Estados de agregación de la materia y sus cambios

Cuando las partículas que integran a la materia se agregan de una determinada manera podemos encontrarla en cuatro formas únicas en la naturaleza y una forma más en un laboratorio. Pues bien, para aprender más sobre éste tema, los invito a consultar los siguientes links:
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=120&l=s
Para saber más sobre condensado de Bose-Eistein, quinto estado de la materia, consulten aquí:
http://www.landsil.com/Fisica/PMateria.htm

Ahora vean la siguiente información, observen la simulación y después realicen las actividades finales que les proponen.
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/cambios.htm

Sigan estudiando con ganas jóvenes!

Energía

La energía es una propiedad de la materia estrechamente relacionada con los cambios que ésta sufre. Por ejemplo, el derretimiento de un bloque de hielo requiere de calentamiento, es decir, se le aplica energía térmica (calor) para fundirlo. Asimismo, cuando encendemos una estufa de gas para calentar nuestros alimentos, hacemos uso de la energía que nos proporciona la reacción de combustión del gas (hidrocarburo) (ver figura de la izquierda).

En general, la energía se define como todo aquello que puede producir un trabajo  o transferir calor, es una propiedad que conocemos por sus efectos y no directamente por lo que es, para poder entenderla es necesario asociarla a un proceso o cambio relacionado con su manifestación.

Los diversos tipos de energía que pueden obtenerse y utilizarse se engloban dentro de dos grandes tipos: la cinética y la potencial. Cuando un cuerpo está en movimiento posee energía cinética mientras que la energía potencial  puede describirse como aquella almacenada dentro de un cuerpo.

La energía se encuentra en constante transformación, pasando de una forma más útil a otra menos útil. Por ejemplo, en un volcán la energía interna del magma se transforma en energía térmica, las piedras lanzadas al aire durante la erupción, producen energía mecánica además, se produce la combustión de muchos materiales, liberando energía química. Aunque esta manifestación de la energía es muy variada – energía mecánica, calorífica, química, hidráulica, etc. – debemos recordar lo que expresa la ley de la conservación de la energía: la energía no puede ser creada ni destruida, pero sí puede pasar de una forma a otra.

Las sociedades actuales deben su desarrollo en buena medida al uso de la energía. Tradicionalmente a la ha obtenido de los combustibles fósiles como el carbón o el petróleo y de la desintegración nuclear. Sin embargo, es cada día más costoso tanto a nivel económico como ambiental, además de que se obtienen de recursos naturales no renovables. Es por ello, que es importante desarrollar y promover el uso de otras fuentes de energía que sean baratas y más nobles con el medio ambiente.

Energías limpias

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Las fuentes renovables de energía pueden dividirse en dos categorías: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras:

• El Sol: energía solar.
• El viento: energía eólica.
• Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica.
• Los mares y océanos: energía mareomotriz.
• El calor de la Tierra: energía geotérmica.

Energía solar: Los colectores solares parabólicos concentran la radiación solar aumentando la temperatura en el receptor. Los paneles fotovoltaicos convierten directamente la energía luminosa en energía eléctrica. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares (ver figura abajo).

Energía eólica: Es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir mediante la utilización de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire. Este tipo de energía ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de energía verde (ver ejemplo abajo).

Energía geotérmica: Parte del calor interno de la Tierra (5.000ºC) llega a la corteza terrestre. En algunas zonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzar temperaturas de ebullición, y, por tanto, servir para accionar turbinas eléctricas o para calentar (ver ejemplo abajo).

Energía mareomotriz: La energía mareomotriz se debe a las fuerzas gravitatorias entre la Luna, la Tierra y el Sol, que originan las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa entre estos tres astros. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse en lugares estratégicos como golfos, bahías o estuarios utilizando turbinas hidráulicas que se interponen en el movimiento natural de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.

Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable.

Otras formas de extraer energía del mar son la energía undimotriz, que es la energía producida por el movimiento de las olas; y la energía debida al gradiente térmico oceánico, que marca una diferencia de temperaturas entre la superficie y las aguas profundas del océano (ver ejemplo abajo).

Energía hidráulica: La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que arrastran un generador eléctrico (ver ejemplo abajo).

La química...una herramienta para la vida*

El conocimiento de la química es útil para casi todas las personas, ya que ésta se encuentra presente tanto a nuestro alrededor como dentro de nuestro organismo, donde todo el tiempo están ocurriendo procesos químicos. El estudio de esta disciplina permite entender muchos de los fenómenos que observamos y aprender a intervenir en ellos para nuestro beneficio, por ejemplo, un campesino puede ser asesorado en como utilizar fertilizantes que le ayudarán a obtener mejores cosechas; una ama de casa puede alimentar sanamente a su familia cuando aprende a reconocer los alimentos que le preporcionan nutrientes básicos.

La química está presente en todas las actividades del ser humano, ya que muchos de los objetos que usamos en nuestra vida están hechos de materiales que se obtienen por procesos químicos: plásticos, papel, vidrio, diversos metales, medicamentos, productos para la higiene personal, etcétera.

Entonces podemos decir ahora que la química como ciencia se caracteriza por poseer un objeto de estudio bien delimitado, utilizando una metodología específica.

Como ciencia, la química ha descubierto las leyes y los principios que gobiernan la materia, y a partir de esos conocimientos se ha vuelto capaz de predecir el comportamiento de los elementos y compuestos bajo determinadas circunstancias, además de incurcionar en la fabricación de los nuevos y sorprendentes materiales que demandan la vida actual.

Podemos llegar a la conclusión de que la química es la ciencia que se encarga de estudiar la composición, estructura y transformaciones de la materia, su interrelación con la energía, así como las leyes que regulan tales interacciones.

Sin embargo, la química, para su estudio, se ha dividido en diferentes ramas:

1. Química general. Que se dedica al estudio de los principios básicos de la constitución, las propiedades y transformaciones de la materia.
2. Química inorgánica. Estudia los diversos elementos y compuestos que con ellos se forman, descontando los que tienen enlaces carbono-hidrógeno, es decir, los compuestos orgánicos.
3. Química orgánica. estudia la estructura, propiedades, síntesis y reactividad de compuestos químicos formados principalmente por carbono-hidrógeno.
4. Química analítica. Investiga la composición de las sustancias tanto cualitativamente como cuantitativamente. El primero identifica los componentes desconocidos existentes en una sustancia, y el segundo indica las cantidades relativas de dichos componentes.
5. Químoica ambiental. Se dedica a estudiar las fuentes, las reacciones, el transporte, los efectos y el destino de las especies en la naturaleza y los ambientes vivos, así como los consiguientes efectos de la tecnología sobre ellos.

Y muchas muchas más.

Ahora nos enfocaremos a la lectura del siguiente link, por favor ábranlo e impriman la lectura para que la lleven a la clase. No olviden que les toca exponer también. Saludos.

http://clmancha.ugt.org/medioamb/webmedioambiente/separata%20consumo%20energia.pdf

Bibliografía consultada

1. Mora González Victor Manuel. 2009. Química 1. Editorial ST. Pag. 17-21.
2. Paleo González E.L.D., Jaime Vasconcelos M.A., Quintanilla Bravo M. 2011. Vive la química. Editorial Progreso. Pag. 11-13.

¡VEAN, GALILEO TENÍA RAZÓN!

Durante muchos años se pensó que la idea propuesta por el filósofo griego Aristóteles, quien sostenía que los cuerpos pesados caen más rápido que los cuerpos ligeros era una total verdad. Casi dos siglos después, el científico italiano Galileo Galilei cuestionaba esta idea aristotélica y afirmaba que los cuerpos, tanto los ligeros como los pesados, caen con la misma rapidez. Se dice que, en 1591, Galileo, siendo profesor de la Universidad de Pisa, congregó a un grupo de maestros para que fueran testigos de un importante evento. Galileo, con la ayuda de un par de asistentes, subió a lo alto de la Torre de Pisa para dejar caer simultáneamente dos grandes esferas, una de madera y otra de plomo. Las esferas llegaron al piso al mismo tiempo. Si Aristóteles hubiera tenido razón, la esfera de plomo habría llegado mucho antes al piso. Galileo sostuvo que en ausencia de aire, al no existir sustentación alguna (rozamiento con el aire), los cuerpos aplanados, como la pluma o una hoja de papel con su cara paralela al piso, caen tan rápido como una pelota. En 1642, el científico irlandés Robert Boyle confirmó este resultado al dejar caer una bala de plomo y una pluma dentro de un recipiente de vidrio al cual se le extrajo el aire. Con este experimento, Boyle demostró que la única fuerza que reduce la velocidad de los cuerpos en su caída es la resistencia del aire. En 1971, la misión Apolo XV llegó a la Luna, que carece de atmósfera. El astronauta David Scott dejó caer desde la misma altura y al mismo tiempo un martillo y una pluma; para maravilla de los miles de televidentes que presenciaban este experimento en la Tierra, ambos objetos alcanzaron el suelo lunar al mismo tiempo, con lo que el astronauta exclamó: “¡Vean, Galileo tenía razón!”

INSTRUCCIONES. Copien la información y llévenla a la siguiente clase. ¡Gracias!