Física i Química
Investigar la matèria, el moviment, l’energia i els canvis.
Capítol 1
Habilitats científiques bàsiques
2 unitats
-
Començar
Investigar amb autonomia i estimar la incertesa
La unitat presenta la recerca com una cadena coherent: pregunta, model, predicció, variables, protocol, mesures i conclusió. La incertesa permet valorar què distingeixen les dades, mentre que la precisió, l’exactitud i els límits del disseny eviten conclusions més fortes que l’evidència.
-
Començar
Un argument científic que es pugui comprovar
Un argument científic comprovable connecta dades contextualitzades amb una conclusió limitada i raonada. Per comunicar-lo cal avaluar fonts i biaixos, descriure un mètode replicable, emprar unitats i formats rigorosos, citar els materials aliens i declarar les limitacions.
Capítol 2
La matèria
7 unitats
-
Començar
Del nucli als nivells electrònics
Els experiments van conduir d’un àtom sense estructura al model nuclear i als nivells d’energia de Bohr. La notació nuclear descriu isòtops, la configuració per capes organitza electrons i les transicions entre nivells permeten explicar qualitativament els espectres de línies, sempre reconeixent els límits del model.
-
Començar
Electrons de valència i taula periòdica
La taula periòdica reflecteix la repetició de configuracions electròniques externes. Les capes expliquen els períodes; els patrons de valència, els grups, i diverses tendències permeten predir propietats sempre que se n’indiquin l’abast i els límits.
-
Començar
Enllaços, estructures i propietats dels materials
Els enllaços iònic, covalent i metàl·lic originen estructures diferents. La mobilitat de les càrregues, l’extensió de les unions i la separació entre unitats permeten argumentar conductivitat, fusió, solubilitat i resposta mecànica, mentre que la densitat requereix dades addicionals.
-
Començar
Interaccions entre partícules i aplicacions
Les forces de dispersió, les interaccions dipol-dipol, els enllaços d’hidrogen i les interaccions ió-dipol connecten l’estructura microscòpica amb l’ebullició, la volatilitat, la viscositat i la solubilitat. Una explicació rigorosa identifica les partícules, distingeix interaccions d’enllaços interns i valora també les limitacions de cada aplicació.
-
Començar
Dissolucions, dispersions i concentracions
La unitat diferencia substàncies, mescles, fases i sistemes dispersos. També desenvolupa el càlcul de molaritat, percentatge en volum i ppm, sempre amb el volum final, la base adequada i una comprovació dimensional.
-
Començar
Formulació inorgànica: ampliar el llenguatge
La formulació inorgànica relaciona composició, càrregues, fórmules i noms mitjançant regles verificables. La neutralitat, els grups poliatòmics i l’ús coherent de la nomenclatura permeten interpretar binaris, hidròxids, oxoàcids i oxosals freqüents.
-
Començar
Carboni: hidrocarburs i grups funcionals
La unitat relaciona representacions, estructures i noms dels compostos orgànics senzills. Permet anomenar alcans, alquens i alquins de cadena curta i identificar, amb una justificació estructural, sis grups funcionals freqüents.
Capítol 3
Interacció
8 unitats
-
Començar
Moviment, referents i gràfics
El moviment es descriu respecte d’un sistema de referència. En l’MRU, la pendent x–t és la velocitat; en l’MRUA, la pendent v–t és l’acceleració i l’àrea v–t és el desplaçament. Les prediccions s’han de contrastar amb dades, incerteses i residus.
-
Començar
Caiguda lliure i moviment en dues dimensions
La unitat construeix el model de caiguda lliure, separa les components d’un moviment pla i mostra com contrastar-ne les prediccions amb dades de vídeo. També introdueix les coordenades polars com una representació adequada per descriure girs al voltant d’un centre O.
-
Començar
Forces com a vectors
Les forces són vectors definits per mòdul, direcció, sentit i punt d’aplicació. Es poden descompondre en components perpendiculars i sumar numèricament o gràficament, contrastant els dos resultats amb una escala i una comunicació rigorosa.
-
Començar
Equilibri i lleis de Newton en sistemes reals
La força resultant determina l’acceleració segons la segona llei de Newton, mentre que l’estabilitat descriu la resposta davant pertorbacions i depèn també de la geometria. En sistemes reals cal representar les forces, escollir el sistema, justificar simplificacions i limitar les conclusions als criteris realment comprovats.
-
Començar
Pes, normal, tensió i fregament
Les forces s’identifiquen pel cos sobre el qual actuen i per l’agent que les exerceix. El pes, la normal, la tensió i el fregament tenen direccions i condicions pròpies; els diagrames i els registres experimentals permeten distingir-les i calcular-les.
-
Començar
Gravitació i elasticitat: relacions quantitatives
La gravitació depèn del producte de les masses i de l’invers del quadrat de la distància entre centres. En una molla, la pendent del tram lineal del gràfic força-allargament dona la constant elàstica, que només és aplicable dins del rang contrastat.
-
Començar
Pressió en fluids i principi de Pascal
La pressió relaciona una força normal amb l’àrea i, en un fluid en repòs, varia amb la densitat i la profunditat. Pascal permet predir sistemes hidràulics, sempre que es distingeixin pressió i força i s’explicitin els límits del model.
-
Començar
Empenyiment i condicions de flotació
El principi d’Arquimedes estableix que l’empenyiment equival al pes del fluid desplaçat. La comparació entre empenyiment i pes, o entre densitats, permet predir el moviment, calcular la fracció submergida i explicar l’efecte de cavitats i càrregues.
Capítol 4
L’energia
5 unitats
-
Començar
Energia mecànica i conservació
L’energia mecànica és la suma de l’energia cinètica i la potencial gravitatòria. Es conserva en condicions adequades; amb fregament, el balanç incorpora l’energia dissipada sense contradir la conservació de l’energia total.
-
Començar
Treball, força i transferència d’energia
El treball d’una força constant depèn de la component paral·lela al desplaçament i pot ser positiu, negatiu o nul. La suma dels treballs és igual al canvi d’energia cinètica, fet que permet resoldre i interpretar situacions amb diverses forces.
-
Començar
Calor específica i transferència tèrmica
La calor és energia transferida per una diferència de temperatura i pot propagar-se per conducció, convecció o radiació. Sense canvi d’estat s’aplica Q = mcΔT; durant una transformació s’empra Q = mL, i en experiments reals cal analitzar el sistema, el balanç energètic i les pèrdues.
-
Començar
Energia elèctrica, potència i consum
La unitat relaciona potència, temps i energia mitjançant E = P·t, i aplica aquesta relació a consums en kWh i factures fictícies. També reconstrueix cadenes energètiques amb conservació i dissipació i ofereix un mètode per comparar alternatives amb costos, criteris ambientals, fonts i limitacions.
-
Començar
Un repte acústic o tèrmic amb materials
La unitat relaciona els processos acústics i tèrmics amb el disseny d’una comparació experimental. Les dades, la incertesa i una matriu de criteris permeten justificar un prototip sense generalitzar més enllà de la prova.
Capítol 5
El canvi
6 unitats
-
Començar
Equacions ajustades i càlculs estequiomètrics
Les equacions ajustades conserven els àtoms i els seus coeficients expressen proporcions entre mols. El mol, la constant d’Avogadro i la massa molar permeten connectar partícules, mols i masses, mentre que el balanç complet explica la conservació de la massa en sistemes oberts i tancats.
-
Començar
Reactiu limitant, excés i quantitat de producte
L’equació ajustada fixa les proporcions entre mols. Comparant la producció possible de cada reactiu s’identifica el limitant, es calcula el producte i es determina l’excés; les dades experimentals permeten comprovar i interpretar la predicció.
-
Començar
Àcids, bases i neutralització
En aigua, l’acidesa i la basicitat es relacionen amb el predomini d’H₃O⁺ o OH⁻, i el pH expressa [H₃O⁺] en una escala logarítmica. Una neutralització s’interpreta amb l’equació ajustada, les proporcions i els observables, però ni l’equivalència garanteix sempre pH 7 ni un pH neutre garanteix innocuïtat.
-
Començar
Oxidació-reducció, piles i electròlisi
Les reaccions redox transfereixen electrons entre una espècie que s’oxida i una que es redueix. Les piles aprofiten processos espontanis per produir electricitat, mentre que l’electròlisi consumeix energia elèctrica per forçar transformacions; en tots dos casos, els electrons circulen pels conductors i els ions per l’electròlit.
-
Començar
Combustió i balanç energètic d’una reacció
La combustió és un procés redox en què el combustible s’oxida i l’oxidant es redueix. El seu balanç energètic resulta de l’energia absorbida en trencar enllaços i l’alliberada en formar-ne, mentre que una aplicació responsable també considera activació, rendiment i emissions.
-
Començar
Col·lisions, activació i velocitat de reacció
La velocitat d’una reacció depèn del nombre de xocs efectius per unitat de temps. Temperatura, concentració, superfície i catalitzadors actuen sobre els xocs o sobre la barrera d’activació, mentre que el balanç endo o exotèrmic és una qüestió diferent. Les prediccions s’han de comprovar amb comparacions controlades i conclusions limitades.
Capítol 6
Habilitats científiques bàsiques
2 unitats
-
Començar
Ciència, societat i decisions amb conseqüències
La unitat presenta la ciència com una construcció col·lectiva, revisable i condicionada pels recursos i el context. Els casos del plom i de les bateries permeten distingir proves, biaixos, interessos, valors i decisions, i preparar una anàlisi documentada amb fonts fiables.
-
Començar
Un projecte científic de millora amb retorn
La unitat guia un projecte complet: delimitar un repte, coordinar un protocol segur, obtenir dades amb incertesa, argumentar amb fonts i proposar una actuació sostenible. El resultat final és una comunicació revisada que mostra dades, límits, viabilitat i resposta al retorn de la comunitat.