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¿Cómo se mide la temperatura? Fusión del hielo

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Página 25 de Ciencias Naturales – Cuarto Básico | Texto del Estudiante MINEDUC – Descargar PDF · 2024
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Respuesta rápida

a) A 0 °C. b) Entre 15 y 20 min, según la cantidad de hielo. c) Durante la fusión la temperatura permanece constante en 0 °C.

📚 exercise ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 25

Ciencias Naturales – Cuarto Básico | Texto del Estudiante MINEDUC – Descargar PDF · 2024

1
Ejercicio 1

Registrar en la tabla la temperatura cada 5 minutos, hasta que el hielo se derrita por completo.

  1. Al inicio (t = 0 min) el termómetro marca 0\,^\circ\text{C} y el agua está en estado sólido (hielo).
  2. A los 5 min el hielo comienza a fundirse: la temperatura sigue en 0\,^\circ\text{C} y hay mezcla de sólido y líquido.
  3. A los 10 min continúa la fusión: la temperatura se mantiene en 0\,^\circ\text{C} (sólido + líquido).
  4. A los 15 min, si aún queda hielo, la temperatura sigue en 0\,^\circ\text{C}; cuando todo el hielo se derrite, la temperatura empieza a subir por sobre 0\,^\circ\text{C} (solo líquido).
Tiempo (min) Temperatura (°C) Estado del agua
0 0 Sólido (hielo)
5 0 Sólido + líquido
10 0 Sólido + líquido
15 0 Sólido + líquido (o líquido si ya se derritió)
Respuesta

Durante toda la fusión la temperatura se mantiene en 0\,^\circ\text{C}; solo después de derretirse todo el hielo la temperatura comienza a aumentar.

2
Ejercicio 2

Elaborar un gráfico de temperatura versus tiempo con los datos registrados.

  1. Se ubica el tiempo (min) en el eje horizontal y la temperatura (°C) en el eje vertical.
  2. Los primeros puntos se ubican todos a la misma altura: 0\,^\circ\text{C}.
  3. Se dibuja una línea horizontal (meseta) mientras dura la fusión y, al terminar, la línea sube.
xychart-beta
    title "Temperatura del hielo vs tiempo"
    x-axis "Tiempo (min)" [0, 5, 10, 15, 20]
    y-axis "Temperatura (C)" -2 --> 10
    line [0, 0, 0, 0, 5]
Respuesta

El gráfico muestra una meseta horizontal en 0\,^\circ\text{C} durante la fusión y luego un ascenso de la temperatura.

3
Ejercicio 3

Responder las preguntas a partir de los datos y del gráfico.

a
Parte 3.a

¿A qué temperatura el hielo comienza a derretirse?

  1. En la tabla, el primer dato de fusión corresponde a t = 5 min.
  2. La temperatura leída en ese instante es 0\,^\circ\text{C}.
  3. Ese valor es el punto de fusión del agua.
Respuesta

A 0\,^\circ\text{C}, que es el punto de fusión del hielo.

b
Parte 3.b

¿Cuánto tiempo demora el hielo en convertirse completamente en agua líquida?

  1. Se observa el gráfico: la meseta en 0\,^\circ\text{C} dura desde t = 0 min hasta que la línea empieza a subir.
  2. En esta experiencia ese tramo abarca aproximadamente de 15 a 20 minutos.
  3. El tiempo depende de la cantidad de hielo, del tamaño de los cubos y de la temperatura ambiente.
Respuesta

Aproximadamente entre 15 y 20 minutos (varía según la masa de hielo y la temperatura del ambiente).

c
Parte 3.c

¿Qué conclusión pueden sacar de los datos del gráfico? Fundamenten.

  1. Mientras hay hielo y agua juntos, la temperatura no cambia: se mantiene en 0\,^\circ\text{C}.
  2. Solo cuando se derrite todo el hielo la temperatura comienza a subir.
  3. Esto muestra que durante un cambio de estado la temperatura permanece constante aunque el hielo siga absorbiendo calor.
Respuesta

Durante la fusión la temperatura se mantiene constante en 0\,^\circ\text{C}; se fundamenta en la meseta horizontal del gráfico, que solo se rompe cuando todo el hielo se ha transformado en agua líquida.

Contenido de la página

¿Cómo se mide la temperatura?

Trabajo colaborativo

¿Cuánto demora el hielo en derretirse? Para averiguarlo, realicen la siguiente experiencia:

Necesitan:

  • reloj
  • cubos de hielo
  • recipiente
  • termómetro de alcohol

Así lo pueden hacer:

  1. Pongan el hielo en el recipiente.
  2. Cada 5 minutos, midan la temperatura. El termómetro no debe tocar el fondo del recipiente.
  3. Registren sus datos en una tabla como la siguiente, hasta que el hielo se derrita:
Temperatura en cambios de estado del agua
Tiempo (min) Temperatura (°C) Estado del agua
0
5
10
15
  1. Luego, elaboren un gráfico.

Respondan:

a. ¿A qué temperatura el hielo comienza a derretirse?

b. ¿Cuánto tiempo demora el hielo en convertirse completamente en agua líquida?

c. ¿Qué conclusión pueden sacar de los datos del gráfico? Fundamenten.

LECCIÓN 3 · ¿Cómo medir las propiedades de la materia? — 23

Ejemplos resueltos

Si a los 5 minutos el termómetro marca 0 °C y a los 10 minutos también marca 0 °C, ¿qué está ocurriendo con el hielo?

  1. Se comparan las dos lecturas: 0\,^\circ\text{C} y 0\,^\circ\text{C}.
  2. La diferencia es \Delta T = 0\,^\circ\text{C} - 0\,^\circ\text{C} = 0\,^\circ\text{C}.
  3. El hielo sigue absorbiendo calor, pero ese calor se usa para cambiar de estado y no para subir la temperatura.

Respuesta: El hielo se está fundiendo y la temperatura se mantiene constante en 0\,^\circ\text{C}.

Tabla

Temperatura en cambios de estado del agua
Tiempo (min) Temperatura (°C) Estado del agua
0 0 Sólido (hielo)
5 0 Sólido + líquido
10 0 Sólido + líquido
15 0 Sólido + líquido

Diagrama

xychart-beta
    title "Temperatura del hielo vs tiempo"
    x-axis "Tiempo (min)" [0, 5, 10, 15, 20]
    y-axis "Temperatura (C)" -2 --> 10
    line [0, 0, 0, 0, 5]

Fórmulas y ecuaciones

T = 0\,^\circ\text{C}\ \text{durante toda la fusión del hielo}

T_{fusión}(@@MATH_0@@\text{C}

\Delta T = T_{final} - T_{inicial} = 0\,^\circ\text{C}\ \text{durante la fusión}

Glosario (5)

Temperatura
Magnitud que indica qué tan caliente o frío está un cuerpo; se mide con el termómetro en grados Celsius (°C).
Fusión
Cambio de estado en que un sólido pasa a líquido, por ejemplo, el hielo que se derrite.
Punto de fusión
Temperatura a la cual un sólido se transforma en líquido; para el agua es 0 °C.
Termómetro de alcohol
Instrumento que mide la temperatura usando la dilatación de alcohol coloreado dentro de un tubo capilar.
Gráfico
Representación de datos mediante ejes y puntos o líneas, que permite ver cómo cambia una variable respecto de otra.

Preguntas para practicar

¿Por qué el termómetro no debe tocar el fondo del recipiente?

Porque el fondo está más frío que el agua que rodea al termómetro y la lectura sería errónea. El bulbo debe quedar rodeado por la mezcla para medir la temperatura real de la fusión.

¿Qué ocurriría con el tiempo de fusión si se usaran cubos de hielo más grandes?

Demoraría más tiempo en derretirse, porque hay una mayor masa de hielo que debe absorber más calor para cambiar de estado. La temperatura de fusión seguiría siendo 0 °C.

Temas y conceptos clave

Medición de la temperaturaFusión del hieloCambios de estado del aguatemperaturatermómetro de alcoholfusiónpunto de fusiónmeseta de temperaturatabla de datosgráfico

Fuentes y referencias

  • Texto del Estudiante Ciencias Naturales 4° Básico, MINEDUC, Chile, 2024, pág. 23 (Lección 3).
¿Te fue útil esta página?

Figuras de la página (2)

Ilustración de un vaso transparente con cubos de hielo y un termómetro de alcohol introducido en su interior, sin tocar el fondo.
Figura 1 image
Tabla de registro titulada 'Temperatura en cambios de estado del agua' con columnas Tiempo (min), Temperatura (°C) y Estado del agua, con filas para 0, 5, 10 y 15 minutos.
Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Por qué la temperatura no sube mientras el hielo se derrite?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cuál es el punto de fusión del agua?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cómo se lee un gráfico de temperatura versus tiempo?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso
  • • Uso del termómetro y su unidad, el grado Celsius
  • • Lectura de tablas de datos simples
  • • Nociones de tiempo en minutos
Siguiente tema sugerido
La evaporación y la ebullición del agua: el punto de ebullición a 100 °C
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1205 caracteres

iCómo se mide la temperatura?

iCuánto demora el hielo en derretirse? Para averiguarlo, realicen la siguiente experiencia:

Necesitan:

• reloj

cubos de hielo

recipiente

• termómetro de alcohol

Así lo pueden hacer:

  1. Pongan el hielo en el recipiente.

  2. Cada 5 minutos, midan la temperatura. El termómetro no debe tocar el fondo del recipiente.

  3. Registren sus datos en una tabla como la siguiente, hasta que el hielo se derrita:

4.Luego, elaboren un gráfico

Respondan:

a. jA qué temperatura el hielo comienza a derretirse?

b.jCuánto tiempo demora el hielo en convertirse completamente en agua liquida?

C. iQué conclusión pueden sacar de los datos del gráfico? Fundamenten.

![](page=0,bbox=[641, 227, 813, 543])

Temperatura en cambios de estado del agua
Tiempo (min)Temperatura (C)Estado del agua
0
5
10
15

![](page=0,bbox=[1013, 1084, 1078, 1163])

Trabajo colaborativo

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Lección 3 · Cómo medir las propiedades de la materia?

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