www.vicensvives.comwww.vicensvives.com
ESPAI 1Ciències de la naturalesa
Primer curs
ESPAI 1ESPAI 1
Índex
L’Univers i el Sistema Solar03
La matèria: volum, massa i densitat02
La matèria i els materials01 L’escorça terrestre07
La Terra, un planeta viu08
La diversitat dels éssers vius09
La Terra i la Lluna04
L’atmosfera05
La hidrosfera06
10
El regne animal (I). Els invertebrats11
El regne animal (II). Els vertebrats12
El regne vegetal
ESPAI 1ESPAI 1
La matèria i els materials
4. Substàncies pures i mescles
3. Àtoms i molècules
2. Els canvis d’estat
1. Els estats de la matèria i les seves propietats
01
5. Els materials
6. Materials de gran interès
ESPAI 1ESPAI 1
Introducció
• Tots els objectes que veus al teu voltant tenen alguna cosa en comú: estan fets de matèria.
• La matèria es troba en tres estats: sòlid, com el glaç; líquid, com l’aigua, i gasós, com el vapor d’aigua.
• La composició de la matèria és variable; per això , existeix una quantitat enorme de substàncies. Les substàncies que serveixen per fabricar objectes s’anomenen materials.
• Segons les seves propietats, un material serà més adequat que un altre per fabricar un objecte determinat.
01
ESPAI 1ESPAI 1
1. Els estats de la matèria i les seves propietats
1.1. La matèria
1.2. Els estats físics de la matèria
1.3. Propietats dels estats de la matèria
01
ESPAI 1ESPAI 1
1.1. La matèria
• Tots els cossos de la natura estan formats per matèria, inclosos nosaltres mateixos. El ferro o l’oli, per exemple, estan formats per matèria.
• Cada tipus de matèria posseeix unes propietats característiques i s’anomena substància. Per exemple, tant el ferro com l’oli són substàncies.
01
ESPAI 1ESPAI 1
1.2. Els estats físics de la matèria
• A la natura hi trobem la matèria en tres estats: sòlid, líquid i gasós.
• Les pedres, les taules o els plats són durs, no canvien de forma a no ser que es trenquin. Són sòlids.
• L’aigua, la llet o l’oli canvien de forma en canviar de recipient. Tenen en comú que són líquids.
• L’aire contingut en un globus pot canviar de forma si el globus es comprimeix o es trenca. En aquest darrer cas, la substància s’escapa i n’augmenta el volum. Són els gasos.
01
ESPAI 1ESPAI 1
1.3. Propietats de l’estat de la matèria
• La matèria en estat sòlid. El seu volum és constant i la seva forma és invariable.
• La matèria en estat líquid. El seu volum és constant i la seva forma és variable.
• La matèria en estat gasós. El seu volum i la seva forma són variables.
01
ESPAI 1ESPAI 1
2. Els canvis d’estat
2.1. Els canvis d’estat de l’aigua
2.2. Els canvis d’estat i la seva relació amb la calor
01
ESPAI 1ESPAI 1
2.1. Els canvis d’estat de l’aigua
• Hi ha substàncies que, depenent de les condicions, poden presentar-se en els tres estats i canviar de l’un a l’altre. L’exemple més clar és el de l’aigua.
• El pas de l’aigua líquida a sòlida, és a dir, glaç, es produeix quan es refreda fins a una temperatura de 0°C. També es pot produir a l’inrevés: el glaç passa a aigua líquida, es fon, a 0°C
• El pas de l’aigua en estat líquid a aigua en estat de vapor es produeix en escalfar l’aigua fins que entra en ebullició, bull, a la temperatura de 100°C i es vaporitza.
01
ESPAI 1ESPAI 1
2.2. Els canvis d’estat i la seva relació amb la calor
• Hi ha d’altres substàncies que també poden canviar d’estat. Aquests canvis es produeixen mitjançant la intervenció de la calor: escalfant o refredant.
• Els passos de sòlid a líquid, fusió, i de líquid a gas, vaporització, necessiten absorbir calor perquè es produeixin.
• Els passos de gas a líquid, condensació, i de líquid a sòlid, solidificació, necessiten que la substància cedeixi calor per produir-se.
01
ESPAI 1ESPAI 1
3. Àtoms i molècules
3.1. L’àtom
3.2. Les molècules
3.3. Els elements químics
4.4. Els compostos
01
ESPAI 1ESPAI 1
3.1. L’àtom
• La matèria està constituïda per unes peces bàsiques anomenades àtoms.
• Tambén sabem que els àtoms són divisibles i que contenen tres tipus de partícules al seu interior: els protons, els neutrons i els electrons.
01
ESPAI 1ESPAI 1
3.2. Les molècules
• En algunes substàncies, els àtoms formen agrupacions que es denominen molècules.
• Les molècules d’algunes substàncies estan formades per àtoms iguals, com les molècules d’hidrogen o d’oxigen, en què els àtoms s’uneixen de dos en dos.
01
ESPAI 1ESPAI 1
3.3. Els elements químics
• Moltes de les substàncies pures que trobem a la natura estan formades per una infinitat d’àtoms iguals, com ara l’or o l’argent. Aquestes substàncies s’anomenen elements químics.
• Actualment es coneixen uns 115 elements químics: 90 es troben a la natura (elements naturals) i 25 s’han elaborat als laboratoris (elements artificials).
• Cada element químic té un nom que l’identifica i un símbol químic que el representa.
01
ESPAI 1ESPAI 1
3.4. Els compostos01
• També hi ha substàncies com l’aigua (H2O), el clorur sòdic (NaCl), etc. que tenen àtoms diferents perquè estan formats per dos o més elements amb una proporció constant i determinada.
• Aquestes substàncies s’anomenen compostos.
ESPAI 1ESPAI 1
4. Substàncies pures i mescles
4.1. Substàncies pures i mescles
4.2. Mescles homogènies i heterogènies
01
ESPAI 1ESPAI 1
4.1. Substàncies pures i mescles
• Les substàncies pures són elements, com el ferro, i compostos, com el sucre, del qual no varien ni la composició ni les propietats.
• Altres substàncies, com l’aigua del mar, la llet o la xocolata, estan formades per diversos elements o compostos en proporcions variables. Aquestes substàncies s’anomenen mescles.
01
ESPAI 1ESPAI 1
4.2. Mescles homogènies i heterogènies
• Algunes mescles, com l’aigua del mar, tenen molts components. Aparentment, aquests components no es poden distingir, ja que es tracta d’una mescla homogènia.
• A la sopa, però, sí que hi distingim a simple vista que està formada per diversos components; es tracta d’una mescla heterogènia.
01
ESPAI 1ESPAI 1
5. Els materials
5.1. Què són els materials?
5.2. Propietats dels materials
5.3. Els nous materials
01
ESPAI 1ESPAI 1
5.1. Què són els materials?
• Les substàncies que serveixen per construir objectes normalment s’anomenen materials.
• Els materials naturals són els que es troben a la natura. S’anomenen també matèries primeres (la fusta, la seda, el cuir, etc) .
• Els materials artificials són aquells que l’ésser humà fabrica a partir dels naturals (paper, vidre, plàstic…).
01
ESPAI 1ESPAI 1
5.2. Propietats dels materials
Algunes de les més característiques són:
• Duresa
• Elasticitat
• Lleugeresa
• Conductivitat tèrmica i aïllament tèrmic
• Impermeabilitat a l’aigua
• Fragilitat i resistència
• Conductivitat i aïllament elèctric
01
ESPAI 1ESPAI 1
5.3. Els nous materials
• En els darrers anys han adquirit una gran importància certs materials que, a causa de les seves propietats especials, han revolucionat les telecomunicacions, l’alta tecnologia, etc.
• Alguns d’aquests materials són: fibra de carboni, superconductors, semiconductors i fibra de vidre.
01
ESPAI 1ESPAI 1
6. Materials de gran interès
6.1. Els metalls
6.2. Paper i cartró
6.3. Ceràmica
6.4. Vidre
6.5. Plàstics
6.6. Fibres tèxtils
01
ESPAI 1ESPAI 1
6.1. Els metalls
• Els metalls són materials d’ús comú. Sense ells no seria possible transportar l’electricitat, edificar ponts i grans edificis o fabricar cotxes, avions, etc.
• Els metalls s’extreuen dels minerals mitjançant tècniques metal·lúrgiques.
• La majoria dels metalls que utilitzem són aliatges, és a dir, dissolucions d’un element, que pot ser metall o no, en un metall.
01
ESPAI 1ESPAI 1
6.2. Paper i cartró
• El paper i el cartró es fabriquen a partir de la cel·lulosa, que s’obté de la fusta dels arbres.
• El paper reciclat s’obté a partir de paper usat i els processos de fabricació que requereix són menys contaminants.
01
ESPAI 1ESPAI 1
6.3. Ceràmica
• S’anomena ceràmica els objectes modelats amb argila i que després es couen a temperatures molt altes.
• L’argila és una mescla de minerals que forma una massa modelable en afegir-hi una certa quantitat d’aigua.
01
ESPAI 1ESPAI 1
6.4. Vidre
• El vidre és un material sòlid, fràgil i transparent amb què es fabriquen gots, ampolles, taules, lents, etc.
• Es fabrica a partir de l’arena (sílice), a la qual s’afegeixen d’altres productes químics.
• La mescla es fon en forns a uns 1700°C. Després se li dóna forma en estat plàstic (que es pot modelar).
• Els recipients de vidre són molt recomanables per envasar productes alimentaris perquè el vidre no els altera i és durador.
01
ESPAI 1ESPAI 1
6.5. Plàstics
• Els plàstics són productes que s’obtenen a partir de derivats del petroli.
• En escalfar la matèria primera, s’aconsegueix una pasta tova que pren la forma que es desitgi, premsant-la en motlles i després refredant-la.
• Les aplicacions dels plàstics són molt nombroses. Els seus avantatges es troben en el preu, els colors variats, la lleugeresa, la resistència, la impermeabilitat, etc.
01
ESPAI 1ESPAI 1
6.6. Fibres tèxtils
• Les fibres tèxtils són materials que es poden filar, és a dir, posar en forma de fil.
• Amb les fibres es fabriquen molts tipus de teixits.
• Hi ha fibres naturals, com la seda, el cotó i la llana.
• Les fibres artificials, o sintètiques, estan fabricades a partir de derivats del petroli, Són el niló, la lycra, el polièster, etc.
01