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29 septiembre 2016

Texto científico: Lavoisier y la teoría del flogisto

El descubrimiento del fuego marco un hito en el desarrollo de la humanidad. Al observar la combustión de diversas sustancias, los antiguos griegos supusieron que todo lo que era capaz de arder contenía dentro de si al elemento fuego y este se liberaba bajo las condiciones apropiadas. Por su parte, los alquimistas atribuyeron la combustibilidad ( la propiedad de arder) de una sustancia al “principio del azufre”. Así pues, las sustancias que contenían tal principio ardían, mientras que las que carecían de el no podían hacerlo.


El químico alemán Georg Ernst Sthal (1660-1734) dio a conocer en 1702 la teoría del flogisto para explicar el fenómeno de la combustión. El flogisto, sustancia misteriosa, invisible e imponderable, estaba contenida en las sustancias combustibles. Cuanto mas flogisto contenía una sustancia, era capaz de arder con mayor facilidad. Al término de la combustión, habiéndose desprendido el flogisto, la sustancia ya no podía arder puesto que se había “desflogisticado”.

Para la mayoría de los científicos de la época, la teoría del flogisto era totalmente acertada puesto que explicaba los cambios que se observan al desarrollarse la combustión, principalmente en lo que se refería a la disminución de la masa original, ya que era menor al que poseía la masa original, ya que era menor al que poseía la muestra original.

¿Cómo se demostró la falsedad de esta teoría?

La respuesta se encuentra en la aplicación incipiente del método científico por uno de los químicos mas importantes de la historia, Antoine Laurent de Lavoisier(1743-1794).

Por aquella época Lavoisier trabajaba trabajaba buscando una mejora de las técnicas del alumbrado publico en Paris. En sus experimentos calentaba algunas muestras de metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados herméticamente, y con una pequeña cantidad de aire; al final se formaba en la superficie una fina capa de metal “calcinado”.

Midió cuidadosamente la masa antes y después del experimento y pudo determinar que no hubo variación alguna considerando el sistema completo (metal, calcinado y aire). Sin embargo, cuando pesó las muestras de metal calcinado notó que su masa se había incrementado. Repitió la experiencia en numerosas ocasiones y obtuvo el mismo resultado. Así concluyó que al contrario de lo que afirmaba la teoría de Sthal, no se había desprendido flogisto de la muestra al arder, sino que había ganado algo de aire. La sustancia en cuestión era el oxígeno.

A raíz de sus observaciones, demostró la falsedad de la teoría del flogisto y enunció la ley de la conservación de la masa, por la cual es conocido ampliamente.

Responde al cuestionario:
  1. Para los griegos, ¿qué era el fuego? 
  2. ¿Cómo explicaban los alquimistas el fuego?
  3. ¿Quién creó la teoría del flogisto? ¿Qué explicaba?
  4. Lavosier demostró la falsedad de la teoría del flogisto.
    • ¿Por qué crees que aplicó el método científico?
    • ¿Cómo demostró la falsedad de la teoría?
    • ¿Qué ley científica enunció Laavosiier? 

Ampliación: El péndulo de Foucault

El péndulo de Foucault, ideado por el físico francés Jean Bernard-Leon Foucault en 1851, constituye un elegante experimento que demuestra la rotación de la Tierra. Foucault suspendió en el Panteón de París un cuerpo de 28 kg de peso y 67 m de longitud.
Observa estos videos sobre dicho experimento. En el segundo video, unos alumnos diseñaron un experimento que explica cómo dos observadores distintos ven de diferente manera el movimiento del péndulo.

Además, podrás entender cómo construir uno casero, accediendo al siguiente enlace:

CONSTRUYE UN PÉNDULO DE FOUCAULT CASERO 



28 septiembre 2016

UD 0 Vídeo: El Método científico y el Péndulo simple

Vídeo educativo realizado por los alumnos de 4º de ESO del IES "Antonio Mª Calero" de Pozoblanco (Córdoba) en el curso 2004-2005 y reeditado en Agosto de 2008. Se muestran las etapas de una investigación científica a nivel se secundaria elaborando las "Leyes que permiten obtener el periodo de un péndulo simple"

La grabación que se muestra, en el siguiente enlace, recoge de forma sintética el proceso seguido para investigar de qué factores depende el periodo de oscilación de un péndulo simple (T) y cuál es la relación matemática que los liga. En esta primera unidad del curso (4º de E.S.O.) y con ella se trata de ilustrar la forma de trabajar de los científicos.


Recursos: Variables que influyen en el período de oscilación de un péndulo

Accede a la siguiente presentación de diapositivas para que tengas claro cómo ha de hacerse la investigación:
 
Puedes descargar los dos archivos siguientes como ejemplo de la investigación. Se trata del trabajo de un alumno:

Trabajo de investigación de un alumno (archivo 1) 

Trabajo de investigación de un alumno (archivo 2) 

UD 0 Proyecto de investigación: Variables que influyen en el período de oscilación de un péndulo

La actividad 6 de la Tarea 1 (Unidad 0) consiste en realizar un proyecto de investigación: ¿De qué variables depende el período de oscilación de un péndulo?

Puedes acceder al documento, y descargarlo.

Unidad 0 La actividad científica. Tarea 1.- El conocimiento y el método científico

En nuestra sociedad, si queremos tener un mínimo de control sobre los que nos afecta, si queremos tener opiniones fundadas sobre los grandes temas que nos preocupan (cambio climático, ahorro energético, el problema o la contaminación del agua, clonación…) necesariamente hemos de aprender algo sobre la Ciencia.

Nuestro mundo es como es, en parte, por el progreso científico y si queremos llegar a entender algo de él, no podemos ser “analfabetos científicos”. Ese es uno de los grandes objetivos de la enseñanza de las ciencias – y en concreto, de la Física y Química: la alfabetización científica. No se trata de que seas un científico, ni siquiera que las ciencias sean lo que más te guste, pero resulta imprescindible para tu formación como persona que conozcas que es eso que denominamos Ciencia, su modo de trabajar, sus principales logros y ciertas bases (leyes) científicas. Recordarás que este modo de alcanzar conocimiento se denomina método científico, aunque no es el único modo de alcanzar conocimiento.

TAREA DE APRENDIZAJE 1.-

Realiza las siguientes actividades, que te van a permitir valorar la importancia del conocimiento científico y la necesidad de utilizar el método científico.

Actividad 1.- Esta actividad se realiza en pequeños grupos.

Debate en pequeños grupos de las siguientes cuestiones. Después, se expone al resto de la clase.

a) ¿Qué entiendes por cultura general? ¿Crees que el conocimiento científico forma parte de ella? ¿Por qué?

b) Si recuerdas las fases del método científico, ¿se trata de una serie de pasos a seguir para llegar a un conocimiento verdadero?

c) La medida de cualquier magnitud física conlleva una incertidumbre. ¿Sabrías explicar esto con un ejemplo?

d) ¿Conoces alguna ley física? ¿La sabrías expresar verbal y matemáticamente?


En esta unidad vamos a trabajar:
  • Cómo se plantea una investigación. Ejemplo: variables que influyen en el periodo de oscilación de un péndulo.
  • Uso de magnitudes, expresando correctamente las medidas con la incertidumbre o errores, obtención de una ley física: ecuaciones y gráficas.
  • Diseño de un proyecto de investigación
  • Orientaciones de cómo afrontar un problema de física y química.
Actividad 2.- Expresa las distintas fases o etapas del método científico.
Actividad 3.- Dos de las leyes fundamentales de la química son la ley de conservación de la masa o de Lavoisier y la ley de las proporciones definidas o de Proust. Ambas son leyes empíricas que describen el comportamiento de la materia en las reacciones químicas. Para explicar estas leyes y otras Dalton propuso la primera teoría atómica de la materia. Responde:

a) Investiga quienes fueron Lavoisier, Proust y Dalton.

b) ¿Qué queremos decir con leyes empíricas?

c) Investiga cómo se expresan las leyes de Lavoisier y Proust.

d) ¿Recuerdas lo que dice la teoría atómica de Dalton? ¿Por qué no podemos decir ley atómica de Dalton?

e) ¿Sabrías indicar la diferencia entre ley científica y teoría científica.


Actividad 4*.- Análisis de un texto científico
Actividad 5*.- Análisis de artículos con rigor científico, para distinguir ciencia de pseudociencia, o que son los experimentos mentales (el experimento mental de Galileo, el cañón orbital de Newton…).

Actividad 6*.- Proyecto de investigación: ¿De qué variables depende el período de oscilación de un péndulo?

*Estas actividades se realizan en documentos entregados aparte