Relación Masa - Volumen

Experiencia para enseñar la Relación entre Masa y Volumen

¿Cuál es la relación que se establece entre masa y volumen de un cuerpo que permita determinar una característica física de la materia?

Actividades presentadas por los
profesores:Lidia Inalaf , Sylvia León , Verónica Magne , Mario Silva  y Cecilia Vilches

TEMA:	Densidad
OBJETIVO:	Establecer que la relación entre masa y volumen, llamada densidad, es una propiedad característica de la materia.  Aplicar el concepto de densidad a situaciones de la vida cotidiana.
TIEMPO:	90 Minutos

Conocimientos previos:

• Noción de masa y volumen
• Manejar adecuadamente las unidades de medidas para masa y volumen
• Utilizar adecuadamente material de laboratorio para medir masa y volumen de cuerpos regulares e irregulares
• Tabulación de datos Cargas eléctricas en la materia.

En este ciclo de aprendizaje los alumnos revisarán los conceptos de masa, volumen y su medición. A través de la
Guía del Alumno 1 recogen datos de la masa y volumen de varios trozos de metal. Basándose en los datos recogidos por los distintos grupos, la profesora guiará una discusión para formular la definición de densidad y luego los alumnos compararán los resultados obtenidos con la Tabla Periódica para inferir los metales con que
trabajaron. En la Guía del Alumno 2, los alumnos aplican el concepto de densidad a otros objetos, diseñando un experimento. Se incluyen actividades de evaluación individual y grupal.

GUIA
DEL PROFESOR

¿Cuál es la relación que se establece entre masa y volumen de un cuerpo que permita determinar una característica física de la materia?

I. EXPLORACIÓN

Materiales para la demostración del profesor

• 1 piedra que quepa en una probeta
• 1 probeta llena con agua
• 1 balanza 

Materiales por grupoNota al profesor: El profesor dispondrá de los siguientes materiales por grupo. Es importante que los trozos de los metales sean de diferentes tamaños y masa para que los alumnos vean que independiente del tamaño y la masa, la densidad de cada metal es constante. Asegúrese que en cada grupo haya al menos una Calculadora que traen los alumnos

• 1 Balanza
• 1 Probeta
• Un vaso con tres trozos de cobre, rotulado vaso A
• 2 Trozos de cobre de forma irregular
• 1 Trozo de cobre de forma regular
• Un vaso con tres trozos de aluminio, rotulado vaso B
• 2 Trozo de aluminio de forma irregular
• 1 Trozo de aluminio de forma regular
• Un vaso con tres trozos de plomo, rotulado vaso C
• 2 Trozos de plomo de forma irregular
• 1 Trozo de plomo de forma regular
• 1 Tabla Periódica que especifique la densidad de cada elemento
• 1 Fuente con agua 550 ml 

Procedimiento

1. El profesor repasa los conceptos de masa y volumen de los cuerpos sólidos regulares e irregulares planteando las siguientes
   preguntas:
   ¿Qué sólidos regulares conocen? Citan ejemplos¿Qué sólidos irregulares conocen? Citan ejemplos
   
   /li>
   
2. El profesor repasa los procedimientos la medición de masa y volumen a través de la demostración de masar y medir el volumen de una
   piedra.


3. El profesor solicita a los grupos de 5 alumnos designar los roles:
   • Encargado de materiales es el que retira la guía y los materiales
   • Investigador 1 masa y mide volumen de las muestras en el vaso A
   • Investigador 2 masa y mide volumen de las muestras en el vaso B
   • Investigador 3 masa y mide volumen de las muestras en el vaso C
   • Registrador, calcula la relación masa volumen e informa los resultados al grupo


4. Mientras los alumnos realizan la Guía del Alumno 1 el profesor supervisa el desarrollo de ésta, verificando que todos los grupos realicen la actividad de acuerdo a las instrucciones.

II. DESARROLLO CONCEPTUAL

1. El profesor construye una tabla en la pizarra, con las medidas de masa, volumen y el cálculo de la relación entre masa y volumen que obtuvieron los grupos de trabajo. A cada grupo se le pide que informe los datos recogidos para uno de los trozos del vaso A(elegido alazar).

   TABLA DE DATOS
   Grupo de Alumnos	Vaso	Masa (gr)	Volumen (ml)	Masa/VolumenGr/ml
   1	A
   2	A
   3	A
   4	A
   5	A
   6	A
   7	A
   8	A
   9	A

    
2. El profesor introduce el concepto de densidad, formulando las siguientes preguntas:La masa de todas los trozos en los vasos A no era la misma, el volumen de cada trozo tampoco era igual, sin embargo la relación masa/volumen es una constante entre los grupos. (nota al profesor: por errores de medición se pueden dar pequeñas variaciones entre los grupos).
   Pida a los alumnos que examinen los registros en sus Tablas del Vaso B y el Vaso C.
   li>¿Qué conclusiones sacan respecto de la relación masa/volumen para los trozos en la Tabla del vaso B?
   1. ¿Qué conclusiones sacan respecto de la relación masa/volumen para los trozos en la Tabla del vaso C?
   2. ¿Por qué creen Uds. que la constante que calculamos para los metales en los vasos A no es igual a la que calculamos los vasos B y no es igual a la que calculamos para los vasos C?
   La relación masa y volumen se llama densidad, representado por la fórmula:
   D=m/v

   DENSIDAD es la relación que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo y es una propiedad característica de la materia. Un material, independiente de su tamaño y masa, siempre presenta la misma densidad (dentro del error de medición ). Por ejemplo, la densidad de un metal es siempre distinta a la densidad de otro metal. Entonces la densidad es una propiedad física que nos permite distinguir entre un metal y otro.

    
3. Se indica a los alumnos que en la Tabla Periódica encuentren un valor los más cerca posible a la densidad que ellos encontraron para metales en el Vaso A, luego para el vaso B y el vaso C. Usando los valores de densidad para cada elemento de la Tabla Periódica, se les indica que infieren el nombre del metal que estaba en cada uno de los vasos A, B, y C.
4. El profesor verifica los resultados de las comparaciones entre el valor obtenido y el valor en la Tabla Periódica realizadas por los alumnos.Nota al profesor: El profesor hace notar que los metales medidos por ellos pueden ser aleaciones, por lo tanto, los valores de las densidades no coincidirán en forma exacta con los valores que aparecen en la Tabla Periódica.

III. APLICACIÓNEl profesor solicita a los alumnos realizar la actividad en la guía del alumno:IV. EVALUACIÓN Nota al profesor: Antes de usarlos como una actividad de evaluación, asegúrese que los alumnos saben construir mapas conceptuales Evaluación grupal

• Los alumnos elaboran un mapa conceptual que incluya los siguientes términos y conceptos: probeta, sólidos, masa, volumen, gramos, mililitros, densidad, tabla periódica, balanza, d=m/v. 

Evaluación individual 

• Los alumnos resuelven el siguiente problema 

• Tenemos dos sillas de diferente tamaño, fabricadas de la misma madera. La silla “a” es pequeña y la silla”b” es grande.
• Al comparar las densidades de ambas sillas, ¿qué descubrirías? Fundamenta tu respuesta. 

Guía del Alumno 1

Consejos para un buen trabajo en equipo Respeta la organización establecida.  Respeta la opinión de los demás.  No temas en dar tu opinión.  Trabaja en forma cooperativa

Materiales entregados por el profesor:

• 1 Balanza
• 1 Probeta
  
• Un vaso con tres trozos de metal, rotulado vaso A
• Un vaso con tres trozos de metal, rotulado vaso B
• Un vaso con tres trozos de metal rotulado vaso C
• 1 Tabla Periódica que especifique la densidad de cada elemento
• 1 Fuente con agua 550 ml 

Material que traen los alumnos 

• Calculadora (al menos una por grupo)

Procedimiento

1. El encargado de cada grupo retira materiales y las guías, reparte una guía por alumno y los vasos al investigador correspondiente
   
2. El grupo observa los diferentes grupos de metales y anota características como color y textura en la siguiente tabla.

   TABLA DE REGISTRO
   VASO	COLOR	TEXTURA
   A
   B
   B

    
3. Investigador 1 masa y mide volumen de los trozos en el vaso A, los compañeros registran en sus guías los resultados
4. Investigador 2 masa y mide volumen de los trozos en el vaso B, los compañeros registran en sus guías los resultados
5. Investigador 3 masa y mide volumen de los trozos en el vaso C, los compañeros registran en sus guías los resultados
6. Una vez recogido los datos para cada trozo, el Registrador calcula la relación masa/volumen, le entrega la información al grupo para que la escriban en su Tabla y luego a la profesora cuando lo solicite
   

   TABLA DE DATOS
   Grupo de Alumnos	Vaso	Masa (gr)	Volumen (ml)	Masa/Volumen Gr/ml
   A	1
   A	2
   A	3
   B	1
   B	2
   B	3
   C	1
   C	2
   C	3

Después de la discusión del grupo curso con la profesora 

• Escribe en tus propias palabras una definición para el concepto de densidad
• Ordena los metales A, B y C desde el más denso al menos denso. Explica la información que usaste para ordenarlos.
• ¿En base a las densidades de los elementos de la Tabla Periódica, infiere el nombre de cada uno de los metales en cada vaso

VASO A VASO B VASO C

Guía del Alumno 2

Materiales:

• Equipamiento necesario para masar y medir volumen

Procedimiento

1. De tu estuche, selecciona dos objetos hechos de un material distinto (estos deben caber en una probeta).
2. Formula una predicción acerca de cuál de los dos tiene mayor densidad. Justifica tu predicción.
   
3. Diseña un experimento que permita confirmar tu predicción, utilizando adecuadamente los instrumentos de laboratorio.
   
4. Diseña una tabla que te permita registrar los datos necesarios para comprobar tu predicción.
5. Recoge los datos y regístralos en la tabla
   
6. En base a los datos obtenidos, comprueba o rechaza tu predicción fundamentando tu decisión y elaborando una conclusión.

Escribe 

1. Los objetos seleccionados son ____________________ y _____________________.
   
2. Mi predicción es que _________________________es el objeto más denso.
   
3. El procedimiento que seguiré para comprobar mi predicción consisten en los siguientes pasos
4. Diseña tu Tabla de Datos
5. Los datos recogidos me llevan a la siguiente conclusión 
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