Find the complete information with images at:
http://www.physicsclassroom.com/Class/thermalP/
Lesson 01: Heat and Temperature. a, b & c.
Eureka! Video Thermal Expansion & Contraction http://youtu.be/I7w_Qv5_h4c
Using balloons to illustrate the process, Eureka! shows how, when matter gets hot, its molecules go faster and the solid, liquid, or gas expands. Conversely, when matter gets cold, its molecules go slower, and the solid, liquid, or gas contracts.
Eureka! Video Measuring Temperature http://youtu.be/YWJHNG5y5F0
Eureka! shows viewers how Swedish scientist Anders Celsius invented the Celsius thermometer, using the expansion of mercury as a measure of temperature
Temperature and Thermometers
We all have a feel for what temperature is. We even have a shared language that we use to qualitatively describe temperature. The water in the shower or bathtub feels hot or cold or warm. The weather outside is chilly or steamy. We certainly have a good feel for how one temperature is qualitatively different than another temperature. We may not always agree on whether the room temperature is too hot or too cold or just right. But we will likely all agree that we possess built-in thermometers for making qualitative judgments about relative temperatures.
What is Temperature?
Despite our built-in feel for temperature, it remains one of those concepts in science that is difficult to define. It seems that a tutorial page exploring the topic of temperature and thermometers should begin with a simple definition of temperature. But it is at this point that I'm stumped. So I turn to that familiar resource, Dictionary.com ... where I find definitions that vary from the simple-yet-not-too-enlightening to the too-complex-to-be-enlightening. At the risk of doing a belly flop in the pool of enlightenment, I will list some of those definitions here:
•The degree of hotness or coldness of a body or environment.
•A measure of the warmth or coldness of an object or substance with reference to some standard value.
•A measure of the average kinetic energy of the particles in a sample of matter, expressed in terms of units or degrees designated on a standard scale.
•A measure of the ability of a substance, or more generally of any physical system, to transfer heat energy to another physical system.
•Any of various standardized numerical measures of this ability, such as the Kelvin, Fahrenheit, and Celsius scale.
Celsius Temperature Scale
The thermometer calibration process described above results in what is known as a centigrade thermometer. A centigrade thermometer has 100 divisions or intervals between the normal freezing point and the normal boiling point of water. Today, the centigrade scale is known as the Celsius scale, named after the Swedish astronomer Anders Celsius who is credited with its development. The Celsius scale is the most widely accepted temperature scale used throughout the world. It is the standard unit of temperature measurement in nearly all countries, the most notable exception being the United States. Using this scale, a temperature of 28 degrees Celsius is abbreviated as 28°C.
Fahrenheit temperature scale
Traditionally slow to adopt the metric system and other accepted units of measurements, the United States more commonly uses the Fahrenheit temperature scale. A thermometer can be calibrated using the Fahrenheit scale in a similar manner as was described above. The difference is that the normal freezing point of water is designated as 32 degrees and the normal boiling point of water is designated as 212 degrees in the Fahrenheit scale. As such, there are 180 divisions or intervals between these two temperatures when using the Fahrenheit scale. The Fahrenheit scale is named in honor of German physicist Daniel Fahrenheit. A temperature of 76 degree Fahrenheit is abbreviated as 76°F. In most countries throughout the world, the Fahrenheit scale has been replaced by the use of the Celsius scale.
Temperatures expressed by the Fahrenheit scale can be converted to the Celsius scale equivalent using the equation below:
°C = (°F - 32°)/1.8
Similarly, temperatures expressed by the Celsius scale can be converted to the Fahrenheit scale equivalent using the equation below:
°F= 1.8•°C + 32°
The Kelvin Temperature Scale
While the Celsius and Fahrenheit scales are the most widely used temperature scales, there are several other scales that have been used throughout history. For example, there is the Rankine scale, the Newton scale and the Romer scale, all of which are rarely used. Finally, there is the Kelvin temperature scale, which is the standard metric system of temperature measurement and perhaps the most widely used temperature scale used among scientists. The Kelvin temperature scale is similar to the Celsius temperature scale in the sense that there are 100 equal degree increments between the normal freezing point and the normal boiling point of water. However, the zero-degree mark on the Kelvin temperature scale is 273.15 units cooler than it is on the Celsius scale. So a temperature of 0 Kelvin is equivalent to a temperature of -273.15 °C. Observe that the degree symbol is not used with this system. So a temperature of 300 units above 0 Kelvin is referred to as 300 Kelvin and not 300 degree Kelvin; such a temperature is abbreviated as 300 K. Conversions between Celsius temperatures and Kelvin temperatures (and vice versa) can be performed using one of the two equations below.
°C = K - 273.15°
K = °C + 273.15
REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO REPASO
COLEGIO ANDES DE MAZATLÁN SECCIÓN SECUNDARIA
CIENCIAS 2 (FÍSICA) SEGUNDO GRADO
QUIZ 19. TEMPERATURA
Alumn@: ___________________________________________ Calif.: _____
I. Selecciona la respuesta correcta:
1. Cuando un objeto se calienta aumenta el movimiento de las partículas (átomos y moléculas) que lo conforman. Por lo tanto, la medida de la energía cinética promedio de las partículas corresponde a:
A) La temperatura B) La presión C) La dilatación D) El calor
2. Al calentar un cuerpo, aumenta la energía cinética de las moléculas, produciéndose choques más o menos violentos, según la cantidad de calor entregada. Al valor promedio de ese movimiento de partículas se le denomina:
A) Solubilidad B) Energía térmica
C) Temperatura D) Inercia
3. Observa la siguiente gráfica que describe el cambio de longitud de un tubo de hierro con la temperatura: ¿Cuál es la longitud aproximada del tubo a una temperatura de 80 °C?
A) 300.30 m B) 300.25 m
C) 300.23 m D) 300.20 m
4. ¿Por qué dos cuerpos de distinto material a la misma temperatura se llegan a sentir uno más caliente que otro?
A) Por la forma como se conduce el calor a través de ellos.
B) Por la forma como cada uno alcanza la temperatura del lugar.
C) Por la forma como se emite el calor en cada uno de los materiales.
D) Por la forma como la temperatura de uno modifica a la del otro.
5. ¿Por qué la Torre Eiffel de París, que está construida con piezas metálicas, tiene una altura mayor cuando la temperatura es muy alta en verano?
A) Porque debido a la alta absorción de calor por el metal, éste se dilata y aumenta de tamaño.
B) Porque debido a la alta emisión de calor por el metal, éste se dilata y aumenta de tamaño.
C) Porque debido a que la energía absorbida y emitida por el metal es igual, éste se dilata y aumenta de tamaño.
D) Porque debido a que la energía calorífica cedida es menor que la temperatura, el metal se dilata y aumenta de tamaño.
6. Líquido que se utiliza en la construcción de termómetros debido a su propiedad de expansión térmica uniforme.
A) Agua B) Cloro C) Bromo D) Mercurio
7. ¿Cómo miden los termómetros la temperatura?
8. Una persona enferma tiene fiebre de 40°C, ¿a qué temperatura corresponde el valor en grado Fahrenheit?
A) 104 °F B) 273 °F C) 32 °F D) -104 °F
9. El cero absoluto es una temperatura teórica donde no existe ningún movimiento en las partículas de la materia. ¿Cuánto vale el cero absoluto en grados centígrados?
A) -273 °C B) 0 °C C) 37 °C D) 100 °C
10. ¿A cuántos grados Fahrenheit equivale el que un día tenga una temperatura ambiente de 32 °C? Utiliza la fórmula °F = 1.8*(°C) + 32
A) 32°C B) 64°C C) 57.6 °C D) 89.6 °C
lunes, 23 de enero de 2012
lunes, 16 de enero de 2012
Mass, Volume and Density
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www.brainpop.com/science/matterandchemistry/measuringmatter/preview.weml
BASIC PROPERTIES OF MATTER EXPLAINED WITH THE KINETIC PARTICLES MODEL
What are mass, volume & density?
Why are they important?
En el modelo cinético de partículas se consideran características básicas (partículas indivisibles con movimiento continuo en el vacío) para interpretar algunas propiedades de la materia, como la masa, el volumen, la densidad, los estados físicos y la temperatura
SEPyC Expected learning
Describe algunas propiedades de la materia: masa, volumen, densidad y estados de agregación, a partir del modelo cinético de partículas
Initial question
What should be the characteristics of the materials used in the job of construction?
What is everything made of? Matter
* Matter is anything in the universe that takes a place in the space.
* It makes everything you can see, feel, taste or touch.
* Mass, volume and density are all physical properties of matter.
* They are measurements that we can take from material objects.
01 MASS
What is mass?
Is the measurement of how much matter an object contains.
02 VOLUME
03 DENSITY
VISIT
http://www.brainpop.com/science/motionsforcesandtime/buoyancy/
Why do you think that the same volume of different materials have differing masses?
For Example 1cm3 of gold weighs 19.3g but 1cm3 of aluminium weighs 2.7g
POWER POINT PRESENTATION SLIDES
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COLEGIO ANDES DE MAZATLÁN SECCIÓN SECUNDARIA
CIENCIAS 2 (FÍSICA) SEGUNDO GRADO
CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA
I. Selecciona la respuesta correcta:
1. Todo lo que somos físicamente y lo que nos rodea, se encuentra en algún estado de agregación, los cuales comparten características generales, tales como:
A) Masa, peso y volumen B) Maleabilidad y densidad
C) Elasticidad y porosidad D) Viscosidad y ductilidad
2. Es todo aquello de lo que están hechos los cuerpos y las cosas, ocupan un lugar en el espacio y se pueden percibir con los sentidos.
A) Volumen B) Materia C) Masa D) Peso
3. ¿Por qué al sopesar con ambas manos un kilogramo de algodón y un kilogramo de fierro se siente más ligero el algodón?
A) Porque el algodón es más denso que el fierro.
B) Porque el algodón es menos denso que el fierro.
C) Porque el algodón es más voluminoso que el fierro.
D) Porque el algodón es menos voluminoso que el fierro.
I. Masa W. m3
II. Volumen X. Kg
III. Densidad Y. °C
IV. Temperatura Z. g/cm3
4. Identifiquen las propiedades de la materia y la unidad de medida que les corresponde:
A) I Z, II Y, III X, IV W B) I X, II W, III Y, IV Z
C) I Y, II Z, III X, IV W D) I X, II W, III Z, IV Y
5. Observa la siguiente tabla que representa algunos datos que obtuvo Carlos al realizarse un examen médico: ¿Cuál dato corresponde a una medida de longitud?
A) El peso. B) La estatura.
C) La temperatura. D) El tiempo de consulta.
6. Don Alfonso tiene a la venta 3 m3 de aluminio, ¿Cuál es su masa si su densidad es 2.7 g/cm3?
A) 8.1 kg B) 5.7 kg C) 1.1 kg D) 0.3 kg
7. Se define como la resistencia que oponen los líquidos a fluir.
A) Tensión B) Fricción C) Densidad D) Viscosidad
8. ¿Cómo se le conoce a la propiedad de los líquidos que permite a algunos objetos mantenerse en la superficie sin hundirse?
A) Tensión superficial B) Capilaridad
C) Resistencia al flujo D) Viscosidad
9. La densidad es una propiedad física de la materia. ¿Quién es más denso: el agua o el aire? ¿Cuál es la fórmula para determinar la densidad?
A) El agua. La fórmula de densidad es D= M/V.
B) El aire. La fórmula de densidad es D = M/V.
C) El aire. La fórmula de densidad es V = DT.
D) El agua. La fórmula de densidad es V = D/T.
10. ¿En cuál de las siguientes situaciones se aplica la Ley de la conservación de la materia?
A) Cuando se quema una hoja de papel. B) Cuando se destapa un refresco.
C) Cuando se exprime un limón. D) Cuando se infla un globo.
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BASIC PROPERTIES OF MATTER EXPLAINED WITH THE KINETIC PARTICLES MODEL
What are mass, volume & density?
Why are they important?
En el modelo cinético de partículas se consideran características básicas (partículas indivisibles con movimiento continuo en el vacío) para interpretar algunas propiedades de la materia, como la masa, el volumen, la densidad, los estados físicos y la temperatura
SEPyC Expected learning
Describe algunas propiedades de la materia: masa, volumen, densidad y estados de agregación, a partir del modelo cinético de partículas
Initial question
What should be the characteristics of the materials used in the job of construction?
What is everything made of? Matter
* Matter is anything in the universe that takes a place in the space.
* It makes everything you can see, feel, taste or touch.
* Mass, volume and density are all physical properties of matter.
* They are measurements that we can take from material objects.
01 MASS
What is mass?
Is the measurement of how much matter an object contains.
02 VOLUME
03 DENSITY
VISIT
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Why do you think that the same volume of different materials have differing masses?
For Example 1cm3 of gold weighs 19.3g but 1cm3 of aluminium weighs 2.7g
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COLEGIO ANDES DE MAZATLÁN SECCIÓN SECUNDARIA
CIENCIAS 2 (FÍSICA) SEGUNDO GRADO
CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA
I. Selecciona la respuesta correcta:
1. Todo lo que somos físicamente y lo que nos rodea, se encuentra en algún estado de agregación, los cuales comparten características generales, tales como:
A) Masa, peso y volumen B) Maleabilidad y densidad
C) Elasticidad y porosidad D) Viscosidad y ductilidad
2. Es todo aquello de lo que están hechos los cuerpos y las cosas, ocupan un lugar en el espacio y se pueden percibir con los sentidos.
A) Volumen B) Materia C) Masa D) Peso
3. ¿Por qué al sopesar con ambas manos un kilogramo de algodón y un kilogramo de fierro se siente más ligero el algodón?
A) Porque el algodón es más denso que el fierro.
B) Porque el algodón es menos denso que el fierro.
C) Porque el algodón es más voluminoso que el fierro.
D) Porque el algodón es menos voluminoso que el fierro.
I. Masa W. m3
II. Volumen X. Kg
III. Densidad Y. °C
IV. Temperatura Z. g/cm3
4. Identifiquen las propiedades de la materia y la unidad de medida que les corresponde:
A) I Z, II Y, III X, IV W B) I X, II W, III Y, IV Z
C) I Y, II Z, III X, IV W D) I X, II W, III Z, IV Y
5. Observa la siguiente tabla que representa algunos datos que obtuvo Carlos al realizarse un examen médico: ¿Cuál dato corresponde a una medida de longitud?
A) El peso. B) La estatura.
C) La temperatura. D) El tiempo de consulta.
6. Don Alfonso tiene a la venta 3 m3 de aluminio, ¿Cuál es su masa si su densidad es 2.7 g/cm3?
A) 8.1 kg B) 5.7 kg C) 1.1 kg D) 0.3 kg
7. Se define como la resistencia que oponen los líquidos a fluir.
A) Tensión B) Fricción C) Densidad D) Viscosidad
8. ¿Cómo se le conoce a la propiedad de los líquidos que permite a algunos objetos mantenerse en la superficie sin hundirse?
A) Tensión superficial B) Capilaridad
C) Resistencia al flujo D) Viscosidad
9. La densidad es una propiedad física de la materia. ¿Quién es más denso: el agua o el aire? ¿Cuál es la fórmula para determinar la densidad?
A) El agua. La fórmula de densidad es D= M/V.
B) El aire. La fórmula de densidad es D = M/V.
C) El aire. La fórmula de densidad es V = DT.
D) El agua. La fórmula de densidad es V = D/T.
10. ¿En cuál de las siguientes situaciones se aplica la Ley de la conservación de la materia?
A) Cuando se quema una hoja de papel. B) Cuando se destapa un refresco.
C) Cuando se exprime un limón. D) Cuando se infla un globo.
miércoles, 11 de enero de 2012
Kinetic Particles Model
Aspectos básicos del (MCP) Modelo Cinético de Partículas:
Aprendizaje esperado:
Describe los aspectos básicos que conforman el modelo cinético de partículas y explica el efecto de la velocidad de éstas.
Las partículas son
*microscópicas
*indivisibles,
*con masa,
*movimiento,
*interacciones y
*vacío entre ellas.
History of Atomic Structure
The search for the atom began as a philosophical question. It was the natural philosophers of ancient Greece that began the search for the atom by asking such questions as: What is stuff composed of? What is the structure of material objects? Is there a basic unit from which all objects are made? As early as 400 B.C., some Greek philosophers proposed that matter is made of indivisible building blocks known as atomos. (Atomos in Greek means indivisible.) To these early Greeks, matter could not be continuously broken down and divided indefinitely. Rather, there was a basic unit or building block that was indivisible and foundational to its structure. This indivisible building block of which all matter was composed became known as the atom.
The early Greeks were simply philosophers. They did not perform experiments to test their theories. In fact, science as an experimental discipline did not emerge as a credible and popular practice until sometime during the 1600s. So the search for the atom remained a philosophical inquiry for a couple of millennia. From the 1600s to the present century, the search for the atom became an experimental pursuit. Several scientists are notable; among them are Robert Boyle, John Dalton, J.J. Thomson, Ernest Rutherford, and Neils Bohr.
KINETIC PARTICLES MODEL
The kinetic theory of matter (particle theory) says that all matter consists of many, very small particles which are constantly moving or in a continual state of motion.
The degree to which the particles move is determined by the amount of energy they have and their relationship to other particles.
The particles might be atoms, molecules or ions. Use of the general term 'particle' means the precise nature of the particles does not have to be specified.
Particle theory helps to explain properties and behaviour of materials by providing a model which enables us to visualise what is happening on a very small scale inside those materials. As a model it is useful because it appears to explain many phenomena but as with all models it does have limitations.
Diffusion
Diffusion gives us more evidence for our kinetic model
Diffusion is the spreading out of particles when they are free to move in a fluid (liquid or gas).
Task:
Observe the experiments in Physics for you pp17, and explin how they give us evidence for molecular movement in liquids and gases.
The model can be used to help explain:
1. The properties of matter
3. Heat & Temperature phenomena
Pressure phenomena
What happens during physical changes such as melting, boiling and evaporating
3 States of Matter
SOLID
In solids the particles are close together and have limited motion.
In solids the particles:
- are held tightly and packed fairly close together - they are strongly attracted to each other
- are in fixed positions but they do vibrate
LIQUID
In a liquid some of the attraction between particles is overcome which allows the particles more freedom of movement.
In liquids the particles:
- are fairly close together with some attraction between them
- are able to move around in all directions but movement is limited by attractions between particles
GAS
In a gas particles attraction between particles is minimized and the particles move freely throughout the container.
In gases the particles:
-have little attraction between them
- are free to move in all directions and collide with each other and with the walls of a container and are widely spaced out
Postulates of KPM
(i) Every gas consists of a large number of small particles called molecules moving with very high velocities in all possible directions.
(ii) The volume of the individual molecule is negligible as compared to the total volume of the gas.
(iii) Gaseous molecules are perfectly elastic so that there is no net loss of kinetic energy due to their collisions.
(iv) The effect of gravity on the motion of the molecules is negligible.
(v) Gaseous molecules are considered as point masses because they do not posses potential energy. So the attractive and repulsive forces between the gas molecules are negligible.
(vi) The pressure of a gas is due to the continuous bombardment on the walls of the containing vessel.
(vii) At constant temperature the average K.E. of all gases is same.
(viii) The average K.E. of the gas molecules is directly proportional to the absolute temperature.
Clausius, Maxwell y Boltzmann
Kinetic theory of gases was developed by Clausius, Maxwell and Boltzmann etc. and represents dynamic particle or microscopic model for different gases since it throws light on the behaviour of the particles (atoms and molecules) which constitute the gases and cannot be seen.
REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW
COLEGIO ANDES DE MAZATLÁN SECCIÓN SECUNDARIA
CIENCIAS 2 (FÍSICA) SEGUNDO GRADO
QUIZ 18. EL MODELO CINÉTICO DE PARTÍCULAS
Alumn@: ___________________________________________ Calif.: _____
1. De los estados de agregación de la materia. ¿En cuál sus partículas están siempre juntas dándole una forma definida?
A) Sólido B) Líquido C) Gas D) Plasma
2. El estado de agregación sólido (hielo) del agua, se diferencia del líquido (agua) y del gaseoso (vapor) debido a que:
A) Las partículas que lo forman están ligeramente separadas y toman la forma del recipiente que las contiene.
B) Las partículas están totalmente separadas y no tienen fuerza.
C) Las partículas están estrechamente unidas y le proporcionan forma propia.
D) Sus partículas se expanden fácilmente y chocan con fuerza sobre las paredes del recipiente que las contiene.
3. Imagina que calentamos un trozo de hielo que está a una temperatura inicial de -60°C. Cuando la temperatura del hielo llegue a 0°C, se empezará a derretir. De seguir calentando el agua, sus moléculas se:
A) Desaparecen B) Adhieren C) Comprimen D) Separan
4. ¿Cuál de las siguientes propiedades de los gases es correcta y se manifiesta en un globo aerostático?
A) La velocidad de sus moléculas aumenta cuando la temperatura sube y disminuye cuando baja.
B) Las moléculas de un gas se mueven constantemente, su velocidad es baja y su trayectoria es recta.
C) Las moléculas chocan continuamente unas con otras y contra las paredes del recipiente, perdiendo energía cinética.
D) Las moléculas están juntas unas con otras, el volumen individual es mucho mayor en comparación con el volumen total del gas.
5. Propiedad que caracteriza a las sustancias líquidas.
A) Adquieren la forma del recipiente que los contiene
B) Conserva siempre su forma.
C) Su volumen cambia según el recipiente que los contiene.
D) Se puede romper.
6. Raúl y su equipo se usaron el modelo de partículas y se apoyaron en las aportaciones de Newton y Boltman en el desarrollo del modelo cinético de partículas de acuerdo a dos aspectos básicos:
A) El movimiento y las colisiones entre las partículas de los gases.
B) El movimiento y el vacío que se forma en el cambio de estado de los gases.
C) La forma y el volumen del recipiente que contiene a los gases.
D) La densidad de las partículas de los gases y el volumen del recipiente que los contiene.
7. Mario colocó un globo en un vaso con agua caliente y éste se infló porque:
A) Las partículas de vapor de agua caliente se mueven lentamente.
B) Sólo existen partículas de aire moviéndose dentro en el globo.
C) Se infla por el movimiento de partículas de aire caliente y vapor de agua.
D) Las partículas del vapor de agua se separan y forman un vacío.
8. Haz un dibujo del acomodo de las partículas en cada estado de la materia.
9. Describe el movimiento de las partículas en los 3 estados (Sólido, Líquido y Gaseoso)
10. A diferencia de los sólidos, un gas...
A) Mantendrá su volumen en diferentes contenedores
B) Mantendrá su forma en diferentes contenedores
C) Se expandirá hasta llenar el espacio disponible.
D) Disminuirá su volumen cuando su temperatura se eleve.
Aprendizaje esperado:
Describe los aspectos básicos que conforman el modelo cinético de partículas y explica el efecto de la velocidad de éstas.
Las partículas son
*microscópicas
*indivisibles,
*con masa,
*movimiento,
*interacciones y
*vacío entre ellas.
History of Atomic Structure
The search for the atom began as a philosophical question. It was the natural philosophers of ancient Greece that began the search for the atom by asking such questions as: What is stuff composed of? What is the structure of material objects? Is there a basic unit from which all objects are made? As early as 400 B.C., some Greek philosophers proposed that matter is made of indivisible building blocks known as atomos. (Atomos in Greek means indivisible.) To these early Greeks, matter could not be continuously broken down and divided indefinitely. Rather, there was a basic unit or building block that was indivisible and foundational to its structure. This indivisible building block of which all matter was composed became known as the atom.
The early Greeks were simply philosophers. They did not perform experiments to test their theories. In fact, science as an experimental discipline did not emerge as a credible and popular practice until sometime during the 1600s. So the search for the atom remained a philosophical inquiry for a couple of millennia. From the 1600s to the present century, the search for the atom became an experimental pursuit. Several scientists are notable; among them are Robert Boyle, John Dalton, J.J. Thomson, Ernest Rutherford, and Neils Bohr.
KINETIC PARTICLES MODEL
The kinetic theory of matter (particle theory) says that all matter consists of many, very small particles which are constantly moving or in a continual state of motion.
The degree to which the particles move is determined by the amount of energy they have and their relationship to other particles.
The particles might be atoms, molecules or ions. Use of the general term 'particle' means the precise nature of the particles does not have to be specified.
Particle theory helps to explain properties and behaviour of materials by providing a model which enables us to visualise what is happening on a very small scale inside those materials. As a model it is useful because it appears to explain many phenomena but as with all models it does have limitations.
Diffusion
Diffusion gives us more evidence for our kinetic model
Diffusion is the spreading out of particles when they are free to move in a fluid (liquid or gas).
Task:
Observe the experiments in Physics for you pp17, and explin how they give us evidence for molecular movement in liquids and gases.
The model can be used to help explain:
1. The properties of matter
3. Heat & Temperature phenomena
Pressure phenomena
What happens during physical changes such as melting, boiling and evaporating
3 States of Matter
SOLID
In solids the particles are close together and have limited motion.
In solids the particles:
- are held tightly and packed fairly close together - they are strongly attracted to each other
- are in fixed positions but they do vibrate
LIQUID
In a liquid some of the attraction between particles is overcome which allows the particles more freedom of movement.
In liquids the particles:
- are fairly close together with some attraction between them
- are able to move around in all directions but movement is limited by attractions between particles
GAS
In a gas particles attraction between particles is minimized and the particles move freely throughout the container.
In gases the particles:
-have little attraction between them
- are free to move in all directions and collide with each other and with the walls of a container and are widely spaced out
Postulates of KPM
(i) Every gas consists of a large number of small particles called molecules moving with very high velocities in all possible directions.
(ii) The volume of the individual molecule is negligible as compared to the total volume of the gas.
(iii) Gaseous molecules are perfectly elastic so that there is no net loss of kinetic energy due to their collisions.
(iv) The effect of gravity on the motion of the molecules is negligible.
(v) Gaseous molecules are considered as point masses because they do not posses potential energy. So the attractive and repulsive forces between the gas molecules are negligible.
(vi) The pressure of a gas is due to the continuous bombardment on the walls of the containing vessel.
(vii) At constant temperature the average K.E. of all gases is same.
(viii) The average K.E. of the gas molecules is directly proportional to the absolute temperature.
Clausius, Maxwell y Boltzmann
Kinetic theory of gases was developed by Clausius, Maxwell and Boltzmann etc. and represents dynamic particle or microscopic model for different gases since it throws light on the behaviour of the particles (atoms and molecules) which constitute the gases and cannot be seen.
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COLEGIO ANDES DE MAZATLÁN SECCIÓN SECUNDARIA
CIENCIAS 2 (FÍSICA) SEGUNDO GRADO
QUIZ 18. EL MODELO CINÉTICO DE PARTÍCULAS
Alumn@: ___________________________________________ Calif.: _____
1. De los estados de agregación de la materia. ¿En cuál sus partículas están siempre juntas dándole una forma definida?
A) Sólido B) Líquido C) Gas D) Plasma
2. El estado de agregación sólido (hielo) del agua, se diferencia del líquido (agua) y del gaseoso (vapor) debido a que:
A) Las partículas que lo forman están ligeramente separadas y toman la forma del recipiente que las contiene.
B) Las partículas están totalmente separadas y no tienen fuerza.
C) Las partículas están estrechamente unidas y le proporcionan forma propia.
D) Sus partículas se expanden fácilmente y chocan con fuerza sobre las paredes del recipiente que las contiene.
3. Imagina que calentamos un trozo de hielo que está a una temperatura inicial de -60°C. Cuando la temperatura del hielo llegue a 0°C, se empezará a derretir. De seguir calentando el agua, sus moléculas se:
A) Desaparecen B) Adhieren C) Comprimen D) Separan
4. ¿Cuál de las siguientes propiedades de los gases es correcta y se manifiesta en un globo aerostático?
A) La velocidad de sus moléculas aumenta cuando la temperatura sube y disminuye cuando baja.
B) Las moléculas de un gas se mueven constantemente, su velocidad es baja y su trayectoria es recta.
C) Las moléculas chocan continuamente unas con otras y contra las paredes del recipiente, perdiendo energía cinética.
D) Las moléculas están juntas unas con otras, el volumen individual es mucho mayor en comparación con el volumen total del gas.
5. Propiedad que caracteriza a las sustancias líquidas.
A) Adquieren la forma del recipiente que los contiene
B) Conserva siempre su forma.
C) Su volumen cambia según el recipiente que los contiene.
D) Se puede romper.
6. Raúl y su equipo se usaron el modelo de partículas y se apoyaron en las aportaciones de Newton y Boltman en el desarrollo del modelo cinético de partículas de acuerdo a dos aspectos básicos:
A) El movimiento y las colisiones entre las partículas de los gases.
B) El movimiento y el vacío que se forma en el cambio de estado de los gases.
C) La forma y el volumen del recipiente que contiene a los gases.
D) La densidad de las partículas de los gases y el volumen del recipiente que los contiene.
7. Mario colocó un globo en un vaso con agua caliente y éste se infló porque:
A) Las partículas de vapor de agua caliente se mueven lentamente.
B) Sólo existen partículas de aire moviéndose dentro en el globo.
C) Se infla por el movimiento de partículas de aire caliente y vapor de agua.
D) Las partículas del vapor de agua se separan y forman un vacío.
8. Haz un dibujo del acomodo de las partículas en cada estado de la materia.
9. Describe el movimiento de las partículas en los 3 estados (Sólido, Líquido y Gaseoso)
10. A diferencia de los sólidos, un gas...
A) Mantendrá su volumen en diferentes contenedores
B) Mantendrá su forma en diferentes contenedores
C) Se expandirá hasta llenar el espacio disponible.
D) Disminuirá su volumen cuando su temperatura se eleve.
lunes, 2 de enero de 2012
Using models in Science
UNIT 3:
Este bloque se centra en el análisis del modelo cinético de partículas, para que los alumnos describan y expliquen algunas características y procesos físicos de la materia que son observables a simple vista. Esta perspectiva contribuye a la construcción de representaciones en los alumnos, de manera que tengan bases para comprender la naturaleza discontinua de la materia y sus interacciones.
Se propone la revisión histórica de las diferentes ideas acerca de la estructura de la materia hasta la construcción del modelo cinético de partículas; con ello, los alumnos podrán identificar su funcionalidad y limitaciones, además de reflexionar en torno a la evolución de las ideas en la ciencia.
En el modelo cinético de partículas se consideran características básicas (partículas indivisibles con movimiento continuo en el vacío) para
1. interpretar algunas propiedades de la materia, como la masa, el volumen, la densidad, los estados físicos y la temperatura,
2. así como interacciones relacionadas con la presión, procesos térmicos y el cambio de estado físico;
Por último, se vinculan los procesos térmicos con la energía, en función de su transformación, transferencia y conservación, lo que da pie a la reflexión acerca del aprovechamiento e implicaciones de ésta. En este bloque, las actividades experimentales constituyen un recurso para que los alumnos expliciten sus ideas, las prueben y las relacionen con el modelo.
1. Models in Science (What are scientific models used for?)
1. Características e importancia de los modelos en la ciencia.
Aprendizaje esperado:
Identifica las características de los modelos y los reconoce como una parte fundamental del conocimiento científico y tecnológico, que permiten describir, explicar o predecir el comportamiento del fenómeno estudiado.
WHAT IS A MODEL?
1. A small object, usually built to scale, that represents in detail another, often larger object.
2. a. A preliminary work or construction that serves as a plan from which a final product is to be made: a clay model ready for casting.
b. Such a work or construction used in testing or perfecting a final product: a test model of a solar-powered vehicle.
3. A schematic description of a system, theory, or phenomenon that accounts for its known or inferred properties and may be used for further study of its characteristics: a model of generative grammar; a model of an atom; an economic model.
4. A style or design of an item: My car is last year's model.
5. One serving as an example to be imitated or compared: a model of decorum. See Synonyms at ideal.
6. One that serves as the subject for an artist, especially a person employed to pose for a painter, sculptor, or photographer.
7. A person employed to display merchandise, such as clothing or cosmetics.
8. Zoology An animal whose appearance is copied by a mimic.
Models are useful to
Describe characteristics (by relating concepts),
Explain behavior (by drawing graph) and
predict changes in future (by applying a formula) in objects or phenomena subject of study.
2. IDEAS OF MATTER (What is matter made of?)
2. Ideas en la historia acerca de la naturaleza continua y discontinua de la materia:
Aprendizaje esperado: Reconoce el carácter inacabado de la ciencia a partir de las explicaciones acerca de la estructura de la materia, surgidas en la historia, hasta la construcción del modelo cinético de partículas.
Demócrito, Aristóteles y Newton; aportaciones de Clausius, Maxwell y Boltzmann
Democritus (Greek era):
Very old idea 450 BC Ancient Greece: Democritus/Leucippus
"Any substance could be subdivided until an indivisible atomos was reached"
The idea was not tested and was later forgotten.
"by convention bitter, by convention sweet, but in reality atoms and void"
Aristotle:
350 BC Ancient Greece: Aristotle
"All matter was classified into combinations of 4 elements, earth, water, air and fire"
Aristóteles (384-322 a. C.) creía que todo lo que existía en el universo tenía un orden: “hay un lugar para cada cosa, y cada cosa en su lugar”. Para este filósofo en el mundo celeste, de los astros, solamente existía un elemento, el éter, perfecto e inmutable.
En el otro mundo, llamado sublunar, correspondiente a la superficie terrestre, todo estaba formado por mezclas imperfectas de los cuatro elementos tradicionales: tierra, agua, aire y fuego, los cuales, según otros filósofos griegos, eran combinaciones de cuatro principios fundamentales: lo frío y lo caliente, lo seco y lo húmedo, de tal manera que:
- El elemento tierra es frío y seco. Su contrario, el aire, es húmedo y caliente.
- El agua es fría y húmeda; su contrario, el fuego, es seco y caliente.
Issac Newton:
1665 England: Newton formulated laws of motion.
Proposed a mechanical universe with small solid masses in motion.
Matter was composed of various combinations of different "corpuscules" or atoms
Newton (1642 – 1727), en su obra titulada Óptica, explica que los objetos luminosos emiten partículas o corpúsculos luminosos, ya que la luz viaja en línea recta, como lo demuestra el hecho de que un objeto iluminado produce sombras. Señalaba que un rayo estaba formado por un chorro de átomos, de cuya naturaleza dependía el color. Supuso que la materia debía estar formada por partículas sólidas, duras, impenetrables y móviles con determinadas figuras y tamaños.
Por otra parte, la explicación del vacío, es decir de espacio en el que no hay materia, fue aceptada por algunos científicos que diseñaron experimentos para probarlo, en tanto que otros rechazaban la idea. Para Newton, era evidente que el universo estaba constituido por unos inmensos espacios vacíos entre los cuerpos celestes.
Clausius, Maxwell y Boltzmann:
Kinetic theory of gases was developed by Clausius, Maxwell and Boltzmann etc. and represents dynamic particle or microscopic model for different gases since it throws light on the behaviour of the particles (atoms and molecules) which constitute the gases and cannot be seen.
REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW REVIEW
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1. El uso de modelos de los estados de agregación del agua son un ejemplo de la importancia que éstos tienen en el desarrollo del conocimiento científico porque:
A) Son representaciones que implican leyes, que permiten realizar explicaciones y predicciones acerca de los objetos o procesos.
B) Son representaciones y explicaciones exactas de la realidad.
C) Permiten explicar sencillamente los fenómenos sin el uso de fundamentos científicos.
D) Sólo sirven para presentar dibujos o esquemas sin necesidad de recurrir a leyes o teorías.
2. ¿La ley de Gravitación Universal de Newton es un modelo? Explica
3. ¿Consideras que los científicos pueden utilizar modelos distintos para explicar el mismo fenómeno?
4. Da algunos ejemplos de modelos para explicar fenómenos biológicos o de otras áreas distintas a la Física.
5. La materia, ¿está hecha por pedacitos o es continua?
6. ¿Cómo se emplean los modelos para comprender las propiedades de la materia?
7. ¿Cómo consideraban los griegos que estaba formada la materia? ¿Por qué consideras que estas ideas perduraron durante años?
8. ¿Qué pensaba Aristóteles sobre la estructura de la materia?
9. ¿Qué pensaba Isaac Newton sobre la estructura de la materia?
10. A través del desarrollo de la ciencia y la tecnología el hombre realiza representaciones para describir los sistemas físicos o fenómenos naturales, a los que denomina:
A) Inferencias B) Hipótesis C) Tesis D) Modelos
Este bloque se centra en el análisis del modelo cinético de partículas, para que los alumnos describan y expliquen algunas características y procesos físicos de la materia que son observables a simple vista. Esta perspectiva contribuye a la construcción de representaciones en los alumnos, de manera que tengan bases para comprender la naturaleza discontinua de la materia y sus interacciones.
Se propone la revisión histórica de las diferentes ideas acerca de la estructura de la materia hasta la construcción del modelo cinético de partículas; con ello, los alumnos podrán identificar su funcionalidad y limitaciones, además de reflexionar en torno a la evolución de las ideas en la ciencia.
En el modelo cinético de partículas se consideran características básicas (partículas indivisibles con movimiento continuo en el vacío) para
1. interpretar algunas propiedades de la materia, como la masa, el volumen, la densidad, los estados físicos y la temperatura,
2. así como interacciones relacionadas con la presión, procesos térmicos y el cambio de estado físico;
Por último, se vinculan los procesos térmicos con la energía, en función de su transformación, transferencia y conservación, lo que da pie a la reflexión acerca del aprovechamiento e implicaciones de ésta. En este bloque, las actividades experimentales constituyen un recurso para que los alumnos expliciten sus ideas, las prueben y las relacionen con el modelo.
1. Models in Science (What are scientific models used for?)
1. Características e importancia de los modelos en la ciencia.
Aprendizaje esperado:
Identifica las características de los modelos y los reconoce como una parte fundamental del conocimiento científico y tecnológico, que permiten describir, explicar o predecir el comportamiento del fenómeno estudiado.
WHAT IS A MODEL?
1. A small object, usually built to scale, that represents in detail another, often larger object.
2. a. A preliminary work or construction that serves as a plan from which a final product is to be made: a clay model ready for casting.
b. Such a work or construction used in testing or perfecting a final product: a test model of a solar-powered vehicle.
3. A schematic description of a system, theory, or phenomenon that accounts for its known or inferred properties and may be used for further study of its characteristics: a model of generative grammar; a model of an atom; an economic model.
4. A style or design of an item: My car is last year's model.
5. One serving as an example to be imitated or compared: a model of decorum. See Synonyms at ideal.
6. One that serves as the subject for an artist, especially a person employed to pose for a painter, sculptor, or photographer.
7. A person employed to display merchandise, such as clothing or cosmetics.
8. Zoology An animal whose appearance is copied by a mimic.
Models are useful to
Describe characteristics (by relating concepts),
Explain behavior (by drawing graph) and
predict changes in future (by applying a formula) in objects or phenomena subject of study.
2. IDEAS OF MATTER (What is matter made of?)
2. Ideas en la historia acerca de la naturaleza continua y discontinua de la materia:
Aprendizaje esperado: Reconoce el carácter inacabado de la ciencia a partir de las explicaciones acerca de la estructura de la materia, surgidas en la historia, hasta la construcción del modelo cinético de partículas.
Demócrito, Aristóteles y Newton; aportaciones de Clausius, Maxwell y Boltzmann
Democritus (Greek era):
"Any substance could be subdivided until an indivisible atomos was reached"
The idea was not tested and was later forgotten.
"by convention bitter, by convention sweet, but in reality atoms and void"
Aristotle:
350 BC Ancient Greece: Aristotle
Aristóteles (384-322 a. C.) creía que todo lo que existía en el universo tenía un orden: “hay un lugar para cada cosa, y cada cosa en su lugar”. Para este filósofo en el mundo celeste, de los astros, solamente existía un elemento, el éter, perfecto e inmutable.
En el otro mundo, llamado sublunar, correspondiente a la superficie terrestre, todo estaba formado por mezclas imperfectas de los cuatro elementos tradicionales: tierra, agua, aire y fuego, los cuales, según otros filósofos griegos, eran combinaciones de cuatro principios fundamentales: lo frío y lo caliente, lo seco y lo húmedo, de tal manera que:
- El elemento tierra es frío y seco. Su contrario, el aire, es húmedo y caliente.
- El agua es fría y húmeda; su contrario, el fuego, es seco y caliente.
Issac Newton:
1665 England: Newton formulated laws of motion.
Matter was composed of various combinations of different "corpuscules" or atoms
Newton (1642 – 1727), en su obra titulada Óptica, explica que los objetos luminosos emiten partículas o corpúsculos luminosos, ya que la luz viaja en línea recta, como lo demuestra el hecho de que un objeto iluminado produce sombras. Señalaba que un rayo estaba formado por un chorro de átomos, de cuya naturaleza dependía el color. Supuso que la materia debía estar formada por partículas sólidas, duras, impenetrables y móviles con determinadas figuras y tamaños.
Por otra parte, la explicación del vacío, es decir de espacio en el que no hay materia, fue aceptada por algunos científicos que diseñaron experimentos para probarlo, en tanto que otros rechazaban la idea. Para Newton, era evidente que el universo estaba constituido por unos inmensos espacios vacíos entre los cuerpos celestes.
Clausius, Maxwell y Boltzmann:
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1. El uso de modelos de los estados de agregación del agua son un ejemplo de la importancia que éstos tienen en el desarrollo del conocimiento científico porque:
A) Son representaciones que implican leyes, que permiten realizar explicaciones y predicciones acerca de los objetos o procesos.
B) Son representaciones y explicaciones exactas de la realidad.
C) Permiten explicar sencillamente los fenómenos sin el uso de fundamentos científicos.
D) Sólo sirven para presentar dibujos o esquemas sin necesidad de recurrir a leyes o teorías.
2. ¿La ley de Gravitación Universal de Newton es un modelo? Explica
3. ¿Consideras que los científicos pueden utilizar modelos distintos para explicar el mismo fenómeno?
4. Da algunos ejemplos de modelos para explicar fenómenos biológicos o de otras áreas distintas a la Física.
5. La materia, ¿está hecha por pedacitos o es continua?
6. ¿Cómo se emplean los modelos para comprender las propiedades de la materia?
7. ¿Cómo consideraban los griegos que estaba formada la materia? ¿Por qué consideras que estas ideas perduraron durante años?
8. ¿Qué pensaba Aristóteles sobre la estructura de la materia?
9. ¿Qué pensaba Isaac Newton sobre la estructura de la materia?
10. A través del desarrollo de la ciencia y la tecnología el hombre realiza representaciones para describir los sistemas físicos o fenómenos naturales, a los que denomina:
A) Inferencias B) Hipótesis C) Tesis D) Modelos
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