Lesson 1.2Introducing Titan's Disappearing Lake

Phase ChangeLesson Guides

Lesson 1.2

© The Regents of the University of California

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© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved. Permission granted to photocopy for classroom use.

Phase Change—Lesson 1.2—Activity 3

Reading “Titan Fact Sheet”

1. Read and annotate the article “Titan Fact Sheet” using the Active Reading strategies you have learned in previous units.

2. Review your annotations and answer the reflection question below.

Rate how successful you were at using Active Reading skills by responding to the following statement:

As I read, I paid attention to my own understanding and recorded my thoughts and questions.

 Never

 Almost never

 Sometimes

 Frequently/often

 All the time

Active Reading Guidelines

1. Think carefully about what you read. Pay attention to your own understanding.

2. As you read, annotate the text to make a record of your thinking. Highlight challenging words and add notes to record questions and make connections to your own experience.

3. Examine all visual representations carefully. Consider how they go together with the text.

4. After you read, discuss what you have read with others to help you better understand the text.

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Phase Change—Lesson 1.2—Activity 4

Homework: Reading “Air Pressure and Boyle’s Law”

In this lesson, you began to think about different phases: solids, liquids, and gases. To learn more about gases, read and annotate the “Air Pressure and Boyle’s Law” article. Then, answer the questions below.

1. What was Boyle’s most famous discovery about gases?

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2. How did Boyle change how scientists make discoveries?

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Active Reading Guidelines

1. Think carefully about what you read. Pay attention to your own understanding.

2. As you read, annotate the text to make a record of your thinking. Highlight challenging words and add notes to record questions and make connections to your own experience.

3. Examine all visual representations carefully. Consider how they go together with the text.

4. After you read, discuss what you have read with others to help you better understand the text.

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Titan Fact Sheet  A1

Titan is a large moon orbiting the planet Saturn, about 866 million miles from the sun. The surface of Titan is hidden by a thick, hazy atmosphere, but in the past few years spacecraft have managed to collect images and other data that tell us about what lies beneath the haze. They found something that’s common on Earth but very unusual in the rest of the solar system: lakes and seas!

Besides Earth, Titan is the only body in our solar system with enough liquid on its surface to fill lakes and seas. Titan’s lakes and seas are filled mainly with thick, tar-like substances, such as methane and ethane. Titan also has methane gas in its atmosphere, just as Earth has water vapor in its atmosphere.

Titan has summer and winter seasons when its surface becomes warmer and colder. However, because it is so far from the sun, even in summer Titan is very cold. Its average surface temperature is about -179°C (-290°F)!

Titan is a moon of the planet Saturn.

Titan Fact Sheet

The surface of Titan is covered with lakes and seas of liquid methane.

Titan has seas, lakes, and an atmosphere. This illustration shows the methane rain that falls on the surface of Titan.

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Air Pressure and Boyle’s Law B1

You live your life surrounded by air. You breathe it, you move through it with every step, and you feel it when it moves past you in the form of wind. The air that’s all around us is matter in the gas phase. However, for thousands of years, people weren’t sure what air was. In fact, they didn’t know whether air was made of anything at all. Many thought air was either one of the basic materials making up the world, or that it was just...nothing. Robert Boyle (1627–1691), an English scientist and philosopher, was one of

Air Pressure and Boyle’s Law

the first people to determine that air is matter and learn a few things about how it behaves.

With the help of his assistant, Robert Hooke, Boyle did many types of experiments to learn about air. He confirmed that air is necessary for sound to travel, for living things to breathe, and for fires to burn. Boyle’s most famous discovery had to do with how the pressure and volume of gases relate. Pressure is the amount of continuous force that one object puts on

Robert Boyle did many experiments to discover what air was made of. His methods for performing experiments are still used by scientists today.

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B2 Air Pressure and Boyle’s Law

another while they are touching. Volume is the amount of space a substance or object takes up. Boyle discovered something important about the pressure a gas experiences and the volume it takes up: When either one goes up, the other goes down. Today, this bit of information is named after Boyle himself. We call it Boyle’s Law. In science, a law is a mathematical description of a natural phenomenon.

Boyle and Hooke had a lab full of equipment that helped them do experiments, but they did their pressure and temperature experiments using a J-shaped glass tube that was closed on the short end. They filled the J-tube with mercury, a metal that is liquid at room temperature. Because there was already air in the tube when it was filled, a bubble of air was trapped in the short end of the tube. To see what happened to the air bubble under different amounts of pressure, Boyle and Hooke could increase or decrease the amount of mercury in the tube. They tried different amounts of mercury and found a pattern: when they added mercury to the tube, the increased pressure made the air bubble get smaller. When they removed mercury from the tube, the decreased pressure allowed the bubble to take up more space. Boyle’s experiments helped people to understand that air is matter and that it behaves in ways that can be predicted.

Boyle didn’t just change what scientists knew about gases; he also changed how they made discoveries. Before Boyle, most people thought about science based on ideas passed down from the philosopher Aristotle nearly 2,000 years earlier. Boyle was one of the first scientists to base his information on evidence that he could observe and other people could retest. His air experiments led the way for modern scientists to use physical evidence in their work.

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Cambio de fase—Lección 1.2—Actividad 3

Leer “Hoja de datos de Titán”

1. Lee y añade apuntes al artículo “Hoja de datos de Titán” usando las estrategias de Lectura Activa que has aprendido en unidades previas.

2. Repasa tus apuntes y contesta la siguiente pregunta de reflexión.

Evalúa qué tan exitoso/a fuiste en usar las habilidades de Lectura Activa respondiendo a la siguiente declaración:

Al leer, yo presté atención a mi propia comprensión y apunté mis pensamientos y preguntas.

 Nunca

 Casi nunca

 A veces

 Frecuentemente/a menudo

 Todo el tiempo

Pautas de la Lectura Activa

1. Piensa cuidadosamente sobre lo que lees. Presta atención a tu propia comprensión.

2. Mientras lees, añade apuntes al texto para tener un registro de tus ideas. Destaca las palabras difíciles, y agrega notas para apuntar tus preguntas y hacer conexiones con tu propia experiencia.

3. Examina cuidadosamente todas las representaciones visuales. Considera cómo se relacionan con el texto.

4. Después de leer, discute lo que leíste con otros/as estudiantes para ayudarte a comprender mejor el texto.

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Cambio de fase—Lección 1.2—Actividad 4

Tarea: leer “Presión de aire y la ley de Boyle”

En esta lección, comenzaste a pensar sobre fases diferentes: sólidos, líquidos y gases. Para aprender más sobre los gases, lee y añade apuntes al artículo “Presión de aire y la ley de Boyle”. Luego, contesta las siguientes preguntas.

1. ¿Cuál fue el descubrimiento más famoso de Boyle acerca de los gases?

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2. ¿Cómo es que Boyle cambió la manera en que los/as científicos/as hacen descubrimientos?

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Pautas de la Lectura Activa

1. Piensa cuidadosamente sobre lo que lees. Presta atención a tu propia comprensión.

2. Mientras lees, añade apuntes al texto para tener un registro de tus ideas. Destaca las palabras difíciles, y agrega notas para apuntar tus preguntas y hacer conexiones con tu propia experiencia.

3. Examina cuidadosamente todas las representaciones visuales. Considera cómo se relacionan con el texto.

4. Después de leer, discute lo que leíste con otros/as estudiantes para ayudarte a comprender mejor el texto.

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Hoja de datos de Titán A1

Titán es una luna grande que orbita el planeta Saturno, a una distancia de alrededor de 866 millones de millas del sol. La superficie de Titán está escondida por una densa y brumosa atmósfera, pero en los últimos años naves espaciales han logrado reunir imágenes y otros datos que nos cuentan sobre lo que yace bajo la bruma. Encontraron algo que es común en la Tierra, pero muy inusual en el resto del sistema solar: ¡lagos y mares!

Aparte de la Tierra, Titán es el único cuerpo en nuestro sistema solar con suficiente líquido en su superficie para llenar lagos y mares. Los lagos y mares de Titán están llenos principalmente de sustancias espesas con la consistencia de chapopote, como metano y etano. Titán tiene también gas de metano en su atmósfera, al igual que la Tierra tiene vapor de agua en su atmósfera.

Titán tiene estaciones de verano e invierno durante las cuales su superficie se vuelve más tibia y más fría. Sin embargo, ya que se encuentra muy lejos del sol, incluso en el verano hace mucho frío en Titán. ¡La temperatura promedio en su superficie es alrededor de -179°C (-290°F)!

Titán es una luna del planeta Saturno.

Hoja de datos de Titán

La superficie de Titán está cubierta de lagos y mares de metano líquido.

Titán tiene mares, lagos y una atmósfera.Esta ilustración muestra la lluvia de metano que cae sobre la superficie de Titán.H

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Presión de aire y la ley de Boyle B1

Tú vives tu vida rodeado/a de aire. Lo respiras, te mueves a través de él con cada paso y lo sientes cuando pasa en forma de viento. El aire que nos rodea es materia en fase de gas. Sin embargo, por miles de años, la gente no estaba segura de lo que era el aire. De hecho, no sabían si el aire estaba hecho de alguna cosa en absoluto. Muchos pensaban que el aire era uno de los materiales básicos que componen el mundo, o que simplemente no era nada. Robert Boyle (1627–1691), un científico y filósofo inglés, fue una de las primeras personas en determinar que el aire es materia y aprendió algunas cosas sobre cómo se comporta.

Con la ayuda de su asistente, Robert Hooke, Boyle hizo muchos tipos de experimentos para aprender sobre el aire. Confirmó que el aire es necesario para que el sonido viaje, para que los seres vivientes respiren y para que los fuegos ardan. El descubrimiento más famoso de Boyle fue sobre cómo se relacionan la presión y el volumen de los gases. La presión es la cantidad de fuerza continua que un objeto ejerce sobre otro mientras se tocan. El volumen es la cantidad de espacio que una sustancia u objeto ocupa. Boyle descubrió algo importante acerca de la presión que un gas experimenta y del volumen que ocupa: Cuando una de estas dos cosas sube, la otra baja. Hoy en día, este poco de información es nombrada en honor a Boyle mismo. La llamamos la Ley de Boyle. En la ciencia, una ley es una descripción matemática de un fenómeno natural.

Boyle y Hooke tenían un laboratorio lleno de herramientas que les ayudaban a realizar experimentos, pero llevaron a cabo sus experimentos sobre presión y temperatura utilizando un tubo de vidrio con forma de J que estaba cerrado al extremo de la parte más corta. Los científicos llenaron el tubo J con mercurio, un metal que es líquido a temperatura ambiente. Como ya había aire en el tubo cuando

lo llenaron, una burbuja de aire quedó atrapada en el extremo del tubo. Para ver qué sucedía con la burbuja de aire bajo diferentes cantidades de presión, Boyle y Hooke podían aumentar o disminuir la cantidad de mercurio en el tubo. Intentaron con diferentes cantidades de mercurio y encontraron un patrón. Al agregar mercurio al tubo, la presión aumentada hacía que la burbuja de aire se redujera. Al sacar mercurio del tubo, la presión disminuida permitía que la burbuja ocupara más espacio. Los experimentos de Boyle ayudaron a la gente a comprender que el aire es materia y que se comporta de maneras que pueden ser predecidas.

Boyle no solo cambió lo que los/as científicos/as sabían sobre los gases, sino que también cambió la forma en la que hacían descubrimientos. Antes de Boyle, la mayoría de la gente pensaba sobre la ciencia basándose en ideas recibidas durante el curso de siglos desde el filósofo Aristóteles casi 2,000 años antes. Boyle fue uno de los/as primeros/as científicos/as en basar su

Presión de aire y la ley de Boyle

Robert Boyle llevó a cabo muchos experimentos para descubrir de qué está hecho el aire. Sus métodos para realizar experimentos aún son usados por los/as científicos/as de hoy.

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B2 Presión de aire y la ley de Boyle

información en evidencia que él podía observar y que otra gente podía testear de nuevo. Sus experimentos de aire lideraron el camino para que científicos/as modernos/as usaran evidencia física en su trabajo.

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