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POLARIDAD

La polaridad del agua es una propiedad química que se debe a la distribución asimétrica de los electrones en la molécula de agua (H₂O). Esto significa que la molécula tiene un extremo con una carga parcial negativa (el oxígeno) y otro con una carga parcial positiva (los hidrógenos).

Objetivo:

Observar y explicar la polaridad que presta la molécula del agua.

Materiales:

1. Un recipiente para recuperar el agua

2. Un globo o una regla

Procedimiento:

1. Abrir el agua del lavabo o tarja de la cocina de modo que el flujo de agua sea constante, como se observa en la figura.

2. Colocar un recipiente para recuperar el agua y reutilizarla.

3. Frotar con el cabello el globo o la regla por dos minutos.

4. Acercar el globo o la regla al flujo del agua sin tocarlo.

Justificación:

Cuando acercas el globo cargado negativamente al chorro de agua, las moléculas de agua, que tienen cargas opuestas en sus extremos, se reorientan. La parte positiva de las moléculas de agua es atraída por el globo, lo que provoca que el chorro de agua se desvíe hacia él.

Este fenómeno se debe a la atracción electrostática entre las cargas opuestas y es un buen ejemplo de cómo la electricidad estática puede influir en los materiales a su alrededor.

1.⁠ ⁠Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2014). Physics for Scientists and Engineers (9th ed.). Cengage Learning.

• Explica la electricidad estática, la carga eléctrica y la atracción de materiales polares como el agua.

2. Hewitt, P. G. (2014). Conceptual Physics (12th ed.). Pearson.

• Describe experimentos de electricidad estática y cómo los objetos cargados pueden atraer o repeler otros materiales.

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DENSIDAD

La densidad del agua es una propiedad física que describe cuánta masa de agua hay en un determinado volumen.

Objetivo:

Comprobar el cambio de la densidad del agua mediante la adición de sal (NaCl).

Materiales:

1. Un huevo fresco.

2. Tres vasos transparentes.

3. Agua.

4. Cloruro de Sodio (Sal de mesa):

5. Una cucharilla).

Procedimiento:

1. Llenar dos vasos con agua.

2. Añadir a uno de ellos cinco cucharaditas de sal, homogeniza hasta que se disuelva.

3. Introducir el huevo en cada uno de los vasos y observa si se hunde o flota.

4. En el tercer vaso, colocar el huevo, adicionar agua(sin sal) hasta que lo cubra y, por último y con cuidado adicionar el agua con sal. Observar dónde se queda flotando el huevo. Se puede volver a adicionar más agua sin sal y a continuación adicionar de nuevo agua con sal para observar de nuevo lo que sucede.

5. Justificación:

1. Huevo en agua sin sal

El huevo se hunde porque su densidad es mayor que la del agua pura.

2. Huevo en agua con sal

El huevo flota porque la sal disuelta aumenta la densidad del agua.

3. Huevo en agua con una mezcla de agua con y sin sal

Si el agua salada está en el fondo y el agua sin sal en la parte superior (sin mezclarlas completamente), el huevo queda suspendido en el punto donde la densidad del agua iguala la del huevo.

1. Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2014). Physics for Scientists and Engineers (9th ed.). Cengage Learning.

• Explica el principio de flotabilidad de Arquímedes y la relación entre densidad y flotación.

2. Hewitt, P. G. (2014). Conceptual Physics (12th ed.). Pearson.

• Describe experimentos de flotabilidad y la diferencia entre agua dulce y salada en la flotación de objetos.

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Propiedad: Solubilidad y Densidad.

La densidad es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos absolutos o relativos.

La solubilidad es la capacidad de una sustancia, denominada soluto, de disolverse en otra llamada disolvente.​ También hace referencia a la masa de soluto que se puede disolver en determinada masa de disolvente, en ciertas condiciones de temperatura, e incluso presión.

Objetivo:

Elaborar una lámpara de lava casera aprovechando la inmiscibilidad del aceite en agua y sus diferencias entre sus densidades.

Materiales:

Una botella alta transparente.

Agua.

Aceite (puede ser utilizado cualquier aceite incluso usado).

Una tableta efervescente.

Colorante líquido.

Una linterna (opcional).

Procedimiento:

1. Introducir el aceite en el recipiente, hasta por arriba de la mitad.

2. Adicionar una cuarta parte del agua.

3. Adicionar unas gotas de colorante y, por último, la tableta efervescente (puede ser en trozos).

4. Se puede encender una linterna y enfocar al recipiente desde la base para apreciar el experimento.

Justificación:

La densidad es una propiedad física fundamental que describe la cantidad de masa contenida en un volumen determinado de una sustancia. En este experimento, se utilizan dos líquidos con densidades diferentes: agua (que tiene mayor densidad) y aceite (que tiene menor densidad).

El agua y el aceite no se mezclan debido a la diferencia de densidad, lo que se debe a que las moléculas de cada uno interactúan de manera diferente. Este fenómeno proporciona un ejemplo tangible de cómo la densidad afecta el comportamiento de los materiales al ser combinados. En este caso, el aceite siempre flota sobre el agua debido a que es menos denso.

Efecto del Calor sobre la Densidad

La temperatura juega un papel crucial en este experimento, ya que, al aplicar calor en la base de la botella, se modifica la densidad de los líquidos. Cuando el agua se calienta, sus moléculas se mueven más rápido y se separan, haciendo que el agua se vuelva menos densa y ascienda hacia la parte superior. Cuando el agua se enfría, se vuelve más densa y desciende nuevamente.

El aceite y el agua son inmiscibles; es decir, no se mezclan debido a las diferencias en las propiedades químicas de las moléculas de cada líquido. El agua es una sustancia polar, mientras que el aceite es no polar, lo que impide que las moléculas de ambos líquidos se disuelvan entre sí.

Esta falta de solubilidad entre los dos líquidos asegura que el aceite permanezca flotando en la parte superior del agua y que los líquidos se comporten de manera independiente. Esta propiedad es esencial para el funcionamiento del experimento, ya que permite observar el movimiento de los líquidos en forma de burbujas o "gotas" que suben y bajan dentro de la botella, imitando el efecto de la lava.

National Geographic. “Static Electricity Experiments.”

• Disponible en línea: https://www.nationalgeographic.com

• Explica la electricidad estática y cómo se manifiesta en experimentos cotidianos.

Densidad – Alianza B@UNAM, CCH & ENP ante la pandemia. (s. f.). https://alianza.bunam.unam.mx/cch/densidad/

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Capilaridad:

Propiedad vinculada al ascenso o descenso de un fluido al encontrarse en contacto con un cuerpo sólido como una esponja o el suelo.

Objetivo:

Demostrar el movimiento de líquido a través de la expansión de una mancha de tinta.

Materiales:

Un vaso.

Agua.

Tinta con base de agua.

Lápiz.

Cinta adhesiva.

Papel filtro (de cafetera) o absorbente.

Procedimiento:

1. Cortar el papel poroso en forma de una tira de unos 4 cm de ancha y medir la altura del vaso que se utilizará.

2. En la parte inferior del papel, al borde de la zona que se sumergirá en el agua, dibujar una mancha de tinta.

3. Pegar con cinta el papel a un lápiz de tal manera que sujete la tira de papel como se observa en la figura.

4. Introducir el papel en el agua y observar lo que sucede.

Justificación:

La mancha de tinta se expande por el papel debido a dos fuerzas:

Cohesión: Moléculas de agua que arrastran unas a otras

Adhesión: Capacidad del agua de pegarse a las paredes de algún material

Esto hace que la mancha crezca en diferentes direcciones sin necesidad de aplicar presión o fuerza externa. La manera en la que se expande depende de qué tan absorbente es el material.

Fuentes:

1. La capilaridad del agua y cómo funciona. (2016, abril 4). Fundación Aquae. https://www.fundacionaquae.org/aquae-tv-la-capilaridad-del-agua/

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Video de diapositivas Reciclaje Natural Celeste

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Propiedad: Calor específico.

Se entiende por calor específico, a la cantidad de calor que se requiere para que una unidad de una sustancia incremente su temperatura en una unidad de grado Celsius. El calor específico varía de acuerdo al estado físico de la materia, es decir, es distinto si la materia se encuentra en estado sólido, líquido o gaseoso porque su particular estructura molecular incide en la transmisión del calor dentro del sistema de partículas. Lo mismo ocurre con las condiciones de presión atmosférica: a mayor presión, menor calor específico.

Objetivo: Observar y explicar la propiedad de calor específico que presenta la molécula del agua.

Materiales:

1. vela.

2. globos.

3. Agua.

Procediimiento:

1. Infla un globo con aire con un diámetro aproximado de 10 cm.

2. El otro globo llenar con agua a un diámetro de 5 cm y el resto inflar con aire, para que el volumen total sea igual al del globo con aire.

3. Calentar cada uno de los globos con la vela.

4. Observar lo que sucede.

Justificación: Esto se debe a que el caucho del globo sin agua se calienta tanto que se vuelve demasiado débil como para resistir la presión del aire en el interior del globo. Mientras que cuano el agua al interior del gobo se coloca sobre la llama, absorbe más el calor del fuego que el caucho.

Así, la goma del globo se calienta menos y este no se rompe.

Generation Genius. (2021, 18 agosto). Actividad de calor (transferencia de energía térmica): globo irrompible para niños DIY. https://www.generationgenius.com/es/activities/globo-resistente-al-calor-diy/