CARTEL DE CONTENIDOS SEGUNDO FRANCIA

ELEMENTOS DE FÍSICA Y QUÍMICA

Chicos de segundo... disculpen en el grado hay una corrección debe decir 2do año

APC Nº1 (MARZO) SEGUNDO AÑO - ELEMENTOS DE FÍSICA Y QUÍMICA

Mundo Agua

¿Sabías que el agua es la sustancia más abundante en la naturaleza? ¿Y que unas tres cuartas partes de la Tierra están cubiertas por agua? Además es una de las pocas sustancias que se presenta en la naturaleza en los tres estados de la materia: sólido (en los casquetes polares y glaciares, por ejemplo), líquido (en los ríos, océanos, lagos…) y gaseoso (niebla, nubes o vapor de agua de la atmósfera).

El ciclo del agua
Casi todo el agua de la Tierra se transfiere desde la superficie terrestre a la atmósfera y vuelve a ella en un proceso continuo llamado ciclo del agua. De esta forma el agua de nuestro planeta se recicla constantemente.

Las Precipitaciones, Es el agua que cae a la superficie terrestre desde la atmósfera son las precipitaciones. Pueden ser de diversas formas: lluvia, nieve, granizo.

Las Reservas y almacenamiento. El agua de las precipitaciones se almacena en la superficie terrestre en formas líquidas (océanos, ríos y lagos) y sólidas (hielo y nieve de los glaciares e iceberg). Algunas precipitaciones se infiltran bajo la superficie terrestre y allí se almacenan y fluyen entre las rocas del subsuelo: son las aguas subterráneas.

La Escorrentía . El agua que fluye desde la tierra hasta los arroyos, ríos, lagos y océanos se llama escorrentía. La escorrentía se reduce durante los periodos de sequía y las estaciones secas, y aumenta con las estaciones lluviosas, las tormentas y los deshielos.

La evaporación y Transpiración. El agua de los océanos y de la tierra es absorbida por la atmósfera mediante un proceso llamado evaporación. Cuando el agua se evapora pasa de un estado líquido a un estado gaseoso, es decir, el agua líquida se convierte en vapor de agua. La mayor parte del agua que llega a la atmósfera se evapora desde la superficie de los océanos. El agua también se puede evaporar desde las plantas y a este proceso se le llama transpiración.

La condensación . Vapor de agua se enfría a medida que se eleva en la atmósfera. Al enfriarse se condensa, es decir, el vapor de agua se convierte en gotitas de agua o en diminutos cristales de hielo y se forman las nubes. Cuando las gotas de agua y cristales de hielo pesan lo suficiente, caen en forma de precipitaciones desde las nubes, y de esta forma continúa el ciclo del agua.¿Crees que tú contaminas el medio ambiente? Aunque pienses que no, lo más probable es que también contribuyas a contaminarlo. Las basuras, los desechos de papel o plástico, las pilas que usas y no se recicla todo contaminación

¿Crees que tú contaminas el medio ambiente? Aunque pienses que no, lo más probable es que también contribuyas a contaminarlo. Las basuras, los desechos de papel o plástico, las pilas que usas y no se reciclan… todo contamina.CÓMO SE CONTAMINA EL MEDIO AMBIENTE?¿Sabes qué es una marea negra? Es un desastre ecológico producido cuando un petrolero vierte al mar la carga que transporta. El petróleo se queda en el agua, se deposita en el fondo marino o se pega en las rocas de la costa. Tienen que pasar varias décadas hasta que el ecosistema afectado se recupera.Normalmente, la contaminación es una consecuencia del vertido de diversas sustancias químicas. Pero ¿sabías que el agua puede contaminarse también al calentarse? Cuando una industria o una central eléctrica utilizan el agua de un río para refrigerar sus máquinas, el agua se calienta. Y en el agua caliente hay menos oxígeno disuelto que en la fría, por lo que muchos peces y otros animales pueden morir.La contaminación puede afectar al aire, al agua o al suelo.

Marea negra Los vertidos representan un grave problema, ya que una vez producidos, es casi imposible eliminarlos o recogerlos por completo. Dado que el agua y el petróleo no se mezclan, este flota sobre el agua y acaba contaminando las costas, para lo cualLos trabajadores emplean redes especiales para limpiar una playa tras un vertido de un petrolero.

Muchos de nuestros bosques están siendo dañados por la lluvia ácida Los bosques, lagos, estanques y otros ecosistemas terrestres y acuáticos del mundo sufren graves daños ocasionados por la lluvia ácida. Esta se origina por la combinación, con la humedad atmosférica, de los óxidos de azufre y nitrógeno que se emiten a la atmósfera. La lluvia ácida, además de quemar las hojas de las plantas también acidifica el agua de los lagos dejando sin vida muchos de estos ecosistemas acuáticos.Contaminación del agua La contaminación de ríos y arroyos por contaminantes químicos se ha convertido en uno de los problemas ambientales más graves de nuestra sociedad. Cada año mueren varios millones de personas en el mundo por beber agua contaminada.

CUESTIONARIO

01. ¿Qué es el ciclo del agua?

02.¿ Cuáles son los procesos contaminantes más comunes?
03. ¿Qué medidas podemos tomar para cuidar el agua?
04.¿Qué etapa del ciclo es las importante?
05.¿Qué otros tipos de contaminación del agua conoces?

(Desarrollar en el FIT, solo copiar las preguntas y realizar el desarrollo)

APC Nº1 (MARZO) QUÍMICA TERCER AÑO

NANOTECNOLOGÍA

La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman (Breve cronología - historia de la nanotecnología).

La mejor definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala. Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas

Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc..

Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.

La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro "Engines of creation" introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el Foresight Institute.

El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.

Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del MIT).

Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más dedlicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.

Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicos que cambiarán el mundo.

CUESTIONARIO

1.- ¿Qué entiende por Nanotecnología?

2.- ¿Qué aplicaciones tiene la nanotecnología?

3.- ¿En qué ha cambiado la nanotecnología nuestra vida?

4.- ¿Qué científicos están relacionado con la nanotecnología ?

5.- ¿Que podría crear Ud. empleando la nanotecnología?

APC Nº 1 (MARZO) FISICA TERCER AÑO

FUERZAS FUNDAMENTALES

Denominamos fuerzas fundamentales a aquellas fuerzas de la naturaleza que no se pueden explicar en función de otras más básicas y que rigen los procesos en el mundo subatómico. Las fuerzas o interacciones fundamentales descubiertas hasta ahora son cuatro: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. Las dos primeras se conocen desde hace mucho tiempo, sin embargo, las nucleares son de reciente descubrimiento, hace apenas un siglo. Puesto que son fuerzas que afectan a las partículas elementales, su estudio necesita de los aceleradores de alta energía, cuyo desarrollo viene marcando los hallazgos experimentales y los avances teóricos subsiguientes.

INTERACCIÓN GRAVITATORIA
Es la fuerza de atracción que una porción de materia ejerce sobre otra, y afecta a todos los cuerpos. Su intensidad es mínima entre las partículas que intervienen en los procesos atómicos, pero es esencial a gran escala porque su alcance es infinito, aunque decrece de forma inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, según la ley de Newton. Su importancia reside en que siempre es atractiva y, por tanto, se acumula, aumentando con el número de partículas en juego. De este modo, la gravitación es la fuerza preponderante a escala macroscópica, a pesar de que se trata de la más débil de todas las interacciones. Es la responsable de la atracción universal entre los cuerpos, de la cohesión de los astros (planetas, estrellas, satélites...) y regula sus movimientos. Podemos afirmar que es la fuerza que mantiene el orden y el equilibrio en el universo y la que provoca, al mismo tiempo, la colisión entre galaxias vecinas y la creación de nuevas estrellas.
En 1915, Einstein, tras desarrollar su teoría especial de la relatividad, sugirió que la gravedad no era una fuerza como las otras, sino una consecuencia de la deformación del espacio-tiempo por la presencia de masa (o energía, que es lo mismo), formulando su teoría general de la relatividad. Entonces, cuerpos como la Tierra no se mueven en órbitas cerradas porque haya una fuerza llamada gravedad, sino que describen trayectorias parecidas a líneas rectas, pero en un espacio-tiempo que se encuentra deformado por la presencia del Sol.
Con todo, Einstein propone una teoría clásica, ya que no introduce los conceptos cuánticos que describen el mundo microscópico. Los intentos realizados por cuantizar la interacción gravitatoria implican la existencia de un bosón mediador de la interacción, el gravitón, de masa nula y número cuántico de espín 2, que no ha podido ser detectado aún. Dicha partícula virtual sería la intercambiada entre las partículas subatómicas (o fermiones) que se ven afectadas por la gravedad en un instante dado.

INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
La fuerza electromagnética afecta exclusivamente a los cuerpos con carga eléctrica y es la responsable de las transformaciones físicas y químicas de átomos y moléculas, donde une a los electrones y los núcleos. Es mucho más intensa que la fuerza gravitatoria y su alcance es también infinito. Sin embargo, no es acumulativa como la gravitación, pues, según el tipo de cargas presentes, las interacciones electromagnéticas son atractivas o repulsivas, de manera que la neutralidad eléctrica de la materia anula sus efectos a larga distancia.
A raíz del triunfo de la teoría general de la gravitación de Newton, Coulomb la adaptó para explicar las fuerzas de atracción y repulsión experimentadas por los objetos cargados eléctricamente, demostrando que ésta era directamente proporcional al producto de las cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de su distancia. Mostró también que las cargas de igual signo se atraen y las de distinto signo se repelen, y que los cuerpos imanados también sufrían una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
Experimentos posteriores realizados por el danés Oersted, el francés Ampère y el británico Faraday revelaron que los fenómenos eléctricos y magnéticos estaban relacionados. Su estudio fue sistematizado por el físico escocés J. C. Maxwell en su teoría electromagnética, en la que predijo que la transmisión de los campos eléctrico y magnético, perpendiculares entre sí, se realizaba ondulatoriamente a la velocidad de la luz.
En el orden macroscópico, la teoría de Maxwell constituye un modelo de economía al unificar el tratamiento de los fenómenos eléctricos y magnéticos en sólo cuatro famosas ecuaciones, mientras que en las dimensiones atómicas la teoría del electromagnetismo se denomina electrodinámica cuántica, cuyos fundamentos se deben a Bethe, Tomonaga, Schwinger y Feynman, principalmente, y que realiza una corrección cuántica de las ecuaciones de Maxwell.

INTERACCIONES NUCLEARES
En las emisiones radiactivas de tipo beta, ciertos átomos tienen un exceso de neutrones, algunos de los cuales se desintegran convirtiéndose en un protón, un electrón y un neutrino a través de un proceso regido por la interacción nuclear débil o de Fermi, que sólo se manifiesta a distancias de 10-17 ó 10-18 m, la fuerza de menor alcance. Recibe este nombre porque su intensidad es muy inferior que en las interacciones fuertes.
La emisión de neutrinos fue propuesta por primera vez en 1929 por Pauli. Postuló que, junto a los tres tipos de radiaciones conocidos, alfa, beta y gamma, debían emitirse otras partículas a las que llamó neutrinos y antineutrinos, sin carga eléctrica y cuya masa era muy pequeña o incluso nula, como en el caso del fotón. En la emisión beta, un neutrón se convierte en un protón, una situación no prevista ni en física clásica ni en física cuántica y que tanto desconcertó a los físicos de partículas, y se crean un electrón y un antineutrino.
Las predicciones de Pauli se confirmaron cuando fueron descubiertos los neutrinos por Reines y Cowan, en Los Álamos, en 1956. El neutrino es el mejor ejemplo de las interacciones débiles. Aunque tiene una sección eficaz extremadamente baja y como consecuencia de ello muy poca interacción con la materia, es muy importante en astrofísica, pues los procesos termonucleares de las estrellas implican una producción masiva de neutrinos. Gracias a esto se han podido estudiar, pues la escasa interacción se ve compensada por el gran número que se genera de ellos.
Para explicar la estabilidad de los núcleos, que contienen protones a una distancia increíblemente pequeña, Rutherford postuló la existencia de la interacción nuclear fuerte, una fuerza atractiva muy intensa para distancias del orden de los diámetros nucleares (10-15 m), capaz de vencer la repulsión electrostática entre los protones. Podemos afirmar que la fuerza o interacción nuclear fuerte es la que mantiene unidos los componentes de los núcleos atómicos y actúa indistintamente entre dos nucleones cualesquiera, ya sean protones o neutrones.
Teniendo en cuenta el especial carácter de las fuerzas nucleares al compararlas con las dos interacciones clásicas, su formulación no es similar a las ecuaciones de Newton y de Coulomb. La descripción que actualmente se utiliza de la fuerza débil se realiza de manera unificada con la electromagnética en la denominada interacción electrodébil. Sus autores, Glashow, Salam y Weinberg, recibieron el Premio Nobel de Física en 1979 por su trabajo. La teoría actual de la interacción fuerte, debida principalmente a Yang y Mills, fue completada a mitad de los años 70 y se llama cromodinámica cuántica, desarrollada por analogía con la electrodinámica de Feynman y colaboradores.

CUESTIONARIO
1.- ¿Qué cienfiticos destacan en la lectura¿ ¿Porqué?
2.- ¿Qué fuerza crees la más importante? Justifique su respuesta.
3.- ¿Qué diferencia hay entre las fuerzas de interacción fuerte y debil?
4.- ¿Que puede comentar sobre la Teoría de la Relatividad?
5.- ¿Podría existir otra fuerza fundamental? Si así fuese qué caracteristicas y nombre Ud.le daría
(Presentar en el FIT, sólo escriba las preguntas y sus respuestas, no es necesariocopiar la lectura)

APC Nº1 (Marzo) QUÍMICA 4TO AÑO

La Química y la Salud

Medicinas, vacunas y productos sanitarios

La química contribuye de forma esencial a la mejora de la alimentación y la higiene, conjuntamente con otras ciencias y tecnologías, y es el protagonista esencial, mediante los productos farmacéuticos, en la lucha contra las enfermedades y en la mejora de la calidad de vida hasta edades muy avanzadas. Klaus Heilman, director del Instituto de la Salud de Munich, estableció la correlación entre el descubrimiento y la aplicación generalizada de medicamentos, y la mejora de la calidad de vida y su prolongación, calculando que 15 años de nuestras vidas (20%), se los debemos a los medicamentos.
A esta revolución en la mejora de la salud humana han contribuido, entre otros, dos grupos de medicamentos: los antibióticos, que han revolucionado la cura de las infecciones causadas por microorganismos, y las vacunas, que han estado en primera línea de defensa contra las epidemias, enfermedades contagiosas y patologías previsibles.
El químico y biólogo francés Louis Pasteur demostró la teoría de los gérmenes como causantes de enfermedades (patógenos), dando base científica a las experiencias del médico inglés Edward Jenner, inventor de la primera vacuna. El químico alemán Gerhard Domagk obtuvo el Premio Nobel en 1939 por el descubrimiento de la primera molécula quimioterapéutica activa contra gérmenes: la sulfamida. Este producto y sus sucesores, salvaron un incontable número de vidas en las décadas siguientes. Posteriormente, el británico Alexander Fleming, también Premio Nobel en 1945, descubrió la acción antiinfecciosa de la secreción de un hongo, que recibió el nombre de Penicilina, dando lugar al nacimiento de los antibióticos.
Las medicinas y las vacunas han erradicado prácticamente grandes patologías como la poliomelitis, la viruela o la tuberculosis. Por su parte, los antisépticos y los antibióticos ayudan – entre otras cosas - a salvar la vida de las madres en los partos, habiendo descendido la mortalidad, en los países industrializados, de 300 madres cada 100.000 nacimientos, a menos de 20 en la actualidad.
También el cólera ha sido erradicado en gran parte del mundo mediante el tratamiento del agua, de la que Pasteur decía: “Nos bebemos el 80% de las enfermedades”. Actualmente, la industria química fabrica el cloro que potabiliza el 98% del agua que consumen los seres humanos.
Pero la química moderna no sólo ayuda a salvar millones de vidas gracias a los medicamentos, sino también mediante otros productos que rompen la cadena de transmisión de terribles enfermedades como son los insecticidas, los desinfectantes y otros protectores de diversa índole. Por ejemplo, la lucha contra la malaria y el mosquito que la transmite es absolutamente esencial si consideramos que más de 100 millones de personas, resultan infectadas anualmente.
Casi siempre, las enfermedades vienen acompañadas de muy diferentes clases de sufrimiento, dolores e incapacidades. Las medicinas alivian el dolor y mejoran la calidad de vida, de:
• 30 millones de personas que sufren artritis o reumatismo
• 5 millones de enfermos del corazón
• 0,5 millones que padecen la enfermedad de Parkinson
• de 20 a 30 millones con desórdenes nerviosos
• Incontables enfermos de diabetes, epilepsia y asma
Además, las nuevas moléculas químicas hacen posible el transplante de órganos y la farmacia está introduciéndose en el campo de la terapia génica.

CUESTIONARIO
1.- ¿Qué aporte tiene la química a la calidad de vida?
2.- Mencione 3 químicos que contribuyeron a la mejora de la calidad de vida, cuales fueron dichas contribuciones.
3.- ¿Qué productos aparte de los medicamentos aporta la química al bienestar de la salud?
4.- Sobre las cifras mencionadas, ¿Cuál considera que afecta más la calidad de vida?
5.- ¿Creés que ya aportó todo la química a la salud? ¿porque?

DESARROLLAR EN EL FIT, solo copiar las preguntas y hacer el desarrollo (plazo última clase mes)