Semana del 4 al 8 Abril 2016

Modelo atómico

Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de explicar su comportamiento y propiedades. De ninguna manera debe ser interpretado como un dibujo de un átomo, sino más bien como el diagrama conceptual de su funcionamiento. A lo largo del tiempo existieron varios modelos atómicos y algunos más elaborados que otros:

• Modelo atómico de Demócrito, el primer modelo atómico, postulado por el filósofo griego Demócrito.
• Modelo atómico de Dalton, que surgió en el contexto de la química, el primero con bases científicas.
• Modelo atómico de Thomson, o modelo del budín, donde los electrones son como las "frutas" dentro de una "masa" positiva.
• Modelo del átomo cúbico de Lewis, donde los electrones están dispuestos según los vértices de un cubo, que explica la teoría de la valencia.
• Modelo atómico de Rutherford, el primero que distingue entre el núcleo central y una nube de electrones a su alrededor.(1911)
• Modelo atómico de Bohr, un modelo cuantizado del átomo, con electrones girando en órbitas circulares.(1913)
• Modelo atómico de Sommerfeld, una versión relativista del modelo de Rutherford-Bohr.
• Modelo atómico de Schrödinger, un modelo cuántico no relativista donde los electrones se consideran ondas de materia existente.

Proceso histórico del desarrollo del modelo atómico; aportaciones de Thomson, Rutherford y Bohr; alcances y limitaciones de los modelos.

En el proceso histórico del desarrollo del modelo atómico tenemos la aportación de Thomsom, Rutherford y Bohr. 

Aportaciones de Thomson se le considera uno de los descubridores del electrón gracias a sus experimentos con los rayos catódicos. Thomson creía que el electrón era el componente universal de la materia y fue el primero en sugerir una teoría sobre la estructura interna del átomo.

Aportaciones de Rutherford después del descubrimiento de que el átomo estaba formado por partículas positivas y negativas, la siguiente cuestión a resolver fue ¿cómo están organizadas estas partículas? Rutherford creó el primer modelo precursor de la concepción actual.

Aportaciones de Bohr postuló que los electrones que circulan en los átomos obedecen a las leyes de la mecánica cuántica.

Características básicas del modelo atómico: núcleo con protones y neutrones, y electrones en órbitas. Carga eléctrica del electrón. 

El modelo atómico de Bohr presenta las siguientes características:

* Los electrones no son atraídos por el núcleo, sino que se mueven alrededor del él describiendo órbitas circulares.
* Los electrones adquieren energía, se excitan, por efecto del calor o la electricidad. Al adquirir mayor energía pasan de una órbita interior a otra exterior de mayor energía. De esta manera se vuelven inestables. Entonces, para recuperar su estabilidad regresan a la órbita interior, perdiendo la energía adquirida.
* El nivel energético de los electrones depende de la órbita en que se encuentren.

La carga eléctrica elemental es la del electrón. El electrón es la partícula elemental que lleva la menor carga eléctrica negativa que se puede aislar. Como la carga de un electrón resulta extremadamente pequeña se toma en el SI (Sistema Internacional) para la unidad de Carga eléctrica el Culombio que equivale a 6,24 10E18 electrones.

En la tabla adjunta se muestra la masa y la carga de las partículas elementales.

Efectos de atracción y repulsión electrostáticas.

La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa. Si frotas dos objetos uno adquiere un exceso de carga negativa y el otro adquiere un exceso de carga positiva.

Dos objetos con carga positiva se repelen. Dos objetos con carga negativa también se repelen, pero un objeto con carga positiva atraerá a un objeto con carga negativa.

Materiales aislantes: estos materiales no conducen la electricidad, en cambio, los Materiales conductores: permiten el paso de la electricidad en ellos. 

Corriente y resistencia eléctrica. Materiales aislantes y conductores.

Las cargas eléctricas, son capaces de moverse dentro de un cuerpo, pero su movimiento depende del tipo de material en donde se encuentren. A grandes rasgos, podemos distinguir entre dos tipos de materiales de acuerdo con la resistencia que oponen al movimiento de los electrones los aislantes y los conductores.

Pos su parte, lo conductores son materiales que ofrecen una resistencia pequeña al movimiento de los electrones, de hecho algunos de los electrones pueden pasar de un átomo a otro libremente se dice entonces que un conductor posee electrones libres.

Materiales aislantes: estos materiales no conducen la electricidad, en cambio, los Materiales conductores: permiten el paso de la electricidad en ellos. 

Experimento de Rutherford

Modelos atómicos

http://es.slideshare.net/jvjamon/modelos-atmicos-2461149

Semana del 14 al 18 de Marzo 2016

Fecha EXAMEN: Jueves 17, 2016.

La guía para el examen ya saben dónde encontrarla. Gracias y suerte!

Equilibrio térmico OBJETIVOS 1- Estudiar procesos de transferencia de calor 2- Aplicar el principio de conservación de la energía 3- Determinar la temperatura final de una mezcla

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA.

El principio de la conservación de la energía establece que el valor de la energía en un sistema sobre el cual no interactúa ningún otro no varía con el tiempo. Aplicando este principio a los sistemas termodinámicos se puede extraer la consecuencia de que el aumento de la cantidad de energía térmica en un sistema es igual a la suma del incremento de la energía interna del sistema y el trabajo.

A mediados del siglo XIX se realizaron los experimentos que demostraron la relación entre el calor y el trabajo. James Joule publicó en 1850 la obra El equivalente mecánico del calor, explicando los experimentos que llevó a cabo y que le permitieron demostrar que la energía producida por el trabajo tiene calor como resultado y puede medirse: existe una relación de equivalencia entre trabajo y calor. La energía suministrada como trabajo se transforma en otro tipo de energía, en calor.

Para sus pruebas ideó un aparato que consistía en un recipiente hermético con un eje rotatorio con ocho paletas que agitaban un líquido. El eje estaba conectado con poleas a dos pesos conocidos.  Al dejar caer los pesos, el eje giraba y movía las palas que, a su vez, agitaban el líquido del recipiente. Tras repetir veinte veces el mismo experimento, las conclusiones fueron:

1) El calor producido por la fricción es proporcional a la cantidad de trabajo mecánico existente
2) Es necesaria una fuerza mecánica equivalente a la caída de 772 libras desde la altura de un pie para aumentar en 1ºF la temperatura de una libra de agua

Semana del 7 al 11 Marzo 2016

FORMAS DE ENERGÍA

Existen distintas formas en función del modo en que se manifiestan en la naturaleza:

Energía Eólica: Se denomina energía eólica a la energía obtenida de las corrientes de aire terrestre. Podemos afirmar que la Argentina cuenta en la Patagonia, a este respecto, con un verdadero paraíso de vientos. También se presentan favorables escenarios para el aprovechamiento eólico en la costa pampeana, la cordillera central y norte y otras locaciones. Los sistemas de aprovechamiento de este tipo de energía varían entre pequeños, para generación de electricidad y bombeo de agua y grandes para producción de energía eléctrica a gran escala.

 

Energía de la Olas: Es la obtenida del movimiento del agua en la superficie de los océanos y mares. Argentina dispone de miles de kilómetros de costa, desde Ushuaia hasta Buenos Aires.

Energía Solar: Se denomina Energía Solar, puntualmente, a los sistemas que aprovechan la radiación solar incidente sobre la tierra para calefacciones y/o generar energía eléctrica. Cabe destacar que la radiación solar que llega a la tierra influye directa o indirectamente en la producción de otras energías, como la eólica, hidráulica y biomasa. Nuestro país posee muy buenas condiciones, en la totalidad de su territorio Los sistemas mas utilizados de aprovechamiento de energía solar se diferencian en dos grandes grupos: Sistemas Térmicos y Sistemas foto-voltaicos.

 

Energía Hidráulica: Es la obtenida del aprovechamiento de la energía potencial gravitatoria del agua (la energía que se puede obtener gracias al desplazamiento de agua desde un punto dado hasta uno de nivel inferior). Los sistemas que abrochan este tipo de energía se los denomina micro turbinas. Se cuenta actualmente con muchas instalaciones en funcionamiento, aunque dada nuestra geografía, las instalaciones podrían ser muchas más.

 

Energía Geotérmica: Es la energía que se obtiene del calor interior de la tierra. Existen muchas aplicaciones  en el país, pero nuevamente, el aprovechamiento no es ni por mucho el que podría dadas las excelentes condiciones de que disponemos.

Energía del Biogás: Se denomina Biogás al gas que se genera por la descomposición de la materia orgánica. No hay gran cantidad de emprendimientos en el país, pero seguramente su aplicación seria muy positiva, dado el carácter agrícola - ganadero del país.

TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA

La energía puede pasar de unas formas a otras, pero nunca se pierde. Algunas transformaciones de energía son las siguientes:

• La energía eléctrica puede transformarse en:

            Energía luminosa (Ej: bombilla).
            Energía sonora (Ej: equipo de música).
            Energía calorífica (Ej: brasero).
            Energía cinética: (Ej: batidora).

• La energía luminosa se puede transformar en energía eléctrica. Esto es lo que sucede en las calculadoras solares, por ejemplo.También la energía luminosa que llega del Sol se transforma en energía térmica y eléctrica gracias al funcionamiento de los paneles solares.

• La energía cinética puede transformarse en energía eléctrica y energía luminosa. Por ejemplo, cuando montas en bici, la energía cinética de tu pedaleo se transforma en energía eléctrica en la dinamo. Esa energía se transforma en luz en los faros de la bicicleta.

• La energía química se convierte en energía cinética y térmica. Esto sucede cuando se queman los combustibles en los motores de los coches. La energía química también se transforma en energía eléctrica. Esto ocurre al conectar una bombilla a una pila.

• En las centrales nucleares, la energía nuclear se transforma en energía eléctrica.

SITIO ESPECIALMENTE DEDICADO A LOS ALUMNOS DONDE APRENDERÁN QUÉ ES LA ENERGÍA Y LAS MEDIDAS 

Centrales Hidroeléctricas

Las centrales hidroeléctricas tiene las siguientes ventajas e inconvenientes:

VENTAJAS	INCONVENIENTES
No generan gases ni humos	Detienen el curso de un río, alterando su ecosistema
Utilizan una fuente de energía renovable	Provocan que se sequen los campos

Una central hidroeléctrica aprovecha la energía potencial del movimiento del agua en los ríos y la convierten en energía eléctrica. Para ello hay que construir una presa en el curso del río, que hace que suba el nivel del agua y por tanto, su energía potencial.

La presa es atravesada por una tubería que lleva agua a gran velocidad. Este agua mueve los álabes de una turbina, que está conectada a un generador que proporciona la energía eléctrica.

La energía eléctrica pasa por un transformador, que la eleva para ser transportada por el tendido eléctrico hasta las ciudades. 

Esquema de una Central Hidroeléctrica

Centrales Térmicas

Una central térmica necesita para funcionar un combustible, que puede ser sólido (Ej. Carbón), líquido (Ej. Gasoil) o gaseoso (Ej. Gas natural).

Las centrales térmicas también presentan ventajas e inconvenientes:

VENTAJAS	INCONVENIENTES
Se puede instalar en cualquier sitio	Contaminan la atmósfera
Generan mucha energía	Utilizan combustibles fósiles, no renovables
Pueden quemar residuos, biomasa, etc, como combustible	Provocan contaminación térmica, que a su vez crean el efecto invernadero y la lluvia ácida

En las centrales térmicas, se quema el combustible en una caldera que calienta agua y la convierte en vapor. El vapor a presión hace girar una turbina que a su vez mueve un generador eléctrico (Alternador), que crea la energía eléctrica.

El vapor se enfría en una torre de refrigeración y se convierte en agua para volverla a utilizar.

La energía eléctrica pasa por un transformador, que la eleva para ser transportada por el tendido eléctrico hasta las ciudades.

Ahorro de energía

Ya hemos visto cómo podemos conseguir la energía eléctrica que consumimos diariamente en nuestras casas, en las empresas, etc.

Es imprescindible reducir el consumo de combustibles fósiles, ya que utilizan fuentes de energía no renovables, que cada vez más escasas y caras, y que además contaminan el medio ambiente y provocan el cambio climático.

Por tanto, es conveniente incrementar el uso de energías renovables, que son ilimitadas y además apenas contaminan. 

Hoy en día, la mayoría de la energía que empleamos provienen de fuentes de energía no renovables, por tanto hay que reducir el gasto de energía eléctrica por parte de todos, para no contribuir a la contaminación de la atmósfera.

3.1. Ahorro energético en el hogar

En nuestro hogar podemos contribuir al ahorro de energía de la siguiente forma:

• Instalar lámparas de bajo consumo, que consumen 5 veces menos y duran 10 veces más.
• Aprovechar la luz natural
• Ahorrar en calefacción y aire acondicionado utilizando aislantes, toldos, etc.
• No poner la calefacción muy alta ni el aire acondicionado muy frío.
• Ducharse en lugar de bañarse, para ahorrar agua caliente.
• Utilizar lavavajillas y lavadora cuando estén llenos.
• Adquirir electrodomésticos eficientes.
• Desenchufar los aparatos eléctricos en lugar de dejarlos en stand by.

Te dejo el siguiente video para que construyas tu barco de vapor.  Así que ¡Manos a la obra!