CIENCIAS CUARTO

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NOVIEMBRE 03 DE 2014

CAMBIOS QUÍMICOS DE LA MATERIA

Toda la materia que existe a nuestro alrededor experimenta cambios continuamente. Uno de ellos son los cambios químicos.

Los cambios químicos son aquellos en los cuales la materia sufre transformaciones que alteran su estructura y composición convirtiéndola en una nueva sustancia.

En los cambios químicos la sustancia que se obtiene siempre es diferente , porque se pierden las propiedades especificas de la materia. Por ejemplo, al quemar un pedazo de papel o de madera obtenemos cenizas, carbón, agua y gas carbónico.

En la mayor parte de los casos, después que se da un cambio químico no se puede volver a obtener la sustancia inicial. Por esta razón, siguiendo con el ejemplo anterior, la combinación de las cenizas, el agua y el gas carbónico no da como resultado el papel que se quema porque los cambios no son reversibles.

Muchas veces, los cambios químicos están acompañados de la producción de luz, sonido, humo o de un nuevo olor o color.

Por ejemplo, cuando viertes el contenido de un huevo en una sartén y lo fríes, verás que cambia de color y se vuelve sólido.

Algunos tipos de cambios químicos son la combustión y la fermentación.

• En las combustiones, la materia arde y se forman otras sustancias, como las cenizas y el vapor de agua. Por ejemplo, se produce una combustión cuando el papel se quema y se forma la ceniza. La propiedad del papel se pierde cuando se convierte en ceniza.

• En las fermentaciones, algunas sustancias como la leche, se transforman en otras, como el yogur y el queso.

OCTUBRE 23 DE 2014

PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LA MATERIA

A diferencia de las propiedades generales, las propiedades específicas , como su nombre lo indica, son propias de cada tipo de materia.

Así por ejemplo, cada uno de los materiales que encontramos en la naturaleza tienen su propia densidad,solubilidad y dilatación entre otros.

• La densidad es la masa de un cuerpo contenida en una unidad de volumen. Hay cuerpos que poseen poca masa en relación con su tamaño. Estos cuerpos son poco densos, por ejemplo, un globo inflado, o un paquete de algodón. Por el contrario, los cuerpos muy densos son aquellos que tienen mucha masa en relación con su tamaño. Tal es el caso de las bolitas de acero o los lingotes de oro. para hallar el valor de la densidad de un cuerpo se divide la masa de ese cuerpo por su volumen.

La densidad de los cuerpos se suele expresar en gramos(g) por mililitro(ml). Por ejemplo un gramo de agua ocupa exactamente un volumen de un mililitro; por eso decimos que la densidad del agua es 1 gramo por mililitro( 1 g/ml ).

• La solubilidad  de una sustancia es la capacidad que tiene dicha sustancia para disolverse en otras a una determinada temperatura. Por ejemplo en el agua se disuelven la sal y el azúcar, pero no el aceite. Con la gasolina se pueden disolver aceites y pinturas, pero no sal ni azúcar.
• La dilatación es el aumento del volumen de un cuerpo por efectos de la temperatura. Por ejemplo, cuando se deja un globo inflado al sol, el aire que contiene se calienta, por lo que se dilata, es decir, su volumen aumenta y se puede reventar. No todos los cuerpos se dilatan de la misma manera; por ejemplo, los metales se dilata más que la madera.

OCTUBRE 14 DE 2014

LA NATURALEZA

Propiedades generales de la materia

Las propiedades generales de la materia se presentan tanto en la materia como en los cuerpos que son porciones de la misma. Si el color verde fuera propiedad general de la materia, todos los cuerpos serían verdes; como no es así, el color verde únicamente es propiedad específica de algunos cuerpos. Las principales propiedades generales son: · Extensión. Todos los cuerpos ocupan un lugar en el espacio. El lugar que ocupa un cuerpo es su volumen. · Impenetrabilidad. Como cada cuerpo ocupa un lugar en el espacio, su lugar no puede ser ocupado al mismo tiempo por otro cuerpo. · Inercia. Consiste en la tendencia que tienen los cuerpos de continuar en su estado de reposo o movimiento en que se encuentran si no hay una fuerza que los cambie. · Masa. Es la cantidad de materia contenida en un volumen cualquiera, la masa de un cuerpo es la misma en cualquier parte de la Tierra o en otro planeta. El aparato que se utiliza para medir la masa es la balanza y la unidad en que se expresa es el kilogramo (Kg) o el gramo (g).  · Peso. Es la acción de la gravedad de la Tierra sobre los cuerpos. En los lugares donde la fuerza de gravedad es menor, por ejemplo, en una montaña o en la Luna, el peso de los cuerpos disminuye. El peso se mide con un instrumento denominado dinamómetro, y la  unidad en que se expresa es el Newton(N).   Volumen. Es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo. Los aparatos que se utilizan para para medir el volumen varía según la forma y el estado en el que se encuentra la materia. Por ejemplo si la materia se encuentra en estado sólido y tiene forma definida, se usa la regla, y si se encuentra en estado líquido, se usa la  probeta. Las unidades de medida para expresar el volumen de los cuerpos son: el mililitro(ml) el centímetro cúbico(c.c.) y el litro (L) . · Divisibilidad. Es la propiedad que tiene cualquier cuerpo de poder dividirse en pedazos más pequeños, hasta llegar a las moléculas y los átomos. · Porosidad. Como los cuerpos están formados por partículas diminutas, éstas dejan entre sí espacios vacíos llamados poros. · Elasticidad. Propiedad que tienen los cuerpos de cambiar su forma cuando se les aplica una fuerza adecuada y de recobrar la forma original cuando se suspende la acción de la fuerza. La elasticidad tiene un límite, si se sobrepasa el cuerpo sufre una deformación permanente o se rompe. Hay cuerpos especiales en los cuales se nota esta propiedad, como en una liga, en la hoja de un cuchillo; en otros, la elasticidad se manifiesta poco, como en el vidrio o en la porcelana. Propiedades particulares Son las que tienen determinadas clases de materia, entre ellas tenemos las siguientes: · Dureza. Es la resistencia que opone un cuerpo al corte, a la penetración y a ser rayado. La materia más dura que se conoce es el diamante. Son muy blandos la cera, el jabón, etcétera. · Tenacidad. Es la resistencia que ofrece un cuerpo a romperse o a deformarse cuando se le golpea. Lo contrario a la tenacidad es la fragilidad. El acero es tenaz y el vidrio es frágil. · Ductilidad. Es la propiedad que tienen algunas materias, principalmente los metales, de estirarse para formar hilos o alambres. Se elaboran alambres de hierro, cobre, aluminio. El oro y la plata son de los más dúctiles porque con ellos se obtienen los hilos más delgados.  · Maleabilidad. Consiste en la facilidad que tienen algunas materias para extenderse en láminas. Los metales son maleables. Se hacen láminas de hierro, zinc, estaño, etc. El oro es el más maleable, sus láminas pueden ser tan delgadas que son transparentes y flotan en el aire. Propiedades específicas Las propiedades específicas de algunas sustancias sirven para distinguir unas sustancias de otras. Propiedades especificas son el color, el brillo, el sabor, el olor, el punto de ebullición, el peso específico, etcétera. La naftalina se reconoce por su color blanco y su olor característico. El azúcar, por su color blanco y su sabor dulce. El agua tiene como propiedades específicas el hervir a los 100° C, y un peso específico de un gramo por cada centímetro cúbico de volumen. El alcohol se distingue por su olor, su punto de ebullición que es de 72° C y su peso específico que es menor al del agua. Peso específico. Es el peso en gramos de un centímetro cúbico de una sustancia.

OCTUBRE 09 DE 2014

Salida de campo en la observación de suelos y disfrute de la naturaleza.

OCTUBRE 02 DE 2014

EL SUELO

El suelo es la capa superficial de la corteza terrestre.Está compuesto por sustancias inorgánicas y sustancias orgánicas.

• Las sustancias orgánicas son producto de la desintegración de las rocas de la corteza terrestre. Estas se descomponen gracias a la acción de agentes como el viento, el agua y los seres vivos. Dentro de las sustancias inorgánicas se incluyen: los granos de arena, los fragmentos de roca, el barro,el agua y el aire que hay entre las partículas del suelo.
• Las sustancias orgánicas proceden de los seres vivos. Incluyen la hojarasca, los excrementos de los animales y los restos de los seres vivos. El  humus hace parte de los componentes orgánicos del suelo; se forman como residuo de la descomposición de la materia orgánica y actúa como un banco de nutrientes, del cual las plantas van retirando poco a poco lo que necesitan. De esta manera se evita que los nutrientes sean arrastrados por la lluvia.

La mayoría de los suelos que conocemos actualmente se formaron hace millones de años. La formación de un suelo es un proceso lento, que abarca etapas que van desde el agrietamiento de las rocas por acción de las lluvias y los vientos, hasta el desarrollo y la muerte de plantas y animales cuyos restos se mezclan con las piedras y la arena.

Al cavar un hueco profundo en el suelo se pueden observar tres capas.

• La capa superficial es la que está en contacto directo con la atmósfera. Es color marrón oscuro, rica en humus y restos de animales y plantas en proceso de descomposición. En ella crecen las plantas.
• La capa intermedia es de color más claro, sin humus. Está formada por rocas desmenuzadas que van de la superficie acumulándose abajo; Hasta esta capa pueden llegar algunos árboles.
• La capa profunda está formada por la roca madre, llamada así porque es la que da origen al suelo.

SEPTIEMBRE 23 2014

A continuación encontrarás información que te servirá para que participes en clase, realiza un resumen y observa el vídeo.

Capas de la Tierra

Si pudiéramos observar la Tierra desde el espacio a unos ochenta mil kilómetros de distancia, la veríamos envuelta en una capa de gases que habitualmente llamamos aire y que es la atmósfera.

La atmósfera es una de las tres capas que rodean el planeta. Las otras dos son: la geósfera, constituida por materia en estado sólido, como son las rocas y la arena, y la hidrósfera, constituida por materia en estado liquido, que principalmente es el agua presente en los océanos, ríos, aguas subterráneas, etc. Como la tierra es esférica, las diferentes capas: atmósfera, geósfera e hidrósfera toman la forma del planeta y es por eso que se llaman esferas de la Tierra.

Estas capas esféricas nos muestran, a gran escala, los tres estados de la materia: el gaseoso, en el aire que conforma la atmósfera; el sólido, en los minerales y el suelo de que se compone la geósfera, y el líquido, que son las aguas de la hidrósfera. Cada una de estas capas contribuye a la perpetuación de la vida en el planeta Tierra.

La atmósfera proporciona las condiciones necesarias para que animales y vegetales desarrollen sus procesos vitales, ya que nos protege de las radiaciones solares peligrosas y nos proporciona el oxígeno necesario para la respiración. Mantiene, además, un equilibrio entre los extremos de calor y frío y transporta la humedad de los océanos a los continentes.

Atmósfera

La geósfera suministra, entre muchos otros componentes, los minerales y el suelo para los cultivos.  En la geósfera se da una amplia diversidad de vida, pues contando tan sólo el número de especies de plantas terrestres vemos que hay alrededor de 300.000.

La hidrósfera proporciona el agua para satisfacer las necesidades de los organismos vivos.  En la forma de vapor de agua suspendida en el aire determina los estados del tiempo y los fenómenos climáticos en general.

La vida, tal como la conocemos, nació y se desarrolló en el agua.  Hasta hoy día, las aguas de los mares siguen siendo una fuente inagotable de nuevos seres vivos.  En todos los organismos vivientes hay una parte de agua en mayor o menor proporción.

Podemos decir entonces que el aire, el agua y la tierra constituyen los recursos fundamentales para el desarrollo de la vida en la Tierra, constituyendo lo que se conoce como biósfera  Son también factores de suma importancia para el progreso de la humanidad, en actividades productivas como la minería, la industria y la agricultura, por lo que es urgente la toma de conciencia de que la conservación de los recursos mencionados es vital para los seres vivos. Índices altos de contaminación en el agua, aire o suelo, ponen en peligro la vida en el planeta.

Atmósfera

La atmósfera, ese océano de aire que nos rodea, para efectos prácticos y de estudio, se ha dividido en diversas zonas o capas en relación con la altitud y sus funciones. Estas divisiones y nomenclatura de las mismas son bien dispares, según los científicos y países que las han establecido.

La composición y la temperatura de la atmósfera varía con la altura. La tendencia general observada es que el aire se va haciendo menos denso en la medida que aumenta la altura, hasta llegar a ser imperceptible.  De acuerdo con las últimas investigaciones realizadas y tomando en cuenta la variación vertical de la temperatura, en la atmósfera se pueden distinguir seis capas: tropósfera,  estratósfera,  quimiósfera, mesósfera, termósfera (que incluye la ionósfera) y exósfera.

ALTURA	CAPAS	FENÓMENOS
De 500 a 1.000 km.	Exósfera	Vacío casi absoluto. Zona de circulación de satélites geofísicos.
De 90 a 500 km.	Termósfera	Producción de iones. Capas electrizadas. Reflejan ondas radio.  Auroras y bólidos.
De 80 a 90 km.	Mesósfera	Producción de iones.  Transformación de los rayos cósmicos primarios en secundarios.
De 25 a 80 km.	Quimiósfera	Reacciones químicas. Presencia de capa de ozono.   Filtro de la radiación ultravioleta.
De 10 a 25 km.	Estratósfera	Aire prácticamente en calma. Nubes irisadas.
De 0 a 10 km.	Tropósfera	Fenómenos meteorológicos: nubes, vientos, lluvia,  etc.

Aunque, en general, el espesor de la atmósfera terrestre no puede determinarse con exactitud, ya que no posee una superficie superior que la limite, se admite que al menos es de 1.000 kilómetros y que no es uniforme.

Tropósfera

Es la capa de aire que está en contacto con la superficie terrestre, por lo que es las más densa, pues se concentra en ella el 90 por ciento del peso de la atmósfera. Contiene todos los gases y la mayor parte del vapor de agua y en ella se producen todos los cambios climáticos. Debido a sus características, es que en esta capa  se desarrolla la vida.

Tropósfera

Al ascender por la tropósfera, el aire se va enfriando cada vez más. Se ha calculado que la temperatura disminuye unos 6° C por cada kilómetro de altura (0,6º C. por cada cien metros de altitud), alcanzando temperaturas extremadamente bajas, inferiores a 0° C, en la zona final de esta capa.

Estas diferencias provocan la formación de vientos, nubes y precipitaciones, los cuales determinan el estado del tiempo en un lugar y hacen que esta capa sea la más importante para la meteorología, ya que es en la tropósfera donde tienen lugar todos los fenómenos del clima; de ahí que su nombre "tropósfera" (del griego tropos: cambio) signifique "esfera de cambios".

La altura de la tropósfera es de más o menos 10 km, y su frontera con la capa superior se denomina tropopausa. No obstante, el confín de la tropósfera no es muy conocido, especialmente en el hemisferio sur. En elecuador parece llegar a una altitud de 16 a 17 km, mientras que en los polos sólo mide entre seis y ocho km.

Estratósfera

Estratósfera

Encima de la tropopausa, pasada la región de los vientos helados, se encuentra la estratósfera, que llega hasta una altitud de alrededor de 25 km. Esta capa se halla constituida, en general, por estratos de aire con poco movimiento vertical, aunque sí lo tienen horizontal. En esta zona, el aire está casi siempre en perfecta calma por lo que es ideal para el transporte aéreo. En ella prácticamente no existe el clima, aunque algunas veces se encuentran unas ligeras nubes denominadas irisadas, por presentar sus bordes los colores del iris.

Debido a la radiación solar, que alcanza directamente la estratósfera, esta capa presenta mayor temperatura que los últimos estratos de la tropósfera.

El límite de esta capa se llama estratopausa. Las antiguas nomenclaturas fijaban la altura de la estratósfera hasta los 80 km, pero los nuevos experimentos científicos determinan que esa capa finaliza a unos 25 km, en donde empieza la quimiósfera.

Quimiósfera.

La razón de esta subdivisión moderna de la antigua estratósfera, obedece a que a partir de los 25 a 30 km de altitud la temperatura del aire comienza a aumentar debido a que los rayos ultravioleta del Sol, de gran intensidad a esa cota, transforman el oxígeno del aire en una variedad denominada ozono, que simultáneamente los absorbe y se calienta, o sea, que en esa capa se producen reacciones químicas. Por tanto, en la composición del aire se destaca la presencia de una delgada capa de ozono, situada aproximadamente a 30 kilómetros de la superficie de la Tierra.

Mesósfera (franja azul oscura a la derecha).

La concentración máxima de ozono en la quimiósfera tiene lugar a unos 40 km de altitud y forma una especie de cinturón o faja protectora que se denomina ozonósfera. Esta faja, al producir la dispersión de la luz solar, hace que veamos el cielo de color azul, cuando es negro en realidad, como han comprobado los astronautas. Gracias a esta capa que absorbe gran cantidad de rayos ultravioleta, es posible la vida vegetal y animal en la superficie de la Tierra que, de otra manera, sería rápidamente aniquilada por esa radiación.

Se estima que la quimiósfera llega hasta unos 80 km de altitud, límite en que comienza la mesósfera.

Mesósfera

Esta capa se ubica a continuación de la quimiósfera y alcanza hasta unos 90 kilómetros de altura desde el nivel del mar.  Se caracteriza porque desde su limite con la estratósfera, la temperatura va disminuyendo hasta valores tan bajos como -110° C (bajo cero) en donde comienza la capa siguiente.  En esta capa ya no existe vapor de agua y la proporción de los gases restantes comienza a disminuir.

En la mesósfera se producen también partículas cargadas eléctricamente, los iones, que son átomos o moléculas que han ganado o perdido electrones.

Otro fenómeno observable, en la mesósfera es la caída de meteoritos, que al entrar en contacto, con esta capa y a causa de la fuerza de fricción, emiten  luz, la que cesa cuando la masa del meteoro ha sido totalmente consumido.  Esto es lo que nosotros conocemos como "estrellas fugaces", las que vemos pasar sorpresivamente en el cielo.

Ionósfera

Termósfera y Ionósfera

La termósfera sería la quinta capa de la atmósfera de la Tierra. Se encuentra arriba de la mesósfera, abarcando desde los 90 hasta los 500 kilómetros. A esta altura, el aire es muy tenue y la temperatura cambia con la actividad solar. Si el sol está activo, las temperaturas en la termósfera pueden llegar a 1,500° C y ¡hasta más altas! La termósfera de la Tierra también incluye la región llamada ionósfera.

Para los científicos no ha sido posible definir con exactitud el limite superior de la ionósfera, ya que, los gases que aún quedan en la parte externa de esta capa, se intercambian continuamente con los del espacio exterior.

La diferencia que tiene con las capas inferiores, es que está formada casi totalmente por partículas cargadas o ionizadas que se producen por la radiación ultravioleta al arrancar electrones a las moléculas gaseosas. 

Debido a esta naturaleza eléctrica, la temperatura de la ionósfera tiende a aumentar hasta una altura aproximada de unos 500 kilómetros, donde alcanza unos 1.500 grados centígrados.

Una propiedad importante de la ionósfera en el ámbito de las radiocomunicaciones, es que los iones presentes en esta capa pueden reflejar (o hacer "rebotar") las ondas de radio, permitiendo la comunicación entre los distintos lugares del globo terrestre.

Exósfera

Exósfera

Se encuentra a partir de los 500 kilómetros de altura desde el nivel del mar y en ella los gases atmosféricos como el oxígeno y el nitrógeno casi no existen y apenas hay moléculas de materia. Es la capa más extensa de la atmósfera y es la región que exploran los satélites artificiales y no tiene la menor influencia sobre los fenómenos meteorológicos.

La composición de la exósfera se forma principalmente por los gases livianos como el hidrógeno y el helio; éstos son gases tan ligeros que tienden a escaparse del campo gravitacional de la Tierra dispersándose en el espacio.

Debido a la densidad extremadamente baja de esta capa es decir, el escaso número de moléculas por unidad de volumen, es que la temperatura de la exósfera es una propiedad difícil de analizar en este nivel.  No olvides que la temperatura depende del movimiento de las partículas, y para el caso de la atmósfera se trata además de moléculas de diferentes gases