EL MÉTODO CIENTÍFICO

Profesor Juan SanmartínFísica y Química

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Fenómenos Físicos.

Al aplicarle calor al agua, disuelve mejor ciertas sustancias como el azucar.

En estos procesos las sustancias no se transforman en otras distintas de las iniciales. Se trata de fenómenos físicos.Este tipo de fenómenos es objeto de estudio de la física.

La Física es la ciencia que estudia los fenómenos físicos, es decir, aquellos cambios en los cuerpos materiales por los que las sustancias no se transforman en otras nuevas.

La Química es la ciencia que estudia los fenómenos químicos, es decir, las transformaciones que pueden experimentar las sustancias, así como su composición, estructura y propiedades.

En estos procesos , donde una o varias sustancias se transforman en otras distintas de las iniciales. Se trata de fenómenos químicos.Este tipo de fenómenos es objeto de estudio de la física.

El hierro, colocado a la intemperie, se oxida y pierde sus propiedades iniciales.

Fenómenos Químicos.

Fenómenos Físicos y Químicos.

La madera al arder es un proceso químico

La difracción de la luz en las gotas de lluvia que provoca el Arco Iris proceso físico

La congelación del agua es un proceso físico

El Método Científico

Consta de las siguientes etapas:

Observación

Formulación de hipótesis

Experimentación

Extracción de conclusiones

Comunicación de los resultados

Observación

La observación consiste en examinar atentamente los hechos y fenómenos que tienen lugar en la naturaleza y que pueden ser percibidos por los sentidos.

Ejemplo.- al introducir agua muy caliente en una botella, la botella aumenta la temperatura. Si tapamos la botella con un globo (después de retirar el agua) nos damos cuenta de que cuanto más se enfría la botella mas se hincha y se introduce el globo en la botella. A menor temperatura menor volumen queda de aire dentro de la botella.El científico deberá tomar nota de todos los detalles que pudieran tener transcendencia en el hecho observado. Así, anotará la presión del gas, la cantidad de gas que hay en el recipiente, las temperaturas inicial y final, los volúmenes inicial y final…

Formulación de Hipótesis

Formular una hipótesis.- Es el proceso más creativo, tenemos que elaborar una explicación provisional de los hechos observados y de sus posibles causas. Es un proceso del intelecto.

El científico formula la siguiente hipótesis que explica lo sucedido

El volumen que ocupa una determinada cantidad de gas a presión constante disminuye al disminuir la temperatura.

Experimentación

Experimentación.- consiste en reproducir y observar varias veces el hecho o fenómeno que se quiere estudiar, modificando las circunstancias que se consideren convenientes.

Durante la experimentación, los científicos acostumbran a realizar diversas medidas de diferentes magnitudes físicas. Des esta forma se puede estudiar qué relación existe entre una magnitud y otra.

En nuestro caso particular deseamos saber que relación existe entre el volumen y la temperatura del gas contenido en un recipiente, a presión constante. En la experiencia aumentaremos poco a poco la temperatura y tomaremos nota de los valores de temperatura y volumen de gas en cada instante.

A continuación, y como norma general e importante, debemos organizar los datos en tablas y representarlos gráficamente para observar la tendencia.

La temperatura se regula mediante el calentador y se lee en el termómetro. El volumen de gas se lee en la escala.

285 295 305 315 325 335 345 3550.684000000000001

0.734000000000001

0.784000000000001

0.834000000000001

0.684000000000001

0.72

0.756

0.792

0.828

0.864

Temperatura (K) Volumen (L)285 0,684300 0,72315 0,756330 0,792345 0,828360 0,864

Es muy importante recoger los datos de un experimento en una tabla. Las tablas ayudan a relacionar magnitudes físicas que intervienen en el experimento.

Representaciones GráficasSon mu importantes porque en ellas podemos visualizar la relación entre las magnitudes físicas del experimento.Las gráficas se pueden representar en programas de Hoja de Cálculo donde también construiremos la tabla a partir de la cual representaremos la gráfica.En cada uno de los ejes se colocarán las magnitudes que se pretenden representar. Se utilizará una escala adecuada.En este caso hemos representado la temperatura en el eje de abscisas y el volumen en el eje de ordenadas.Comprobaremos si la gráfica corresponde a una recta. En caso afirmativo…De la gráfica se deduce la ecuación de la recta. En el caso del ejemplo la ecuación será…

Organización de los datos Experimentales en Tablas y Gráficas

Volu

men

(litr

os)

Temperatura (Kelvin)

Volumen - Temperatura

Extracción de Conclusiones

La extracción de conclusiones consiste en la interpretación de los hechos observados de acuerdo con los datos experimentales.

A veces se repiten ciertas pautas en todos los hechos y fenómenos que observamos. En este caso enunciaremos una Ley. Una ley científica es la formulación de las regularidades observadas en un hecho o fenómeno natural. Por lo general se puede expresar matemáticamente.Las Leyes científicas se integran a su vez en Teorías. Una Teoría científica es una explicación global de una serie de observaciones y leyes interrelacionadas.

¿No os habéis fijado como un balón de plástico al dejarlo al Sol hincha sin tener que inflarlo?

Extracción de Conclusiones

Nuestro caso, el ejemplo que acabamos de ver, confirma la hipótesis que enunciamos en su momento. Dicha hipótesis llevó a la que actualmente conocemos como Ley de Charles y Gay –Lussac, enunciada de forma independiente por dos científicos de los que lleva sus nombres, el físico francés Jacques Alexandre César Charles (1746-1823) y el químico también francés Joseph Louis Gay- Lussac (1778-1850) y dice lo siguiente:

“Para una cantidad fija de gas a presión constante, el cociente entre su volumen y su temperatura es una constante cuyo valor depende de la cantidad y la temperatura del gas, pero no de su naturaleza.”

cteTV

atemperatur

volumen Cuidado, la temperatura en Kelvin

Cuando un científico enuncia o perfecciona una ley, o constata un hecho experimental, da a conocer su trabajo mediante un informe científico.Este informe debe incluir todas las etapas del trabajo científico: las observaciones, el planteamiento de hipótesis, los datos experimentales convenientemente organizados y la interpretación de resultados, si es oportuno como una ley científica.

Comunicación de Resultados

Fin de Tema

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