Aprieten un globo inflado y describan qué ocurre con la forma y el volumen del aire que contiene.

El gas es comprimible: cambia de forma y reduce su volumen al apretarlo.

Agreguen la misma cantidad de agua a los dos envases de distinto tamaño y comparen la forma y el volumen del agua.

V_1 = V_2 (el volumen se conserva; la forma cambia)

Revienten un globo y expliquen qué ocurre con el aire que contenía.

El gas se expande y ocupa todo el espacio disponible.

Responde la pregunta de investigación: ¿cómo son la forma y el volumen en los estados de la materia?

Sólido: forma y volumen fijos. Líquido: volumen fijo, forma variable. Gas: forma y volumen variables.

Libro de Ciencias Naturales 4

MINEDUC

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¿Cómo hacer una investigación científica? Pasos y experimento sobre estados de la materia

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Respuesta rápida

Sólido: forma y volumen propios. Líquido: volumen propio, forma variable. Gas: sin forma ni volumen fijos, comprimible y expansible.

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Solución — Página 8

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Paso 1: Observar el entorno

El primer paso de una investigación científica es observar con atención un fenómeno del mundo real. En la fotografía se ve cómo se sirve un líquido de una jarra a un vaso: el agua cambia de forma según el recipiente y siempre adopta la forma del envase que la contiene.

Respuesta orientativa: Se observa que los líquidos se pueden verter y que toman la forma del recipiente que los contiene.

Paso 2: Formular una pregunta de investigación

A partir de la observación se plantea una pregunta que pueda responderse con evidencia.

La pregunta del texto es: ¿Cómo son la forma y el volumen en los estados de la materia?

Respuesta orientativa: Se puede responder descomponiéndola en dos: ¿qué forma tiene la materia en estado sólido, líquido y gaseoso? y ¿cambia su volumen al pasar de un recipiente a otro?

Paso 3: Diseñar la metodología para responder la pregunta

La metodología indica qué materiales se usan y qué pasos se siguen para obtener datos.

Materiales:

2 envases de distinto tamaño.
Recipiente con agua.
Bolitas de vidrio.
2 globos inflados y atados.

Procedimiento:

Aprieten un globo.
Agreguen la misma cantidad de agua a los dos envases.
Revienten un globo.

Respuesta orientativa: La metodología compara el comportamiento del aire (gas) con el del agua (líquido) en distintos envases, controlando la cantidad de agua para que la comparación sea justa.

Paso 4: Experimentar y recopilar datos

Actividad 1: Aprieten el globo

El globo está lleno de aire, que es un gas.
Al apretarlo con la mano, el aire se comprime: el volumen del globo disminuye.
Al soltarlo, el aire se expande y el globo recupera su forma.

Respuesta orientativa: El gas es comprimible y adopta la forma del recipiente que lo contiene; no tiene forma propia.

Actividad 2: Agreguen la misma cantidad de agua a los dos envases

Se vierte la misma cantidad (el mismo volumen) de agua en un envase bajo y ancho y en otro alto y angosto.
En ambos casos el agua ocupa todo el fondo del envase y forma una superficie plana.
La altura que alcanza es distinta en cada recipiente, pero la cantidad de agua es la misma.

Respuesta orientativa: El líquido no tiene forma propia: cambia de forma según el envase, pero mantiene su volumen. Es prácticamente incompresible.

Actividad 3: Revienten un globo

Al reventar el globo, el aire que estaba dentro sale de golpe.
El aire escapa en todas direcciones y se reparte por todo el espacio disponible.
Ya no queda contenido en ninguna forma definida.

Respuesta orientativa: El gas tiende a ocupar todo el espacio disponible: no tiene forma ni volumen fijos, se expande hasta llenar el recipiente.

Conclusión de la investigación

Sólido: tiene forma y volumen propios (las bolitas de vidrio).
Líquido: tiene volumen propio pero adopta la forma del recipiente (el agua).
Gas: no tiene forma ni volumen fijos y es comprimible (el aire del globo).

Contenido de la página

¿Cómo hacer una investigación científica?

1. Observar el entorno

(Imagen: se sirve agua de una jarra a un vaso.)

2. Formular una pregunta de investigación

(Imagen: un niño pensativo.) Pregunta: ¿Cómo son la forma y el volumen en los estados de la materia?

Planificar y conducir una investigación

3. Diseñar la metodología para responder la pregunta

Materiales

2 envases de distinto tamaño
Recipiente con agua
Bolitas de vidrio
2 globos inflados y atados

4. Experimentar y recopilar datos

Aprieten. (se aprieta un globo)
Agreguen la misma cantidad de agua a los dos envases.
Revienten un globo.

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Ejemplos resueltos

Aprieten un globo inflado y describan qué ocurre con su forma y su volumen.

El globo contiene aire, un gas. Al apretarlo, el aire se comprime: el volumen disminuye y la forma se deforma siguiendo la mano. Al soltarlo, el aire se expande y el globo vuelve a su forma inicial. Conclusión: los gases son comprimibles y no tienen forma propia.

Agreguen la misma cantidad de agua a dos envases de distinto tamaño y comparen.

La misma cantidad de agua (igual volumen) ocupa el fondo de cada envase y forma una superficie plana. En el envase angosto el agua alcanza mayor altura; en el ancho, menor altura. La forma cambia, pero el volumen de agua permanece igual. Conclusión: los líquidos tienen volumen fijo pero adoptan la forma del recipiente.

Revienten un globo y expliquen qué pasa con el aire que contenía.

Al reventar el globo, el aire escapa rápidamente en todas direcciones y se mezcla con el aire del entorno, ocupando todo el espacio disponible. Conclusión: los gases se expanden hasta llenar el espacio que los contiene.

Tabla

Estado	Forma	Volumen	Ejemplo del experimento
Sólido	Propia y definida	Fijo	Bolitas de vidrio
Líquido	Adopta la forma del recipiente	Fijo	Agua en los envases
Gas	Adopta la forma del recipiente	Variable (se comprime y expande)	Aire del globo

Diagrama

flowchart TD
  A[1. Observar el entorno] --> B[2. Formular una pregunta de investigación]
  B --> C[3. Diseñar la metodología: materiales y pasos]
  C --> D[4. Experimentar y recopilar datos]
  D --> E[Concluir y comunicar resultados]

Glosario (7)

investigación científica: Proceso ordenado de pasos que busca responder una pregunta sobre la naturaleza usando observaciones y experimentos.
observar: Mirar con atención un fenómeno para describir lo que ocurre.
pregunta de investigación: Pregunta clara que puede responderse mediante observaciones o experimentos.
metodología: Conjunto de materiales y pasos ordenados que se seguirán para responder la pregunta.
experimentar: Realizar el procedimiento planificado y anotar lo que ocurre.
volumen: Cantidad de espacio que ocupa un cuerpo o una sustancia.
gas: Estado de la materia sin forma ni volumen fijos, que ocupa todo el espacio disponible y se puede comprimir.

Preguntas para practicar

¿Por qué es importante diseñar una metodología antes de experimentar?

Porque indica qué materiales usar, en qué orden hacer los pasos y qué datos registrar; así el experimento se puede repetir y los resultados son confiables.

¿Qué variable se mantiene igual en la actividad 2 y por qué?

Se mantiene igual la cantidad de agua (el volumen), para poder comparar únicamente cómo cambia la forma al usar envases de distinto tamaño.

Temas y conceptos clave

Pasos de la investigación científicaObservación y formulación de preguntasDiseño de metodología y materialesExperimentación y recopilación de datosForma y volumen en los estados de la materiaobservaciónpregunta de investigaciónmetodologíaexperimentaciónrecopilación de datossólido, líquido y gasforma y volumencompresibilidad