Densidad del agua

Materiales

• Agua
• Dos cubos o recipientes grandes idénticos

Preparación del maestro

• Llena un balde hasta la mitad y agrega solo aproximadamente 1 vaso de agua al otro.

Procedimiento

1. Designa un alumno para que levante ambos baldes de agua.
2. Pregunta al voluntario qué balde parece tener más masa.

Resultados esperados

El balde que contiene más agua tiene más masa.

Pregunta a los alumnos:

• En las Lecciones 1 y 2, descubrieron la densidad de los sólidos midiendo su masa y volumen. ¿Creen que un líquido, como el agua, puede tener densidad?
  Los alumnos deben darse cuenta de que el agua tiene volumen y masa. Debido que D = m/v, el agua también debe tener densidad.
• ¿Cómo podrían encontrar la densidad de un líquido como el agua?
  No se espera que los alumnos puedan responder esta pregunta en su totalidad en este momento. Pretende ser una introducción a la investigación. Pero los alumnos pueden darse cuenta de que, de alguna manera, deberían poder encontrar la masa y el volumen del agua.
• ¿Podrá ser que las dos cantidades de agua que levantó tu compañero, la pequeña y la grande, tengan la misma densidad?
  Es posible que los alumnos señalen que el balde con más agua tiene más masa, pero un mayor volumen. El balde con menos masa tiene menos volumen. Por lo tanto, es posible que diferentes cantidades de agua tengan la misma densidad.

Entrega a cada alumno una hoja de actividades.

• Lección 3.3 Hoja de Actividades PDF | DOCX | Google Doc
• Lección 3.3 Respuestas de la Hoja de Actividades PDF | DOCX | Google Doc

Descarga la hoja de actividades y distribuya una por alumno.

Ver todas las descargas

La hoja de actividades servirá como el componente de evaluación de cada plan de lección 5-E. Las hojas de actividades son evaluaciones formativas del progreso y la comprensión de los alumnos. Al final de cada capítulo se incluye una evaluación sumativa más formal.

Los alumnos registrarán sus observaciones y responderán preguntas sobre la actividad en la hoja de actividades. Las secciones Explícalo con átomos y moléculas y Aprende más de la hoja de actividades se completarán en conjunto con la clase, en grupos o individualmente, según tus instrucciones. Mira la versión para el maestro de la hoja de actividades para encontrar las preguntas y respuestas.

Diles a los alumnos que van a intentar encontrar la densidad del agua.

Pregunta para investigar

¿Las diferentes cantidades de agua tienen la misma densidad?

Materiales para cada grupo

• Cilindro graduado, 100 ml
• Agua
• Balanza que mida en gramos (capaz de medir más de 100 g)
• Gotero

Resultados esperados

La densidad del agua debe ser cercana a 1 g/cm³. Esto es cierto para 100, 50 o 25 ml.

Pregunta a los alumnos:

• Observen los valores de densidad de la tabla. ¿La densidad de los diferentes volúmenes de agua es aproximadamente la misma?
  Ayuda a los alumnos a ver que la mayoría de los valores diferentes para la densidad están cerca de 1 g/cm³. Pueden preguntarse por qué sus valores no son exactamente 1 g/cm³. Podría deberse a imprecisiones en la medición. Otro motivo es que la densidad del agua cambia con la temperatura. El agua es más densa a 4 °C y a esa temperatura tiene una densidad de 1 g/cm³. A temperatura ambiente, alrededor de 20 °C a 25 °C, la densidad está en torno de los 0.99 g/cm³.
• ¿Cuál es la densidad del agua en g/cm³?
  Las respuestas de los alumnos variarán, pero sus valores deberían ser próximos a 1 g/cm³ en su mayoría.

Ayuda a los alumnos a hacer un gráfico de los datos en su hoja de actividades. El eje x debe corresponder al volumen; el eje y a la masa.

Cuando los alumnos grafican sus datos, debe haber una línea recta que muestre que a medida que aumenta el volumen, la masa aumenta en la misma cantidad.

Pregunta a los alumnos:

• Utilicen su gráfico para encontrar la masa de 40 ml de agua. ¿Cuál es la densidad de este volumen de agua?
  La masa de 40 ml de agua es de 40 gramos. Dado que D = m/v y ml = cm³, la densidad del agua es de 1 g/cm³.
• Elijan un volumen de entre 1 y 100 ml. Usen sus gráficos para encontrar la masa. ¿Cuál es la densidad de este volumen de agua?
  Ya sea que los alumnos pesen 100, 50, 25 ml o cualquier otra cantidad, la densidad del agua siempre será de 1 g/cm³.

Diles a los alumnos que la densidad es una propiedad característica de una sustancia. Esto significa que la densidad de una sustancia es la misma independientemente del tamaño de la muestra.

Pregunta a los alumnos:

• ¿La densidad es una propiedad característica del agua? ¿Cómo lo saben? 
  La densidad es una propiedad característica del agua porque la densidad de cualquier muestra de agua (a la misma temperatura) es siempre la misma. La densidad es de 1 g/cm³.

Proyecta la imagen Densidad del agua.

Todas las moléculas de agua tienen la misma masa y tamaño. Las moléculas de agua también están muy apretadas entre sí. Se agrupan de la misma manera a lo largo de toda una muestra de agua. Por lo tanto, si un volumen de agua tiene una determinada masa, el doble del volumen tendrá el doble de la masa, el triple del volumen tendrá el triple de masa, etc. Independientemente del tamaño de la muestra de agua que se esté midiendo, la relación entre la masa y el volumen siempre será la misma. Debido a que D = m/v, la densidad será la misma para cualquier cantidad de agua.

Proyecta la animación Agua líquida.

Las moléculas de agua siempre están en movimiento. Pero, en promedio, se agrupan de la misma manera en toda su extensión. Por lo tanto, la relación entre la masa y el volumen es la misma, lo que hace que la densidad sea la misma. Esto es cierto independientemente del tamaño de la muestra o del lugar de donde selecciones la muestra.

Da tiempo a los alumnos para calcular la densidad de cada una de las tres muestras que están dibujadas en su hoja de actividades y responde las preguntas relacionadas.