Fundamentos de la Ciencia: Método Científico, Materia y sus Transformaciones

El Método Científico: Un Enfoque Riguroso para el Conocimiento

El método científico engloba los procesos que conducen al conocimiento científico. Estos pueden describirse en un orden ideal y sistemático.

Etapas Fundamentales del Método Científico

• Planteamiento del Problema

  El primer paso crucial es delimitar qué se va a investigar. Por ejemplo, un problema planteado podría ser la posible existencia de una relación entre la velocidad de caída de los cuerpos y su peso.

• Formulación de Hipótesis

  Una vez delimitado el problema, el científico formula una suposición previa sobre las causas del fenómeno. Una hipótesis es una conjetura verosímil. La hipótesis que formuló Galileo Galilei, por ejemplo, fue: “Todos los cuerpos tardan el mismo tiempo en caer desde la misma altura, independientemente de su peso.”

• Comprobación de la Hipótesis

  Las hipótesis se confirman o rechazan por medio de experiencias controladas. Para ello, primero se deben diseñar experimentos y dispositivos adecuados. A continuación, es fundamental controlar las variables implicadas. Los resultados de todos los experimentos se anotan y tabulan meticulosamente.

• Establecimiento de Leyes y Teorías

  Las leyes son hipótesis confirmadas que se expresan generalmente en lenguaje matemático. Un conjunto de leyes que se incluyen en un sistema coherente de conocimientos se denomina teoría.

La Materia y sus Propiedades Esenciales

La materia es todo aquello que ocupa espacio y tiene masa.

Propiedades de los Sistemas Materiales

• Propiedades Generales

  Son aquellas que todos los sistemas materiales poseen, como la masa o el volumen. El valor de estas propiedades no aporta información sobre el tipo de sustancia que constituye el sistema.

• Propiedades Específicas

  Dependen de la clase de sustancia que constituye el sistema, pero no de su cantidad ni de su forma. Por ejemplo: el color, el brillo, la dureza, la conductividad térmica y la conductividad eléctrica.

Definiciones Clave

• Un Sistema Material es una porción de materia que se considera de forma aislada para su estudio.

• Una Sustancia es un tipo específico de materia.

• La Masa es una propiedad de los sistemas materiales que mide la cantidad de materia que poseen.

• El Volumen es una propiedad de los sistemas materiales que nos informa de la cantidad de espacio que ocupan.

Esquema de los Cambios de Estado de la Materia

Estados de Agregación: Hay Tres Tipos Principales

• Líquidos

  Tienen volumen fijo, pero no forma fija; adoptan la forma del recipiente que los contiene.

• Sólidos

  Tienen volumen y forma fija, no se pueden comprimir significativamente ni fluyen por sí mismos.

• Gases

  No tienen forma definida, ocupan todo el volumen del recipiente, son fácilmente compresibles y difunden con facilidad.

Tipos de Cambios de Estado

Los cambios de estado de los sistemas materiales pueden ser:

• Progresivos

  Se verifican con absorción de energía (endotérmicos) y son favorecidos por un aumento de la temperatura (ej. fusión, vaporización, sublimación).

• Regresivos

  Se verifican con desprendimiento de energía (exotérmicos) y son favorecidos por un aumento de la presión (ej. solidificación, condensación, sublimación inversa).

Unidades de Medida y Prefijos Científicos

Unidades Fundamentales del Sistema Internacional (SI)

• Longitud: metro (m)
• Masa: kilogramo (kg)
• Tiempo: segundo (s)
• Temperatura: kelvin (K)
• Intensidad de Corriente: amperio (A)
• Intensidad Luminosa: candela (cd)
• Cantidad de Sustancia: mol (mol)

Prefijos del Sistema Internacional (SI)

Para expresar múltiplos y submúltiplos de las unidades:

• Tera (T)
• Giga (G)
• Mega (M)
• Kilo (k)
• Mili (m)
• Micro (µ)
• Nano (n)
• Pico (p)