plantean preguntas al respecto, hacen predicciones y experimentan para luego obtener resulta-
dos. Los resultados son contrastados con las predicciones para posteriormente analizar, discutir
y compartir lo aprendido.
Existen diversos autores que tratan el tema de la indagación, la mayoría con aspectos
coincidentes. Por ejemplo, Garritz4
et al (2009) describen siete etapas que abordan la indaga-
ción:
1. Planteamiento de preguntas.
2. Definición del problema a resolver e identificación de sus aspectos relevantes.
3. Recopilación de información como evidencia o apoyo a los planteamientos.
4. Formulación de explicaciones al problema planteado a partir de la evidencia.
5. Diseño y conducción de un trabajo de investigación (experimento) a través de diversas
acciones.
6. Relación con problemas de la vida cotidiana.
7. Compartir con otros mediante la argumentación lo que ha sido aprendido.
Las actividades incluidas en este material de enriquecimiento pueden ser fácilmente
adaptadas a una metodología con enfoque de indagación. Así, la mayoría de actividades presen-
tes en las lecciones comienzan con preguntas indagatorias sobre el problema a tratar, en forma
de lluvia de ideas. El planteamiento de preguntas ayuda a detectar los conocimientos previos o
preconceptos que el estudiante posee sobre el tema y al mismo tiempo es la herramienta para
presentarles la situación, problema o fenómeno a resolver o interpretar.
3 Ministerio de Educación de Chile. (s.f.). Enseñanza de la Ciencia Basada en Indagación. Recuperado Enero 22,
2011, a partir de http://www.mineduc.cl/index2.php?id_seccion=3047&id_portal=16&id_contenido=12141.
4 Garritz, A. Labastida, D.V., Espinosa, J.S. y Padilla, K., “El conocimiento didáctico del contenido de la indagación”,
Memorias del Congreso Nacional de Investigación Educativa, Veracruz, México, Septiembre 2009.

19
Una vez los estudiantes tienen definido el problema pueden hacer uso tanto de la infor-
mación de textos u otras fuentes, preguntas directas al profesor, así como de su conocimiento
y experiencias previas (empíricas) para resolver el problema. La realización de la experiencia
(actividad) provee tanto resultados como información que corrobora o corrige los planteamientos,
hipótesis o predicciones hechas al comienzo de la actividad. Así, el estudiante afianza, corrige o
enriquece su conocimiento. Idealmente es el estudiante el que tiene que concebir y estructurar
la actividad que corrobore su planteamiento para la resolución del problema que se le presenta,
pero existe una variante en el método de indagación llamada indagación guiada, en la cual el
maestro guía y ayuda a los estudiantes al desarrollo de investigaciones indagatorias en el salón
de clases. Al final de la experiencia, se invita a los estudiantes a compartir con sus compañeros
sus resultados y su interpretación.
De cualquier manera este enfoque puede ser de ayuda para empezar con la construcción
de una conexión entre los fenómenos del mundo real que nos rodea y el componente cognitivo
del aprendizaje. Con el método de la indagación se incluye también el componente motivacional
en el sentido de que el estudiante tiene que utilizar todos los medios para perseguir, resolver
intereses y ejercitar capacidades. Al hacer protagonista al estudiante en la resolución de un pro-
blema se genera interés y motivación en ellos, de tal manera que la ciencia ya no se ve como
una asignatura que margina, frustra y reduce la participación en la discusión e interpretación de
los fenómenos. El interés por parte del estudiante es crucial para el aprendizaje.
Estimados maestros, estimadas maestras, en la medida en que nos actualizamos como
profesionales de la docencia, en esa medida podemos obtener mejores frutos en nuestra labor
con los alumnos. Queda pues en vuestras manos este material de enriquecimiento para la va-
liosa tarea que desempeñan. Sirva de apoyo para lograr el reto que tienen en vuestras manos:
elevar la calidad de vida presente y futura del país, elevando la calidad de la educación de nues-
tros estudiantes.

,
DESCRIPCIÓN
La medición es una necesidad básica para el ser humano, ya que en repetidas ocasiones
se necesita cuantificar para obtener información de diferentes fenómenos que se estu-
dian. Por ejemplo, la distancia existente entre un pueblo y otro puede medirse de diversas
maneras o unidades. De aquí surge la necesidad de estandarizar las unidades de medidas
o buscar equivalencias entre sistemas de medidas diferentes como el Sistema Internacio-
nal de Unidades (SI).
TEMAS Y SUBTEMAS
1. Medición y unidades de medidas
2. Sistema Internacional de Unidades
3. Factores de conversión
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Identificar las unidades fundamentales y
las derivadas del sistema internacional
de medida.
2. Identificar las magnitudes físicas: longi-
tud, tiempo, área y volumen.
HABILIDADES Y DESTREZAS CIENTÍFICAS
1. Identifica las magnitudes físicas.
2. Se auxilia de esquemas para representar
los sistemas de medida.
3. Aplica factores de conversión.
Figura1. Con el equipo de medición de rayos de Cesio (Cs) se obtiene el patrón
de medida del tiempo. Desde 1967 se define el tiempo como "la duración de
9.192.631.770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre
los dos niveles hiperfinos del estado natural del átomo de 133
Cs".
Lección 1
A medir se ha
dicho
3 HORAS CLASE APROXIMADAMENTE

22
CONCEPTOS CLAVES
Magnitud física:
Es la cualidad o la propiedad
de la materia y la energía que
puede ser medida.
Longitud:
Es la magnitud física que ex-
presa la distancia entre dos
puntos. Su unidad en el SI es
el metro (m) (Fig. 2).
Figura 2. Algunos instrumentos para
medir la longitud.
Masa:
Es la magnitud física que indi-
ca la cantidad de materia que
contiene un cuerpo.
Tiempo:
Es la magnitud física que or-
dena la secuencia de los su-
cesos, estableciéndose para
esto un pasado, un presente
y un futuro.
¿Qué debería usted saber del tema?
Medición y unidades de medida
A diario nos vemos en la necesidad de hacer medidas. Medi-
mos el tiempo que se tardará el bus en transportarnos de un
lugar a otro, la cantidad de agua que tomamos, el tamaño de
camisa que necesitamos comprar y muchas cosas más. Lo que
hacemos al medir es hacer una comparación entre el objeto que
queremos medir y un objeto arbitrario que hemos tomado como
patrón. Para que esta comparación tenga significado debemos
utilizar un estándar denominado unidad. Así, el estándar para
medir longitud es el metro (m), para medir el tiempo, es el segun-
do (s), para medir la masa, el kilogramo (kg), etc.
A lo largo de la historia, cada civilización ha creado su propio
sistema de unidades y aún en la actualidad se pueden encontrar
muy diversas formas de medir la misma magnitud. Por ejemplo,
para medir la longitud encontramos el metro, la pulgada, la vara,
el pie, la yarda, etc. Para entender estas medidas debemos ser
capaces de expresar una medida en la unidad que más conven-
ga y esto se logra realizando una conversión. Lo conveniente
es que se usen las mismas unidades para expresar las mismas
magnitudes, razón por la cual surge el Sistema Internacional de
Unidades (SI).
El Sistema Internacional de Unidades (SI)
El Sistema Internacional de Unidades (SI) proviene del Sistema
Métrico Decimal. Este último fue adoptado en la 1ª Conferencia
General de Pesas y Medidas (CGPM) y ratificado en 1875 por
15 naciones. Para ese entonces se organizó la Convención del
Metro, a la que asistieron representantes de 8 países y en la que
se nombró un Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM)
con la finalidad de:
• Estudiar el establecimiento de un conjunto completo de reglas
para las unidades de medida.
• Conocer la opinión de los círculos científicos, técnicos y educa-
tivos en todos los países.
• Brindar recomendaciones para el establecimiento de un siste-
ma práctico de unidades de medida adecuado para ser adop-
tado por todos los firmantes de la Convención del Metro.
Dentro de todos los sistemas de unidades existen unidades fun-
damentales y unidades derivadas.

23
Entre algunas fundamentales tenemos la longitud, la masa y el tiempo. De las derivadas pode-
mos mencionar la velocidad, el área y el volumen. En el Sistema Internacional de Medidas las
unidades fundamentales que se utilizarán son las que se muestran en la Tabla 1:
Tabla 1. Unidades básicas de medidas.
Magnitud
física
Unidad Símbolo Definición de la unidad
Longitud metro m
En 1889 se definió el metro patrón,como la distancia entre dos finas
rayas de una barra de aleación platino (Pt) -iridio (Ir) que se encuen-
tra en el Museo de Pesas y Medidas en París.
El interés por establecer una definición más precisa e invariable llevó
en 1960 a definir el metro como “1, 650, 763.73 veces la longitud de
onda de la radiación rojo naranja del Kriptón 86 (86
Kr)”. A partir de
1983 se define como “la distancia recorrida por la luz en el vacío en
1/(299, 792, 458) segundos”.
Masa
kilogra-
mo
kg
En la primera definición, el kilogramo fue considerado como “la masa
de un litro de agua destilada a la temperatura de 4ºC”. En 1889 se
definió el kilogramo patrón como “la masa de un cilindro de una alea-
ción de platino e iridio que se conserva en el Museo de Pesas y Medi-
das en París”. Actualmente, se intenta definir en forma más rigurosa,
expresándola en función de las masas de los átomos.
Tiempo segundo s
La primera definición de la unidad segundo patrón fue que “el segun-
do es la 1/86,400 parte del día solar medio”. Pero con el aumento
en la precisión de medidas de tiempo se ha detectado que la Tierra
gira cada vez más despacio (alrededor de 5 milisengundos por año),
y en consecuencia se ha optado por definir el segundo en función
de constantes atómicas. Desde 1967 se define como “la duración
de 9, 192, 631, 770 períodos de la radiación, el cual corresponde a
la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado natural del
átomo de cesio (Cs 133)”.
Factores de conversión
Un factor de conversión es una cantidad (entera o fraccionaria) que muestra la relación entre dos
unidades de medición.
Los factores de conversión son muy útiles para resolver problemas donde se utilizan fórmulas
en que intervienen dos o más unidades diferentes o donde la respuesta requiere una unidad de
medición diferente a la usada en el problema.
En la Tabla 2 se muestran los factores para convertir unidades de un sistema a otro, agrupándo-
los para cada una de las cantidades más comúnmente utilizadas.

24
Tabla 2. Tabla de conversiones del Sistema Internacional de Unidades (SI).
Longitud
Centímetro Metro Kilómetro Pulgada Pie
Centímetro 1 0.01 0.00001 0.3937 0.03281
Metro 100 1 0.01 39.37 3.281
Kilómetro 100,000 1,000 1 39,370 3281
Pulgada 2.54 0.0254 0.000254 1 0.0833
Pie 30.48 0.3048 0.0003048 12 1
Puede leerse la tabla cruzando los valores de las columnas. Por ejemplo, la columna centímetro
nos informa que 2.54 centímetros constituyen 1 pulgada (2.54 cm = 1 plg.). También 100 centí-
metros equivale a 1 metro (100 cm = 1 m).
Usualmente utilizamos las unidades de libras (Tabla 3) para medir masa. En la columna de libra
podemos ver que 2.2 libras equivalen a 1 kilogramo (2.2 lb = 1 kg). Por ejemplo, si un niño pesa
100 libras ¿Cuánto pesaría en kilogramos? Esto se resuelve fácilmente dividiendo las 100 libras
entre 2.2 libras. Para facilitar los cálculos podemos eliminar decimales como aproximación (el
valor de 2.2 a 2).
Masa
Gramo Kilogramo Onza Libra
Gramo 1 0.001 0.0357 0.0022
Kilogramo 1000 1 35.71 2.2
Onza 28 0.028 1 0.0617
Libra 454 0.454 16.2 1
Tabla 3. Tabla de conversiones del Sistema Inglés.
Para medir el tiempo utilizamos varias unidades (Tabla 4), dependiendo de las cosas que me-
dimos, por ejemplo: para medir el tiempo que tarda un corredor olímpico de 100 metros planos
utilizamos las unidades de segundos, cuyo último récord es de 9.58 segundos, correspondiente
al corredor jamaiquino Usain Bolt en agosto del 2009. Cuando medimos el tiempo que tarda el
agua para hervir podemos utilizar la medida del minuto, entre otros ejemplos.

25
Tiempo
Segundo Minuto Hora Día Año
Segundo 1 0.01667 0.00278 0.000116 0.000000317
Minuto 60 1 0.01667 0.00694 0.000019
Hora 3,600 60 1 0.04167 0.0001141
Día 86,400 1440 24 1 0.002738
Año 31,536,000 526,000 8766 365 1
Tabla 4. Unidades para medir el tiempo.
DESARROLLO DE LA LECCIÓN
1. Mediciones, creando nuestras propias unidades (Tiempo aproximado: 45 minutos)
El objetivo de esta actividad es comprobar la importancia de utilizar unidades para medir diversos
objetos, así como la necesidad de tener una unidad patrón. Organice a los estudiantes en grupos
de 3. Pregunte: ¿Por qué necesitamos medir? ¿Cómo utilizamos las diferentes mediciones? ¿Se
podría medir la cantidad de agua con una regla?
Materiales:
• Diversos objetos alargados, por ejemplo: un cuaderno, un lápiz, una paleta, etc.
• Vasos de diferentes tamaños
• Un recipiente grande
• Agua (cantidad necesaria)
• 1 regla graduada
Procedimiento:
1. Pida a cada grupo que elija un objeto alargado y un vaso. Estos objetos serán las unidades
de medida de longitud y volumen, respectivamente. Los objetos deben ser diferentes entre los
grupos. Que escojan un patrón de medida, por ejemplo, una paleta. Que comparen el tamaño
de la paleta con otros objetos y que escriban la medida relativa. Por ejemplo, el marco de la
ventana puede equivaler a 10 paletas. El borde del pupitre puede medir 15 paletas, etc.
2. Que construyan una tabla con la lista de los objetos que puedan identificar en el aula. En la
segunda columna de la tabla que indiquen cuánto mide el objeto que han escogido a través del
instrumento de medición que se ha seleccionado. Que midan luego con una regla graduada
en centímetros los mismos objetos (Tabla 5).
3. Muéstreles un vaso pequeño. Preguntar: ¿Se podrá medir la cantidad de agua que contiene
un recipiente grande con el vaso? ¿Cómo lo medirían? Que deduzcan el uso del vaso para
medir la cantidad de agua (por ejemplo, un recipiente grande equivale o contiene 4 vasos de
agua).
4. Anote las longitudes en la pizarra de los diferentes objetos medidos, así como el número de
veces que se tuvo que utilizar el vaso para llenar el recipiente más grande. Recuerda que a
pesar de que se está midiendo el mismo objeto, cada uno de los valores dados es diferente.
5. Compara esto con los diferentes tipos de unidades de medida que existen para la misma

26
Objeto Medición (con otros objetos) Medición (con regla)
Ventana
Pizarra
Puerta
Recipiente (agua)
Tabla 5. Resultados de la medición de algunos objetos que se encuentran en el aula.
magnitud. Preguntar: ¿Qué sucedería si se usaran diversas unidades para medir? Sería com-
plicado ponerse de acuerdo, por esto es más útil tener unidades en común.
6. Cada grupo deberá luego medir la longitud de un objeto diferente que se encuentre en el aula
y anotar las medidas obtenidas en la pizarra. ¿Qué pueden hacer si lo que quieren es saber
esa medida pero en una unidad diferente, sin tener que medir nuevamente el objeto?
Nota: Introduzca el concepto de equivalencias y de factores de conversión. Realice un ejemplo
de conversión y pida a los estudiantes que conviertan las medidas restantes.
7. Cuando hayan terminado de realizar las conversiones preguntar: ¿Cómo podrían evitar tener
que realizar esas conversiones? La idea es que concluyan que si todos utilizaran un solo gru-
po de unidades no habría necesidad de hacer conversiones. Con esto se puede introducir la
necesidad de usar el Sistema Internacional de Unidades.
8. Entre todos los grupos elijan varias unidades que han creado y reproduzcan esas unidades
para usarlas cada grupo por separado (utilice la unidad escogida de medida, por ejemplo la
paleta, y reproduzca su tamaño, con una cartulina de igual tamaño al original).
Nota: Con esto puede explicar cómo es que se utiliza la misma medida de longitud (el metro) aun
sin tener el objeto original que lo define. Explique cuáles son los patrones del Sistema Interna-
cional de Unidades.
1.
2. Reconozcamos unidades de medida (Tiempo aproximado: 15 minutos)
El objetivo de esta actividad es que el estudiante reconozca las diferentes unidades de medición.
Procedimiento:
1. Identifica las magnitudes físicas en las siguientes oraciones:
a. Un limón cayó desde una rama que se halla a 3 metros (m) del suelo.
b. Hoy compré 1 kilogramo (kg) de azúcar.
c. En la pila de mi casa cabe 1 metro cúbico (m3
) de agua.
d. Hoy bebí un litro (L) de leche.
e. En la caja de té vi que cada bolsita contiene 1 gramo (g).
f. Tardé 30 minutos (min) en copiar la lección.
2. Ordena las magnitudes físicas con su valor numérico y su unidad correspondiente. Completa
la Tabla 6:

27
Tabla 6. Resultados de la actividad 2.
Magnitud Valor numérico (cantidad) Unidad
Longitud 3 Metros
Masa 1 Kilogramos
Volumen 1 Metro cúbico
Volumen 1 Litro
Longitud 1 Kilómetro
Masa 1 Gramo
Tiempo 30 minutos
ACTIVIDAD INTEGRADORA
Integración con... Matemática
El objetivo de esta actividad es lograr que el alumno utilice su capacidad de medición calculando
áreas y utilizando ecuaciones.
Materiales:
• 1 lápiz
• 1 regla
Procedimiento:
1. Dibujen un triangulo y un rectángulo en el cuaderno. Indíqueles que midan sus lados y en
el caso del triángulo también la altura (explicar que esa es una medida que pueden realizar
directamente sin necesidad de hacer ningún cálculo; por lo tanto la unidad que se usa es una
unidad fundamental) (Fig. 3).
2. Indíqueles que calculen las áreas de esas figuras (explicar que debido a que ahora están rea-
lizando una operación para obtener la medida, la unidad es derivada).
REFERENCIAS
1. Crowell, B. [2008] Conceptual Physics. Canadá: Editorial Creative Commons.
2. Muriel, M. [1993] Physics Experiments for Children. Estados Unidos: Dover publications.
Figura 3. Un triángulo y un rectángulo.

28
1. Responde lo siguiente:
1. ¿Cuál es la diferencia entre unidad de medida e instrumento de medida?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
2. Haz un listado de unidades de longitud:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
3. Escribe un listado con cinco instrumentos de medida:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
2. Completa el siguiente cuadro usando el listado de palabras que se presentan al lado del cua-
dro. Escribe en la primera columna las magnitudes, en la segunda columna, su unidad en el
Sistema Internacional de Unidades (SI) y en la tercer columna, otra unidad para esa magnitud
no perteneciente al Sistema Internacional.
¡Veamos qué hemos aprendido!

29
• Longitud
• Masa
• Tiempo
• Área
• Volumen
• Metro
• Kilogramo
• Segundo
• Metro cuadrado
• Metro cúbico
• Vara
• Arroba
• Día
• Hectárea
• Litro
Magnitud Unidad SI Otra unidad

DESCRIPCIÓN
Es común que se usen indistintamente los términos calor y temperatura en el habla coti-
diana. En física, en cambio, los dos términos tienen significados muy distintos. En esta
lección definiremos la temperatura en términos de su medición y veremos cómo los cam-
bios de temperatura pueden afectar las dimensiones de los objetos. Además, estudiare-
mos que el calor se refiere a la transferencia de energía causada por las diferencias de
temperatura.
1. Diferenciar el concepto de calor y de
temperatura.
2. Identificar los cambios de fase.
3. Relacionar los cambios de fase con
la transferencia de calor.
HABILIDADES Y DESTREZAS
CIENTÍFICAS
1. Entiende el significado de calor
y de temperatura.
2. Entiende cómo se produce una
dilatación térmica.
3. Identifica cuando hay un cambio
de fase.
TEMAS Y SUBTEMAS
1. Calor y temperatura
2. Dilatación térmica
3. Dilatación lineal
4. Dilatación superficial
5. Cambios de fase
Figura1. La energía solar calienta la superficie de nuestro planeta.
La Tierra emite luego radiación térmica lo que le permite enfriarse.
El color rojo de esta imagen de la NASA, es la radiación térmica que
emana y las partes azules son nubosidad.
Lección 2
Calor y
Temperatura
3 HORAS CLASE APROXIMADAMENTE

31
CONCEPTOS CLAVES
Temperatura:
Es la medida de la energía
cinética promedio con que se
trasladan las moléculas que
forman una sustancia (Fig. 3).
Figura 3. Moléculas en traslación.
Dilatación térmica:
Es el cambio de longitud, vo-
lumen o superficie que sufre
un cuerpo por el incremento
de temperatura (Fig. 4).
Figura 4. Algunos materiales se ex-
panden al aumentar la temperatura.
Calor:
Es la energía en tránsito des-
de un cuerpo que tiene mayor
temperatura hacia otro con
menor temperatura (Fig. 5).
Figura 5. Transferencia de energía:
el cuerpo A se halla a mayor tempe-
ratura que el B.
¿Qué debería usted saber sobre el tema?
Calor y temperatura
El concepto de temperatura se origina en las ideas cualitativas
de "caliente" y "frío" basadas en el sentido del tacto. Un cuerpo
que se siente caliente suele tener una temperatura más alta que
un cuerpo similar que se siente frío. Esto es un tanto vago y los
sentidos pueden engañarnos. Muchas propiedades de la mate-
ria que podemos medir dependen de la temperatura, por ejem-
plo, la longitud de una barra de metal, la presión de vapor en una
caldera y el color de un objeto brillante muy caliente.
La temperatura también se relaciona con la energía cinética de
las moléculas de un material.
Para usar la temperatura como medida de calidez o de frialdad,
necesitamos construir una escala de temperatura. Para ello, po-
demos usar cualquier propiedad medible de un sistema que va-
ríe con su “calidez” o “frialdad”.
La Figura 2A muestra un sistema común para medir la tempe-
ratura: cuando el sistema se calienta, el líquido colorido (usual-
mente mercurio o etanol) se expande y sube por el tubo capilar y
el valor de L aumenta. Otro sistema sencillo es una cantidad de
gas en un recipiente de volumen constante (Fig. 2B). La presión
“p” medida por el manómetro aumenta o disminuye al calentarse
o enfriarse el gas. Todas estas propiedades nos dan un número
(L, p) que varía con la calidez y la frialdad por lo que pueden
utilizarse para hacer un termómetro.
Figura 2. A. Sistema cuya temperatura se especifica con el valor de la longitud
L; B. Sistema cuya temperatura está dada por el valor de la presión p.

32
Figura 6. El equilibrio térmico permi-
te que a través de la transferencia
de energía, se llegue a una tempe-
ratura de equilibrio.
Fase:
La descripción de un estado
específico de la materia como
el sólido, líquido o gas. Cam-
bio de fase se denomina a la
transición de una fase a otra
(Fig. 7).
Para medir la temperatura de un cuerpo se pone el termómetro
en contacto con él. Si queremos saber la temperatura de una
taza de café introducimos el termómetro en él. Al interactuar los
dos el termómetro, se calienta y el café se enfría un poco. Una
vez que el termómetro se estabiliza, leemos la temperatura. El
sistema está en una condición de equilibrio debido a que la inte-
racción entre el termómetro y el café ya no causa un cambio en
el sistema (Fig. 6).
A este estado se le llama equilibrio térmico. Si dos sistemas es-
tán separados por un material aislante como la madera, la espu-
ma de plástico o la fibra de vidrio, se afectan mutuamente con
más lentitud. Las hieleras se fabrican de materiales aislantes
para retardar el calentamiento del hielo y de la comida en su
interior, ya que intentan alcanzar el equilibrio térmico con el aire
circundante.
Un aislante ideal es un material que no permite la interacción en-
tre los dos sistemas evitando que alcancen el equilibrio térmico
si no estaban en él inicialmente.
Los aislantes ideales no existen. Los aislantes reales, como el
de las hieleras, no se comportan de manera ideal. Luego de un
tiempo se calienta el contenido de la hielera.
Si metemos una cuchara fría en una taza de café caliente, la cu-
chara se calienta y el café se enfría para acercarse al equilibrio
térmico. La interacción que causa estos cambios de temperatura
es una transferencia de energía de una sustancia a otra.
Figura 7. Los cambios de energía sobre la materia acompañan los cambios de
fases. La sublimación es un cambio donde la materia pasa de estado sólido a
gaseoso, sin pasar por estado líquido.

33
La transferencia de energía que se da exclusivamente por una diferencia de temperatura se lla-
ma transferencia de calor. A esta energía se le llama calor.
Dilatación térmica
Casi todos los materiales se expanden al aumentar su temperatura. El aumento en la tempe-
ratura hace que el líquido se expanda en los termómetros (Fig. 2A) y que las tiras bimetálicas
se doblen (Fig. 8). Las cubiertas de los puentes necesitan articulaciones y soportes especiales
que den margen a la expansión. Una botella totalmente llena de agua y tapada puede romperse
al calentarse. Podemos aflojar la tapa metálica de un frasco vertiendo agua caliente sobre ella.
Éstos son algunos ejemplos de expansión térmica.
Figura 8. A. Una tira bimetálica. B. La tira se dobla al aumentar su temperatura.
Dilatación lineal
Supongamos que una varilla de metal tiene longitud L0 a una temperatura inicial T0 (Fig. 9A). Si
la temperatura cambia en ∆T, la longitud cambia en ∆L . Se observa experimentalmente que si
∆T no es muy grande (digamos, menos de 100°C), ∆L es directamente proporcional a ∆T. Si dos
varillas del mismo material tienen el mismo cambio de temperatura, pero una es dos veces más
larga que la otra, su cambio de longitud también será del doble. Por tanto ∆L también debe ser
proporcional a L0.
Figura 9. A. Dilatación lineal, B. superficial y C. volumétrica, respectivamente.
Dilatación superficial
Supongamos que una lámina de metal tiene una superficie S0 a una temperatura inicial To (Fig.
9B). Si la temperatura cambia en DT, la superficie cambia en DS. Se observa experimentalmente
que si DT no es muy grande (digamos, menos de 100°C) DS es directamente proporcional a DT.
La dilatación térmica depende del material; por ejemplo la dilatación no será igual para una barra
de hierro que para una de aluminio.

34
La dilatación depende de un parámetro propio de cada material y dicho parámetro es denomina-
do coeficiente de expansión lineal, relacionado para las dilataciones superficiales y volumétricas.
Cambios de fase
Usamos el término fase para describir un estado específico de agregación de la materia como
sólido, líquido o gas. El agua (H2O) existe en la fase sólida como hielo, en la fase líquida como
agua y en la fase gaseosa como vapor de agua (también llamamos a estos estados de la ma-
teria: el estado sólido, el estado líquido y el estado gaseoso). Una transición de una fase a otra
es un cambio de fase. Para una presión dada, los cambios de fase se dan a una temperatura
definida, generalmente acompañada por absorción o emisión de calor y un cambio de volumen
y densidad. Un ejemplo conocido de cambio de fase es la fusión del hielo. Si se agrega calor a
un bloque de hielo a 0°C y presión atmosférica normal, la temperatura del hielo no aumenta. En
lugar de ello, parte de él se funde para formar agua líquida.
Si agregamos el calor lentamente manteniendo el sistema muy cerca del equilibrio térmico, la
temperatura seguirá en 0°C hasta que todo el hielo se haya fundido (Fig. 10). El efecto de agre-
gar calor a este sistema no es elevar su temperatura sino cambiar su fase de sólida a líquida.
Figura 10. El aire circundante está a temperatura ambiente, pero esta mezcla de hielo y agua se mantiene a 0 °C hasta
que todo el hielo se funde y el cambio de fase es total.
1. Diferencia entre “frío” y “caliente” (Tiempo aproximado: 30 minutos)
Con esta actividad se pretende que el estudiante conozca el concepto de temperatura. Formar
grupos de 3 ó 4 estudiantes y repartirles los materiales que necesitarán.
Materiales:
• 3 recipientes de plástico medianos
• 1 cocina eléctrica
• 3 globos
• 1 recipiente de vidrio resistente al calor
• 1 taza de: agua caliente, agua tibia y agua helada
• 1 termómetro

35
El cuerpo humano puede re-
conocer los cambios de tem-
peratura de forma cualitativa
(Fig. 11).
Figura 11. Estudiante detectando di-
ferentes temperaturas
Algunas respuestas a las
preguntas planteadas en la
Actividad 1
Cuando los cuerpos logran la
misma temperatura, se dice
que han llegado al equilibrio
térmico. Cuando colocamos
las manos en agua tibia, es
un fenómeno que busca el
equilibrio térmico, debido que
nuestras manos están a una
temperatura menor; es decir
una mano cede energía y la
otra lo recibe (Fig. 12).
Figura 12. Esquema de cómo rotu-
lar las temperaturas de los cuerpos
y la flecha que indica la dirección del
flujo de calor.
Procedimiento:
1. Cada equipo deberá tener tres recipientes medianos.
2. En uno de los recipientes vierte agua caliente (la temperatura
del agua no deberá sobrepasar los 39°C); en otro agua tibia
(aproximadamente de 25 a 27°C) y en el tercer recipiente vier-
ta agua helada (aproximadamente a 10°C).
Nota: Está actividad debe ser rápida antes de que el agua alcan-
ce el equilibrio térmico.
3. Que los estudiantes introduzcan una mano en el recipiente
que contiene agua fría y la otra mano en el recipiente con
agua caliente; cuando logren identificar el frío y lo caliente,
deberán introducir las dos manos juntas en otro recipiente con
agua tibia (Fig. 11).
4. Preguntar: ¿Cómo perciben el agua contenida en el tercer re-
cipiente, caliente o fría? Para la mano que un inicio estaba su-
mergida en agua fría, la sentirán caliente, pero para la mano
que al principio la tenían en agua caliente, la sentirán fría.
Esta confusión sirve para introducir la necesidad de utilizar
instrumentos para medir la temperatura ¿Conocen el nombre
del instrumento que sirve para medir la temperatura? ¿En
qué momento alcanza el equilibrio térmico cuando introduce
la mano en el agua fría? ¿Qué sucede cuando se introducen
las manos en el agua tibia? ¿Qué pasaría si se sustituye el
agua por una sustancia sólida?
5. Indíqueles que dibujen los esquemas de la actividad, identifi-
cando los cuerpos de mayor temperatura y de menor tempe-
ratura. Con flechas que indiquen la dirección del flujo de calor.
Enfatizar: El cuerpo que está a mayor temperatura decimos que
“está más caliente” y a veces, erróneamente, se dice “que tiene
más calor”. Los cuerpos no tienen calor. Calor es la energía que
se transfiere de un cuerpo hacia otro debido a un cambio de
temperatura.
2. Cambios de fase (Tiempo aproximado: 45 minutos)
En la primera parte de esta actividad deberá participar la mayo-
ría de los estudiantes. La segunda parte podrá hacerse en forma
demostrativa.

36
Algunas respuestas a las
preguntas planteadas en la
Actividad 2
Con esta actividad se obser-
va el cambio de fase de sóli-
do a líquido. Si fuera posible
se debería utilizar la misma
agua líquida obtenida por el
hielo puesto al Sol.
Ya que el aire se expande al
calentarse, hace que el globo
se infle.
Al apagar la cocina llega un
momento cuando el aire vuel-
ve a su volumen inicial y se
desinflará el globo.
Procedimiento:
1. Colocarse todos los estudiantes en círculo y váyanse pasan-
do un cubo de hielo. Cuando llegue al último estudiante, el
cubo de hielo se habrá derretido. Preguntar: ¿Qué le ocurrió
al cubo de hielo? Las respuestas podrían ser “se convirtió en
líquido”, “se ha derretido”, “pasó del estado sólido al estado
líquido”, “cambió de fase sólida a fase líquida”, etc.
2. Coloque el recipiente resistente al calor sobre la cocina eléc-
trica y coloque un globo en la boca del recipiente (Fig. 13).
3. Encienda la cocina y observen lo que pasa. Preguntar: ¿Qué
pasa con el globo? ¿Se mantendrá el globo de la misma for-
ma si apagamos la cocina?
Figura 13. Montaje experimental.
3. Globo incombustible (Tiempo aproximado: 20 minutos)
Hacer esta actividad en grupos de tres estudiantes con el obje-
tivo de comprender las transferencias de calor en los diferentes
materiales.
Materiales:
• Fósforos
• 1 vela
• 2 globos
• Agua (cantidad necesaria)
Procedimiento:
1. Indique a los estudiantes que inflen un globo con aire y otro
que lo llenen con agua.
2. Encender una vela y que acerquen ambos globos a la llama.
Primero que acerquen el globo lleno con aire y luego el globo
conteniendo agua. Preguntar: ¿Qué pasa con los globos? El
primero explota rápidamente.

37
El segundo no explota. Solo se oscurece la parte del globo en contacto con la llama. ¿Cómo
se explica lo ocurrido? Que escriban sus interpretaciones en el cuaderno y luego que lo dis-
cutan con el resto de la clase.
Qué sucedió:
Cuando se acerca el globo lleno de aire a la llama, éste explota inmediatamente. Esto se debe a
que el conjunto adquiere rápidamente la temperatura de la llama, que va desde los 800ºC a los
1,400ºC. A esta temperatura, el plástico con que está elaborado el globo (polietileno) se funde, ya
que su punto de fusión está en torno a los 110ºC. Al acercar el globo lleno de agua a la llama, el
calor de la llama es absorbido por el plástico y por el agua. Pero al llegar a 100ºC, el agua absor-
be toda la energía necesaria para cambiar de estado líquido a gaseoso. Por esto, la temperatura
del conjunto no sube por encima de este valor y el polietileno no se funde.
Integración con… Matemáticas
1. Indique a los estudiantes que recolecten objetos alrededor de su centro de estudio; luego,
en grupos de cuatro estudiantes, utilizando un termómetro deben medir la temperatura de
los objetos y clasificar aquellos que están más fríos que otros. Que los clasifiquen en orden
descendente.
2. Que construyan un gráfico poniendo el nombre en el eje “x” y luego, los valores de tempera-
tura en el eje “y”. Que expliquen a los demás compañeros porqué realizaron esa clasificación.
3. Que coloquen luego los objetos fríos junto a objetos calientes. Después de un tiempo, que
midan la temperatura y describan qué sucede. Que dibujen cómo se transfiere la energía de
un cuerpo a otro.
REFERENCIAS
1. Crowell, B. [2008] Conceptual Physics. Canadá: Creative Commons.
2. Muriel, M. [1993] Physics Experiments for Childre. Estados Unidos: Dover Publications.
3. Sears, Zemansky, Young [2009] Física Universitaria. 11 Edición. Estados Unidos.

38
1. Lee el problema que se te plantea y responde las preguntas de abajo:
“Edwin llega a su casa motivado por sus clases de calor y temperatura y quiere saber qué
sucede si coloca dos recipientes de materiales diferentes cerca de una llama. Los recipientes
tienen hielo en su interior. Un recipiente es metálico y el otro de madera y Edwin procura no
ponerlos en contacto de forma directa con la llama. Sólo los mantiene cerca. Edwin necesita
ayuda para responder algunas interrogantes que le surgieron durante la experiencia que ha
realizado y desea que le colabores para encontrar la respuesta correcta”.
1. ¿Qué sucede con el hielo en el recipiente metálico?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
2. ¿Qué sucede con el hielo en el recipiente de madera?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
3. ¿Qué sentirá si toca ambos recipientes simultáneamente?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
4. ¿Cuál es el mejor aislante: el recipiente metálico o la madera?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
5. ¿Por qué el hielo se convierte en agua?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________

Lección 3 6 HORAS CLASE APROXIMADAMENTE
Materiales gaseosos
DESCRIPCIÓN
La materia en estado gaseoso se encuentra a nuestro alrededor. Por ejemplo, la atmósfe-
ra es una enorme capa de gases que rodea la Tierra. Los gases son partículas (átomos o
moléculas) que se encuentran en desorden (a diferencia de los sólidos y líquidos cuyas
moléculas se encuentran cercanas entre sí). Las partículas gaseosas se encuentran muy
separadas unas de otras y poseen mucha energía. Una característica de los gases es que,
a diferencia de los sólidos y los líquidos, pueden ser comprimidos; por ejemplo, el dióxido
de carbono que se escapa cuando se destapa una lata de refresco de soda. En esta lección
finalizaremos el estudio de los estados de la materia con el estado gaseoso. Reconocere-
mos sus características y sus principales propiedades.
HABILIDADES Y DESTREZAS CIENTÍFICAS
1. Utiliza el modelo de partículas para expli-
car el estado gaseoso.
2. Identifica las características de los ga-
ses.
3. Interés por aprender a representar fenó-
menos por medio de dibujos y esquemas.
1. Aplicar el modelo de partículas de la ma-
teria para comprender las propiedades
del estado gaseoso.
2. Identificar las propiedades del estado ga-
seoso.
Figura 1. El gas propano reaccionando con el gas oxígeno.
TEMAS Y SUBTEMAS
1. Propiedades generales
2. Propiedades específicas

40
Los gases
El estado gaseoso es uno de los estados de la materia. El aire en
la atmósfera de la Tierra es una mezcla de distintos tipos de ga-
ses tales como el nitrógeno (N2
), oxígeno (O2
), dióxido de carbo-
no (CO2
) y vapor de agua (H2
O(v)
), entre otros. Los gases en ge-
neral, tienen una menor densidad (concentración de materia en
un volumen dado) que los líquidos y los sólidos. Generalmente
no tienen una forma definida al igual que los líquidos. Si un gas
es encerrado en un recipiente tomará la forma de éste.
El volumen de un gas es dependiente de la presión y la tempera-
tura a la cual se encuentra. Si cambia la temperatura y la presión
el volumen de un gas cambia. Existen varias leyes científicas,
llamadas “Leyes de los gases” que describen como está relacio-
nado el volumen, la temperatura y la presión. A mayor tempera-
tura, mayor volumen y a mayor presión, menor volumen.
Las moléculas o los átomos en un gas están separados en extre-
mo, mucho más que en un sólido o en un líquido. Las moléculas
o átomos de los gases usualmente se mueven a grandes veloci-
dades (con respecto a la velocidad de los átomos y moléculas de
los sólidos y los líquidos), ocasionalmente rebotando unas con
otras o con las paredes del recipiente que los contiene, ejercien-
do una presión sobre éste.
Cuando un gas se somete a una menor temperatura o baja pre-
sión, puede condensarse y pasar al estado líquido. Si un líquido
ebulle (hierve) o se evapora, se convierte en un gas. Bajo al-
gunas circunstancias (baja presión, temperatura alta) un sólido
puede pasar directamente a gas (sin derretirse primero y pasar
al estado líquido). Cuando un sólido pasa directamente al estado
gaseoso, se da un fenómeno llamado sublimación (no todos los
sólidos presentan esta característica).
La mayor parte del aire en la atmósfera de la Tierra, como ya se
mencionó, está compuesto por nitrógeno y oxígeno. Actualmen-
te el gas dióxido de carbono ha aumentado su concentración en
la atmósfera de la Tierra por el uso indiscriminado de combusti-
bles fósiles y es el causante del efecto de invernadero (este gas
no permite que el calor se disipe hacia el espacio, atrapándolo
y calentando la atmósfera de la Tierra), provocando el calenta-
CONCEPTOS CLAVES
Gas:
Es un estado de la materia
que no tiene forma ni volu-
men definido. Sus partículas
se encuentran muy separa-
das unas de otras, por exis-
tir poca atracción entre ellas.
Asimismo, poseen energía ci-
nética suficiente para ejercer
presión sobre el recipiente
que los contiene (Fig. 2).
Difusión:
Es la mezcla gradual de las
moléculas de un gas con mo-
léculas de otro gas, en virtud
de sus propiedades cinéticas.
Efusión:
Es el proceso por el cual un
gas bajo presión escapa de
un recipiente al exterior a tra-
vés de una pequeña abertura.
Fluidez:
Es la capacidad de los gases
para moverse de manera pro-
gresiva hacia un lugar o pa-
sar por orificios pequeños.
Figura 2. Las partículas de un gas
se mueven libremente.

41
miento global que está transformando gravemente el clima de nuestro país y del mundo entero.
Como ya se mencionó, en los gases las partículas se mueven en forma desordenada, provo-
cando choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene (ejerciendo una
presión). Esto explica las propiedades físicas generales de expansibilidad y compresibilidad que
presentan los gases: sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio
disponible. Un gas con cierto volumen puede ser comprimido al aplicarle presión. La masa del
gas no cambia, únicamente su volumen. La compresibilidad tiene un límite. Si se reduce mucho
el volumen en que se encuentra confinado un gas, este pasará al estado líquido.
Los gases, al igual que los líquidos, no tienen forma fija, pero a diferencia de éstos su volumen
tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos. En los gases, las fuerzas que mantienen
unidas las partículas son muy pequeñas.
Ya sabemos que al calentar un líquido, este se convierte en vapor o en gas. En este proceso,
la energía cinética y el espacio entre las partículas aumentan, por lo que se mueven libremente
en el recipiente que las contiene. Esta libertad de movimiento es la razón por la cual los gases
presentan las propiedades de difusión y efusión.
La efusión y la difusión son dos formas de como los
gases se mezclan con otros gases. La difusión es un
proceso que sucede al entrar un gas a un recipiente
que contiene otro gas y se mezclan para formar una
mezcla uniforme (Fig. 3). La efusión acurre cuando
un gas se mueve a través de un agujero pequeño en
el recipiente que lo contiene (Fig. 4 y 5).
Figura 3. Difusión de un gas.
En resumen, las propiedades de los gases son:
• No poseen volumen constante ni forma permanente.
• Tienen masa.
• Poseen densidades bajas.
• Se expanden considerablemente al calentarse.
• Presentan compresibilidad alta.
• Son fluidos.
• Sus partículas poseen alta energía.
• Sus fuerzas entre las partículas son débiles y por eso
se mueven libremente.
• Un gas llena el recipiente que lo contiene.
• Ejercen presión sobre el recipiente que los contiene.
Figura 4. Efusión de un gas.
Figura 5. Un globo se desinfla por la efusión del gas.

42
1. Propiedades generales de los gases
Actividad 1 (Tiempo aproximado: 90 minutos)
Comience la clase preguntando a sus estudiantes qué es lo que
respiran. Solicíteles que agiten su mano frente a su cara y pre-
gúnteles: ¿Qué sienten? Discuta y concluya que aunque no pue-
dan ver el aire frente a ellos, pueden sentirlo como una brisa en
su piel. Escriba en la pizarra el titulo de la lección: Los gases.
Rocíe un desodorante ambiental o un perfume en el salón. Pída-
le a sus estudiantes de la parte posterior del salón de clases que
levanten la mano cuando perciban el olor. El perfume se difundi-
rá por el salón y dependiendo del tamaño del salón, los estudian-
tes levantarán la mano a intervalos. Pregúnteles: ¿Cómo creen
que el olor (gas) llegó hasta la parte de atrás? Introdúzcales el
estado gaseoso de la materia. Haga un resumen de las carac-
terísticas del estado sólido y líquido y compárelos con el estado
gaseoso. Explíqueles que las moléculas de gas tienen mayor
energía cinética y por eso se mueven con mayor rapidez que las
moléculas en los otros estados. Así, al estar sus partículas en
estado de desorden, se mueven en todas direcciones, llegando
a todas las partes del salón.
Solicíteles que dibujen en su cuaderno las moléculas del gas
(desodorante ambiental o perfume) como esferas moviéndose a
través del salón, bajo el título de “Los gases” (Fig. 6).
Figura 6. Difusión de un gas en el salón de clases.
Pregunte al grupo qué gases conocen y elabore una lista en la
pizarra, la cual, deberán anotar en su cuaderno; por ejemplo,
podrán mencionar el gas para cocinar, el aire, el humo que sale
los carros, el humo de una vela, el aroma de una flor, etc. (Fig.
7). Luego, procedan a inflar globos o bolsas plásticas; pregún-
teles: ¿Por qué se expanden? Porque los gases son materia y
como tal, ocupan un espacio. Introduzca un globo dentro de una
botella (esta deberá tener un orificio en el fondo) e ínflelo (Fig. 8).
Materiales:
• Desodorante ambiental.
• Perfume.
• Globos o bolsas plásticas
pequeñas.
Figura 7. Ejemplos de gases.
Figura 8. Se infla el globo que está
dentro de una botella transparente.

43
Los estudiantes deberán observar que el globo adopta la forma
del recipiente; debido a que los gases no tienen forma, adop-
tan la del recipiente que los contiene. Introduzca ahora un globo
dentro de una botella sin orificios en el fondo y trate de inflarla:
¿Qué sucede? ¿Qué impide que el globo se infle?
Haga un sonido con algún instrumento u objeto. Discuta y con-
cluya que las vibraciones del sonido son transmitidas a través
del aire. Sin aire no hay sonido, debido a que es el medio donde
se transmite. A través de estas demostraciones sus estudiantes
concluirán que aunque el aire no puede ser visto, puede ser per-
cibido. Las moléculas volátiles (olores) se mueven a través del
aire y las vibraciones del sonido se transmiten a través del aire.
Pídales que anoten en su cuaderno: el aire es un gas, es materia
y ocupa espacio.
Pueden comprobar el volumen del aire haciendo burbujas de ja-
bón. Esta parte puede ser demostrativa para un mejor orden. En
el fondo de un vaso de poliestireno (Durapax®) haga un agujero
con un lápiz e inserte una pajilla. Coloque el borde del vaso so-
bre agua con jabón hasta formar una pequeña película. Sople
por la pajilla para hacer burbujas. Pregunte: ¿De qué están lle-
nas las burbujas? ¿Por qué flotan? ¿Cuál es la relación entre la
cantidad de aire y el tamaño de las burbujas?
Para demostrar que los gases poseen masa, amarre un pedazo
de madera de aproximadamente 30 cm de largo por el centro.
Amarre en ambos extremos dos globos, uno vacío y otro lleno
de aire. Agarre la madera que funcionará como una balanza por
el centro y que observen cómo se inclina hacia el globo lleno
de aire. Pueden colocarle un pedazo de plástilina en extremo
opuesto del globo inflado hasta alcanzar al equilibrio (Fig. 9). Los
estudiantes dibujarán el experimento y concluirán: los gases son
materia, tienen masa y ocupan espacio, no tienen forma definida
por lo que adoptan la forma del recipiente que los contiene.
2. Composición del aire
Comience explicando que el aire es una mezcla de gases: oxí-
geno, nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua y otros ga-
ses en pequeñas cantidades. En esta actividad se demostrará
la presencia de oxígeno en el aire. El oxígeno es necesario para
Materiales:
• Recipiente (puede ser un
plato).
• Vela.
• Plastilina.
• Vaso transparente.
• Agua.
Figura 9. Los gases poseen masa.

44
que ocurra una combustión; por ejemplo, en las cocinas que utilizan gas como combustible, la
combustión se establece porque el gas propano y el aire (oxígeno) se juntan antes de quemarse
en la hornilla.
Use plastilina o pegue con cera una vela en el centro de un recipiente. Agregue agua (puede
colorear el agua para mejor visualización) hasta aproximadamente 1 cm de altura. Encienda
la vela y déjela quemar unos segundos. Coloque alrededor de la vela 4 pedazos de plastilina
o monedas, donde se colocará el borde superior del vaso que cubrirá la vela. Coloque el vaso
sobre los 4 pedazos de plastilina o monedas, de tal manera que pueda entrar agua al sistema.
Los estudiantes deberán observar cuidadosamente la vela. En unos segundos se apagará de-
bido al consumo del oxígeno dentro del vaso; el nivel del agua en él aumenta. Discuta con sus
estudiantes y concluyan que la vela se apagó cuando se consumió todo el oxígeno, el cual es uno
de los gases que componen el aire (Fig. 10). El agua aumenta de nivel ocupando el espacio del
oxígeno consumido. Permita que sus estudiantes dibujen el experimento y expliquen y escriban
lo sucedido con sus propias palabras.
Figura 10. El aire contiene oxígeno, el cual es necesario para la combustión.
3. Difusión y efusión de los gases
En esta actividad se estudiarán la difusión y la efusión. Para observar la propiedad de la difusión
necesitará un perfume o un desodorante ambiental y una caja de zapatos. Comience la clase
explicando que los gases se caracterizan por tener moléculas con mucha energía cinética; es
decir, moléculas en continuo movimiento. Expliquéles en qué consiste el concepto de difusión.
Para demostrar la difusión de los gases, rocíe un poco de perfume en la caja de zapato y ciérrela.
Pase la caja a sus estudiantes y pídales que la abran un poco para sentir el olor. Pregunte: ¿Por
qué el olor se siente en toda la caja? ¿Tiene algo que ver la energía cinética de las partículas de
los gases? Deberán dibujar las partículas del perfume dentro de la caja. Luego, rocíe un poco de
perfume en el salón de clase, y que sus estudiantes vayan levantando la mano según el perfume
se difunde por el salón de clases. Salga del salón de clase hacia el patio y rocíe perfume. Pre-
gunte: ¿Llegará el olor hasta el salón de clases? ¿En cuánto tiempo llegará? ¿Si no sienten el
olor, adónde se fue? ¿Cuáles son los factores que impidieron que el gas (perfume) llegara hasta
el final del salón? En esta parte tendrán que explicar que el gas se difundió en la atmósfera,
debido a la gran energía cinética de los gases. Al no estar en un recipiente cerrado los gases se
difundieron en todo el espacio posible. Solíciteles que dibujen las tres situaciones bajo el tema:

45
Difusión de los gases.
Figura 11. Debido a su gran energía cinética, los gases se difunden en todo el espacio posible.
Días antes de esta actividad, infle un globo y muéstreselo a sus estudiantes y dibuje su silueta
en la pizarra; luego, guárdelo en un lugar seguro. Saque el globo y explique en qué consiste la
efusión de los gases mostrándoles el globo; pídales que comparen el tamaño (volumen) con un
globo recién inflado y pregúnteles que creen que sucedió: ¿Por qué el globo es más pequeño?
¿Qué pasó con el aire adentro? ¿Por qué y por dónde se salió? Explíqueles que el material del
globo no es totalmente sólido, que posee poros microscópicos por donde las moléculas de aire,
debido a su gran energía cinética (movimiento) escaparon por el proceso de efusión. Defina el
concepto y que dibujen en su cuaderno el proceso bajo el titulo: Efusión de los gases (Fig. 5).
Pregúnteles qué ejemplos de efusión de gases conocen (por
ejemplo, cuando se desinflan las llantas de los carros o de
las bicicletas, un globo (Fig. 12). Pídales que inflen una bol-
sa plástica y le hagan un agujero pequeño; luego, que la
aprieten y sientan el aire saliendo. Deberán explicar con sus
propias palabras qué es la efusión a través de este ejemplo.
4. Presión ejercida por los gases
Figura 12. Efusión del aire por los poros
de un globo.
En esta actividad se estudiará la presión ejercida por los
gases. Los materiales que se necesitarán son: un globo,
una botella pequeña, vinagre y bicarbonato de sodio (Fig.
13).
Añada vinagre dentro de la botella y agregue una cuchara-
da de bicarbonato. Coloque inmediatamente un globo en
Figura 13. A. Reactivos a utlizar y B. for-
mación de dióxido de carbono (CO2
).

46
la boca de la botella y pídales que observen cómo se infla el globo. Explíqueles que la reacción
del vinagre con el bicarbonato produce dióxido de carbono (CO2
), un gas cuyas moléculas se
mueven rápidamente y ejercen una presión sobre las paredes del globo ocasionando que se in-
fle. A esa presión se le conoce como presión de los gases. Indíqueles que las moléculas de CO2
chocan unas con otras y con las paredes del globo.
Permita que dibujen el proceso en su cuaderno bajo el tema: Presión de los gases. Pídales que
esquematicen las moléculas de CO2
ejerciendo presión sobre las paredes de la botella y el balón
(Fig.14).
Para ejemplificar el movimiento cinético de las moléculas de los gases
se hará uso de canicas y una tapa redonda de cualquier recipiente. Pue-
den trabajar en grupos de 3 ó 4 estudiantes. Solicíteles que añadan las
canicas a la tapa y que lo muevan. El movimiento de las canicas seme-
ja el movimiento de las moléculas dentro del balón. Deberán observar
cómo las canicas chocan unas con otras y con los bordes de la tapa, de
la misma manera que las moléculas de los gases chocan unas con otras
y con las paredes del balón. Explíqueles que esta energía cinética es lo
que hace que las moléculas ejerzan presión sobre el recipiente que los
contiene y que esto provoca el proceso de efusión si existe un orificio
donde puedan salir.
Figura 14. Presión de los
gases.
Con este experimento pueden resumir algunas propiedades de los gases: movimiento aleatorio y
constante, colisiones, las partículas ocupan el volumen y la forma del recipiente que las contiene,
las partículas están separadas unas de otras, etc.
Integración con… Salud
Cuando los humanos en la antigüedad iban de cacería, tenían que usar el sentido del olfato para
perseguir a sus presas. Actualmente, por la relativa facilidad de obtener los alimentos y satisfacer
nuestras necesidades básicas, ya no ponemos mucha atención a la variedad de olores que nos
rodean.
Los olores que percibimos son moléculas en estado gaseoso que se difunden a través del aire
y llegan hacia nuestro sentido del olfato. El sentido del olfato es un sentido que se comunica di-
rectamente con las regiones de la memoria del cerebro sin pasar por las áreas lingüísticas; por
ejemplo, un aroma recuerda “memorias”.
El sentido del olfato nos permite reconocer personas, aunque este no es el objetivo principal. Los
animales tienen mejor desarrollado este sentido, debido a que su sobrevivencia depende de él.
Nuestra piel posee un aroma personal el cual muchas veces escondemos detrás de los perfumes

47
y desodorantes. Los aromas (moléculas gaseosas) son beneficiosas ya que muchas veces nos
pueden salvar la vida.
Reconocemos cuando algo está descompuesto por el olor que emanan las sustancias (molé-
culas en estado gaseoso). En esta actividad reconoceremos nuestro sentido del olfato, nuestra
capacidad de percibir moléculas en estado gaseoso e identificarlas. Consiga una serie de plantas
aromáticas: romero, cebolla, ajo, limón, naranja, hierbabuena, canela, clavos, grama cortada,
ruda, anís, orégano, jengibre, mirto, verbena, etc. (Fig. 15).
Explíque a sus estudiantes que el olor de la materia proviene de moléculas en estado gaseoso.
Los olores son “gases”. Coloque cada una de las especies en un recipiente pequeño y llame a
un estudiante. Tápele los ojos y pídale que reconozca los olores uno a uno. En la pizarra escriba
los nombres de los concursantes, el estudiante que reconozca la mayor cantidad de olores es el
ganador.
Figura 15. Plantas aromáticas: A. ajo, B. limón, C. clavos de olor, D. rosa, E. menta y F. rajas de canela.
REFERENCIAS
1. Garrido, A., Gailey, K.1
[1990] Fundamentos de Química Biológica. España: Interamericana Mc
Graw-Hill.
2. Levine, S., Johnstone, L. [1997] Ciencia con Todo. Experimentos simples con las cosas que
nos rodean. Argentina: Editorial Albatros, SACI.
3. Video [s.f.] Experimento de la vela. Extraído en octubre de 2010 desde http://www.youtube.
com/watch?v=sjxUwDTkd4g
4. Video [s.f.] Reacción del vinagre y bicarbonato. Extraído en octubre de 2010 desde http://www.
youtube.com/watch?v=k6G88HlqduE&feature=related

48
1. Dibuje en cada uno de los frascos de abajo cómo luciría si tuviesen aire, agua y arena respec-
tivamente, desde el punto de vista macroscópico:
2. Dibuje los mismos compuestos del numeral anterior, cómo se verían las partículas desde el
punto de vista microscópico:
3. Si posee un globo lleno de aire y gentilmente lo aprieta en el centro: ¿Qué sucedería? ¿Qué
cambiará? ¿Qué permanece igual?
4. ¿Por qué es más fácil caminar en una atmósfera de aire, que dentro del agua?
5. El término usado para el paso de un líquido a gas es: _________________.
6. Las botellas de espray de diversos productos indican “que se tenga la precaución de no ex-
ponerlas a altas temperaturas, no colocarlas cerca del fuego, ni dejarlas mucho tiempo en el
Sol”. Según las propiedades de los gases estudiadas, ¿por qué no es recomendable someter
a los gases contenidos en un recipiente a altas temperaturas? (Recordar la energía cinética).

TEMAS Y SUBTEMAS
1. El oxígeno: características generales
2. El oxígeno en el aire
3. El oxígeno en el agua
Lección 4 3 HORAS CLASE APROXIMADAMENTE
Elementos fundamentales
para la vida: Oxígeno
DESCRIPCIÓN
El oxígeno circula tanto en el aire como en el agua. Es producido en la fotosíntesis, entra
al agua con el movimiento de ésta, y es usado en la respiración. El oxígeno disuelto (OD)
es la cantidad de oxígeno disuelto en el agua, entra al agua por difusión, moviéndose de
áreas de alta concentración a otras de baja concentración. Algunos organismos necesitan
del oxígeno en alguna forma para sobrevivir, se conocen como organismos aeróbicos;
sobreviven y crecen en un ambiente oxigenado. En los organismos anaeróbicos la respi-
ración se hace en ausencia de oxígeno.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Identificar al oxígeno como gas.
2. Comprender la importancia del oxígeno
en la respiración aeróbica.
3. Valorar la importancia del oxígeno disuel-
to en el agua.
Figura 1. El oxígeno es esencial para la vida en la Tierra.
HABILIDADES Y DESTREZAS CIENTÍFICAS:
1. Clasifica al oxígeno como gas.
2. Asocia las propiedades de los gases con
las del oxígeno.
3. Comprende la necesidad del oxígeno en
los seres vivos.
4. Valora la importancia de conservar lim-
pios los cuerpos de agua.

50
El oxígeno
El oxígeno es un elemento químico con un número atómico de
8 (posee 8 protones y 8 electrones). Es un gas incoloro y esen-
cial para la vida en la Tierra; es ligeramente soluble en agua, lo
suficiente como para permitir la presencia de la vida en el medio
acuático. El oxígeno se combina con muchos otros elementos a
través del proceso de oxidación (es una reacción donde el oxí-
geno gana electrones provenientes de los otros elementos). Es
uno de los elementos más abundantes que se encuentran en la
Tierra, conformando aproximadamente el 21% de la atmósfera.
Como compuesto, el oxígeno está presente en el agua, en las
plantas, los animales y la mayoría de los materiales sólidos que
componen la Tierra. Miles de compuestos poseen oxígeno, junto
con el carbono, hidrógeno y otros elementos (por ejemplo, el al-
midón, el azúcar, la grasa, las proteínas, etc.). El oxígeno puede
ser obtenido al calentar ciertos compuestos que lo contienen, por
electrólisis del agua o al licuar y destilar el aire.
Propiedades del oxígeno
El oxígeno es un gas incoloro, inoloro y sin sabor. Es ligeramente
más pesado que el aire. Se presenta en la naturaleza como la
molécula de O2
, casi nunca como oxígeno: O. En algunos casos,
tres átomos de oxígeno se combinan para formar el ozono (O3
).
El ozono es importante en las capas superiores de la atmósfera
ya que previene que los dañinos rayos ultravioleta (UV) afecten
la vida en la Tierra. Cerca de la superficie terrestre, el ozono es
considerado como un gas irritante y como parte de la contami-
nación del aire.
Aunque solamente una pequeña parte del oxígeno se disuelve
en el agua, aproximadamente 4 partes de oxígeno por cada 100
partes de agua, es suficiente para las necesidades vitales de un
vasto número de seres vivos que habitan los océanos, lagos y
ríos (Fig. 2).
CONCEPTOS CLAVES
Oxidación:
Es la interacción entre las
moléculas de oxígeno con di-
ferentes sustancias como los
metales y materia orgánica.
Esto ocurre por la pérdida de
electrones de un elemento o
compuesto cuando interac-
ciona con otro elemento o un
compuesto que gana electro-
nes (en este caso el oxígeno).
Combustión:
Es una reacción química que
libera calor entre una sustan-
cia o mezcla de sustancias
llamada “combustible” con el
oxígeno. Es característica de
esta reacción la formación de
una llama; es decir, una masa
gaseosa incandescente que
emite luz y calor (Fig. 3).
Figura 3. Si se realiza una fogata se
efectúa una combusión.
Oxígeno Disuelto (OD):
Es la cantidad de oxígeno di-
suelto en el agua. Indica cuán
contaminada está el agua; un
nivel alto indica agua de me-
jor calidad.
Figura 2. Oxígeno disuelto en agua.
Aunque, el oxígeno es gas a
temperatura ambiente, pue-
de ser licuado a temperatu-
ras bajas extremas tal como
-183o
C, en donde cambia al
estado líquido azul pálido.

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