¿cómo evidenciar que el aire está formado por

Actividad indagativa en Ciencias:
¿CÓMO EVIDENCIAR QUE EL AIRE ESTÁ FORMADO
POR MATERIA?
(Guía para profesor)
El aire es una mezcla de gases y lo encontramos formando la atmósfera. Al estar formado por materia,
posee propiedades como la masa y el volumen, sus partículas pueden fluir y es capaz de ejercer presión.
No obstante, al ser invisible y encontrarnos rodeados por él, en nuestra vida diaria dichas propiedades
no son tan evidentes, a menos que las pongamos a prueba.
CONCEPTOS PARA ABORDAR: Estados de la materia, propiedades de la materia, estado
gaseoso, masa, volumen, fluidos, presión, presión atmosférica.
HABILIDADES CIENTÍFICAS PARA TRABAJAR: Observar, preguntar, predecir, planificar y
conducir una investigación, tomar registros, analizar evidencias, comunicar resultados, formular
conclusiones.
Materiales (por grupo de 3 alumnos):
- 1 regla de 40 o más cm
- 1 rollo de cáñamo para atar paquetes o hilo de volantín.
- 2 globos para cumpleaños.
- 1 tijera.
- Cinta adhesiva de papel (masking tape).
Para el(la) profesor(a): 1 alfiler o aguja para hilo de coser.
PROCEDIMIENTO
Reúna en grupos de tres integrantes a sus estudiantes. Sin entregarles los materiales, realice:
a) Inicio: Puede detectar ideas previas del tema a través de algunas preguntas abiertas o dirigidas,
por ejemplo:
- ¿Cómo pueden detectar o sentir el aire que está a su alrededor?
R: podemos oírlo cuando se mueve, sentir en nuestra piel su calor o frío, podemos
moverlo al agitar las manos, etc.
- ¿Qué es el aire?
R: Es una mezcla de gases, que se encuentra formando la atmósfera.
- ¿De qué está formado el aire?
R: Está formado por materia.
Está formado por partículas de diversos gases, como el oxígeno, nitrógeno, dióxido
de carbono, etc.
- ¿Cuáles son algunas de las propiedades de la materia?
R: masa, volumen, temperatura, etc.
b) Desarrollo: 1) Una vez respondidas dichas preguntas plantee la pregunta de investigación:
¿Cómo evidenciar que el aire está formado por materia?
2) Y luego de ello, pídale a sus estudiantes que planteen su hipótesis.
Hipótesis: Los estudiantes deben responder la pregunta con explicaciones simples y breves.
Estimúlelos a que sus respuestas se puedan someter a prueba.
Si no responden, puede guiarlos con preguntas como estas:
- Si el aire está formado por materia ¿tiene masa?:
- Si el aire está formado por materia ¿tiene volumen?
3) Entréguele los materiales a sus estudiantes, y pídales que efectúen las siguientes instrucciones:
I.
II.
III.
IV.
V.
Cortar dos trozos de cáñamo de un largo de 20 cm aprox., y un trozo de 40 cm.
Atar firme el trozo más largo de cáñamo en el centro de la regla, y suspenderla en el
aire. Una vez que quede horizontal y balanceada, asegurar el cáñamo a la regla
pegándola con un trozo de cinta de papel.
Atar los trozos más cortos de cáñamo en los extremos de la regla. Deben quedar de la
misma longitud. Asegurarlos con cinta de papel.
Deben inflar ambos globos hasta quedar del mismo tamaño, y anudarles su agujero
para que no escape el aire.
Atar los globos a los extremos de los cáñamos cortos.
VI.
Uno de los niños debe tomar todo el montaje desde la cuerda más larga, y suspenderlo.
Debe quedar horizontal y balanceado.
VII.
Mientras el montaje está suspendido, el profesor debe pinchar uno de los globos
utilizando el alfiler. Para evitar que estalle, pinchar el globo desde uno de sus polos, en
las zonas donde la goma se encuentra menos estirada.
Pídales que observen cuidadosamente que va ocurriendo, y que registren a través de
un dibujo qué ocurrió.
VIII.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Revisar si la hipótesis coincide con lo observado en el experimento
Ahora vuelva a hacerles las preguntas a sus estudiantes: ¿cómo evidenciar que el aire está formado
por materia?, ¿qué ocurrió cuando uno de los globos fue pinchado?, ¿por qué ocurrió eso?. Escuche
las respuestas de los estudiantes, y pídales que comuniquen sus hipótesis. Pregúnteles si coinciden
o no con la evidencia observada en el experimento. Estimúlelos a que comuniquen qué les llevó a
pensar su hipótesis y que fue lo nuevo que aprendieron.
EXPLICACION DE LO OCURRIDO EN EL EXPERIMENTO:
Explíqueles a sus estudiantes cómo ocurrió lo observado en el experimento, tratando de establecer
vínculos con contenidos que estén estudiando actualmente, que hayan aprendido en unidades o
cursos anteriores.
¿Qué ocurrió?:
Como está formado por materia, el aire posee propiedades como la masa y el volumen. Cuando se
inflan dos globos de igual tipo, se confina al aire a ocupar un espacio definido dentro de estos, es
decir, se le da un volumen definido, y que es evidenciable. Si se balancean correctamente dos
globos con iguales volúmenes de aire en nuestro montaje, se puede evidenciar que presentan la
misma masa, y dicho balance se pierde cuando se pincha uno de los globos, quedando inclinado
hacia el extremo donde está el globo con mayor masa de aire en su interior.
Este experimento puede proyectarse para posteriormente medir el volumen y la masa del aire
confinado al interior de un globo.
c) Cierre:
Explique a sus estudiantes las aplicaciones que pueden tener la experiencia trabajada.
Aplicaciones:
Como todos los objetos con masa, el aire es atraído por la fuerza de gravedad hacia la superficie de
nuestro planeta, lo que permite que mantengamos una atmósfera y no escape hacia el espacio
exterior. Además, puede ejercer fuerzas sobre otros objetos. Llamamos presión atmosférica a la
fuerza que ejerce una columna de aire situada por encima del punto donde la medimos, por unidad
de área. Si nos situamos al nivel del mar, dicha presión será mayor que la medida en la cima de una
montaña, o a la altura que vuelan los aviones comerciales, porque esa columna de aire cada vez es
más corta.
Podemos poner aire en recipientes con un volumen fijo (por ejemplo, en tanques) e introducirlo a
presión, es decir, comprimirlo. El aire comprimido se utiliza en un sinfín de aplicaciones: en los
aspersores para pintar vehículos, en botellas de aire para buceo, para inflar ruedas de vehículos, en
frenos de aire, taladros para perforar calles (llamados también martillos neumáticos), armas de aire
comprimido (como los rifles que disparan postones), etc.
COSTOS APROXIMADOS DEL EXPERIMENTO (por curso de 45 alumnos):
- 15 Reglas de 40 cm
- 1 bolsa de globos de 50 unidades
- 1 ovillo de cáñamo
- 15 tijeras
- 1 rollo de masking tape
$8250
$2500
$750
$5250
$590
Total
$17.340
SEGURIDAD
Tenga precaución que sus estudiantes:
-
No hagan estallar los globos con objetos punzantes que pudieran tener a mano (portaminas,
puntas de lápices).
Inflen los globos de manera pausada, sin apuro, para evitar que estallen.
Tomen los globos con firmeza cuando deban atarlos, para que no escapen de sus dedos y
vuelen por la sala.
No utilicen las reglas como objetos contundentes.
ESTÁNDARES CURRICULARES
Esta experiencia puede ser utilizada como un complemento para la clase de Ciencias Naturales en
los cursos 4º y 6º básico, de acuerdo con los contenidos mínimos obligatorios dictados por el
MINEDUC en las Bases Curriculares de Ciencias Naturales para Educación Básica del año 2012.
Secciones del currículum en las cuales puede insertar este experimento:
3º Básico
4º Básico
5º Básico
6ºBásico
Eje de Ciencias Físicas y
químicas:
Eje de Ciencias Físicas y
químicas:
- Demostrar, por medio de
la
investigación
experimental,
que
la
materia tiene masa y
ocupa espacio, usando
materiales del entorno.
- Explicar, a partir de
modelos, que la materia
está formada por partículas
en movimiento en sus
estados sólido, líquido y
gaseoso.
- Comparar los tres
estados de la materia
(sólido, líquido y gaseoso)
en relación con criterios
como la capacidad de fluir
y cambiar de forma y
volumen, entre otros.
- Medir la masa, el
volumen y la temperatura
de la materia (en estados
sólido, líquido y gaseoso).
REFERENCIAS
-
Medición de masa, volumen y densidad. Consejo Nacional de Educación para la Vida y el
Trabajo, México.
http://www.conevyt.org.mx/cursos/cursos/cnaturales_v2/interface/main/recursos/antologia/c
nant_3_03.htm
-
MINEDUC. Bases Curriculares para Ciencias Naturales, Educación Básica. Diciembre de
2012.
Escrito por: Fabián Bravo | fbravo@ecoscience.org | Febrero de 2013