CAPÍTULO 8 / TEMA 6

Flujos de materia y energía

La vida en un ecosistema a menudo implica competencia por recursos limitados. Los organismos compiten por alimentos, agua, luz solar, espacio y nutrientes. Estos recursos proporcionan la energía para los procesos metabólicos y la materia para formar las estructuras físicas de los organismos.

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PIRÁMIDES ECOLÓGICAS

La estructura de los ecosistemas se puede representar a través de las pirámides ecológicas, que fueron descritas por primera vez en los estudios pioneros de Charles Elton en la década de 1920.

Las pirámides ecológicas muestran las cantidades relativas de varios parámetros, como el número de organismos, la energía y la biomasa, a través de los niveles tróficos. Este tipo de esquemas también se pueden llamar pirámides tróficas o pirámides energéticas.

Todos los tipos de pirámides ecológicas son útiles para caracterizar la estructura del ecosistema.

FLUJO DE MATERIA A TRAVÉS DE LA TRAMA TRÓFICA

En temas anteriores hemos estudiado la fotosíntesis, mediante la cual las plantas convierten la energía de la luz solar en glucosa. Pero esa glucosa está hecha de algo más que energía pura: también contiene materia.

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La fotosíntesis requiere energía luminosa, dióxido de carbono y agua. El dióxido de carbono se absorbe en el envés de las hojas y el agua a través de las raíces. El dióxido de carbono y el agua están compuestas por materia, que se transforma en glucosa a través de reacciones químicas complejas.

La materia que forma esta glucosa pasa por la cadena alimentaria de la misma manera que lo hace la energía, de organismo a organismo mientras se comen entre sí. Una red alimentaria muestra cómo la energía y la materia se mueven dentro de los ecosistemas.

Productividad primaria

  • Productividad primaria bruta: es la cantidad total de materia orgánica que se produce a través de la fotosíntesis.
  • Productividad primaria neta: es la cantidad de energía que permanece disponible para el crecimiento de las plantas después de restar la fracción que las plantas usan para la respiración.

La productividad en los ecosistemas terrestres generalmente aumenta con la temperatura hasta aproximadamente 30 °C (después de lo cual disminuye) y se correlaciona positivamente con la humedad.

La productividad primaria es más alta en zonas cálidas y húmedas de los trópicos, donde se encuentran los biomas de bosques tropicales.

¿Sabías qué?
Los ecosistemas de matorrales desérticos tienen la productividad más baja porque sus climas son extremadamente cálidos y secos.

En los océanos, la luz y los nutrientes son importantes factores de control para la productividad. La luz penetra sólo en el nivel superior de los océanos, por lo que la fotosíntesis ocurre en aguas superficiales y cercanas a la superficie. La productividad primaria marina es alta cerca de las costas lo que promueve el crecimiento del plancton.

Entre los ecosistemas acuáticos, los lechos de las algas y los arrecifes de coral tienen la producción primaria neta más alta, mientras que las tasas más bajas se producen al aire libre debido a la falta de nutrientes en las capas superficiales iluminadas.

FLUJO DE ENERGÍA A TRAVÉS DE LA TRAMA TRÓFICA

Todos los seres vivos requieren energía, ya que la mayoría de las vías metabólicas complejas la demandan, por lo que la vida misma es un proceso impulsado por la energía. Los organismos no podrían ensamblar macromoléculas como proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y carbohidratos complejos, de sus subunidades monoméricas sin un aporte constante de energía.

Las redes alimentarias ilustran cómo la energía fluye direccionalmente a través de los ecosistemas, incluida la eficacia con que los organismos la adquieren, la usan y cuánto queda para ser utilizada por otros organismos. En una cadena alimentaria, los nutrientes y la energía pasan a medida que un organismo se come a otro.

Los seres vivos adquieren energía de tres maneras: la fotosíntesis, la quimiosíntesis y el consumo de otros organismos vivos.

Los niveles en la cadena alimentaria son los productores, los consumidores primarios, los consumidores de nivel superior y los descomponedores. Estos niveles se utilizan para describir la estructura y la dinámica del ecosistema.

Factor limitante

La energía se pierde en cada nivel trófico como calor y en la transferencia a los descomponedores. Por lo tanto, después de un número limitado de transferencias de energía, la cantidad de energía restante en la cadena alimentaria puede no ser lo suficientemente grande como para soportar poblaciones viables a un nivel trófico aún mayor.

ABUNDANCIA DE ESLABONES EN LAS TRAMAS TRÓFICAS

La energía pasa a través de una cadena o red alimentaria desde niveles tróficos inferiores a los superiores.

¿Sabías qué?
Por lo general, sólo el 10 % de la energía en un nivel está disponible para el siguiente. El otro 90 % se utiliza para procesos metabólicos o se emite al medio ambiente como calor.

La pérdida de energía explica por qué rara vez hay más de cuatro niveles tróficos en una cadena o red alimentaria. A veces puede haber un quinto nivel trófico, pero generalmente no queda suficiente energía para soportar un nivel adicional.

Con menos energía en niveles tróficos más altos, generalmente también hay menos organismos. Los organismos tienden a ser de mayor tamaño en los niveles tróficos más altos, pero resultan en menos biomasa por la poca cantidad que hay de estos.

La disminución en la biomasa de niveles inferiores a superiores también se representa en la pirámide ecológica.

Consecuencias de las redes alimentarias: aumento biológico

Una de las consecuencias ambientales más importantes de la dinámica del ecosistema es la biomagnificación, que es la creciente concentración de sustancias tóxicas persistentes en los organismos en cada nivel trófico, desde los productores hasta los consumidores.

Un ejemplo de estas sustancias tóxicas que se bioacumulan es el DDT o dicloro difenil tricloroetano, que fue un pesticida de uso común antes de que se conocieran sus peligros. Otros ejemplos son los bifenilos policlorados (PCB), que se usaban en líquidos refrigerantes hasta que se prohibió su uso en 1979, y los metales pesados, como mercurio, plomo y cadmio.

Estos contaminantes se estudiaron en ecosistemas acuáticos donde las especies de peces, en diferentes niveles tróficos, acumulan esas sustancias a través del consumo de los productores. Es decir, que el consumidor final va a presentar niveles más altos de estas sustancias tóxicas que el organismo productor.

¿Qué son los agroquímicos?

Los agroquímicos son sustancias que, si bien son efectivas para controlar plagas, eliminar malezas y evitar la propagación de hongos y algas en los cultivos, contaminan el medioambiente y son perjudiciales para los organismos dentro de las cadenas tróficas.

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RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Redes y cadenas alimentarias. Productores, consumidores y descomponedores”

En este recurso audiovisual encontrará la cadena alimentaria, qué es, cómo se forma y cuáles son los organismos que la componen.

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Vídeo “Nutrición de los seres vivos”

Este recurso audiovisual le permitirá mostrar cómo es la nutrición de todos los seres vivos y su influencia en el ecosistema.

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Artículo Cadenas Tróficas: ¿quién come a quién?

Con este recurso podrá adquirir conocimientos acerca de las cadenas y redes tróficas del ecosistema.

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CAPÍTULO 14 / TEMA 2

Componentes del universo

Por definición, el universo es todo lo que existe como materia y energía. En consecuencia, el espacio es casi tan basto como su diversidad. Esto incluye una complejidad de componentes que resultaron del Big Bang: punto de partida a la expansión espacio-tiempo del universo.

MATERIA Y MATERIA OSCURA

La materia es todo aquello que tiene masa, ocupa un volumen en el espacio y tiene cierta cantidad de energía asociada. También es llamada materia ordinaria porque conforma todos los cuerpos con vida y todo lo que los rodea. Está constituida internamente de átomos que en su estructura tienen protones, neutrones y electrones.

¿Sabías qué?
Las propiedades de la materia pueden ser extensivas cuando dependen de la cantidad de materia, o intensivas cuando no dependen de su cantidad.
Aunque la materia ordinaria compone el gas, las nubes, las estrellas y las radiaciones del universo, también existe un tipo de materia que no emite luz: la materia oscura.

La materia oscura es llamada de ese modo porque no emite radiación electromagnética y por el momento no se ha podido ver ni registrar. No obstante, los efectos gravitatorios de este tipo de materia que ocupa casi el 25 % del universo sí han podido demostrarse.

Composición del universo.
¿Qué es la antimateria?

 

Es la materia formada por antipartículas. Se cree que en durante el origen del universo la materia y la antimateria estaban en iguales proporciones.

NEBULOSAS

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Las nebulosas son nubes de materia constituidas principalmente por hidrógeno que se distribuyen por todo el plano galáctico y se hacen visibles únicamente cuando las alcanza la luz de las estrellas cercanas o contenidas en su interior.

¿Sabías qué?
Las nebulosas no emiten luz propia, sino que absorben o reflejan la luz que emiten las estrellas más cercanas.

CLASIFICACIÓN DE LAS NEBULOSAS

Nebulosas planetarias

 

De forma generalmente circular con una estrella en el centro.

Nebulosas difusas

 

De forma irregular.

Nebulosas de reflexión

 

Reflejan la luz de las estrellas próximas.

ESTRELLAS

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Son masas de gases que producen calor, luz, rayos ultravioletas, rayos X y otras formas de radiación electromagnética como consecuencia de las reacciones nucleares que ocurren en su interior. Al igual que los seres vivos, nacen, crecen y mueren.

¿Sabías qué?
Durante la evolución de todas las estrellas, los núcleos de hidrógeno se fusionan y forman núcleos de helio, como en el caso del Sol.
¿Cómo se forma una estrella?

 

  1. La estrella comienza muy pequeña, como simples partículas de polvo y gas.
  2. A causa de algunas perturbaciones, las partículas empiezan a chocar y formar grumos, los cuales adquieren mayor masa y atraen más partículas.
  3. A medida de que el grupo de partículas adquiere masa se vuelve más denso y caliente. Comienza la formación de una protoestrella.
  4. Cuando la protoestrella se calienta lo suficiente, sus átomos de hidrógeno comienzan a fundirse y se produce helio, esto se conoce como fusión nuclear.
  5. Después de millones de años, en la protoestrella se produce un flujo bipolar que expulsa lejos de su superficie ardiente el gas y el polvo remanente.
  6. La estrella se estabiliza y se conoce ahora como estrella de secuencia principal o enana. La estrella continuará con la transformación de hidrogeno en helio y será una estrella de secuencia principal el 90 % de su vida.

Características de una estrella

Brillo

 

Cantidad de luz que percibimos. Depende de la distancia en la que se ubique.

Color

 

Según su temperatura puede ser azul, blanca, amarilla, naranja o roja.

Tamaño

 

En relación al tamaño del Sol pueden ser supergigantes, gigantes, medianas o enanas.

GALAXIAS

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Las galaxias son conjuntos o agrupaciones de estrellas, gas y polvo. Se las conoce también como universos islas. Contienen más de mil estrellas y el diámetro varía de los 1.500 a 3.000 años luz. Las galaxias tienen un movimiento de rotación en torno a su eje.

La Vía Láctea: nuestra galaxia

 

Es una galaxia grande con forma de espiral donde se concentran entre 200 mil y 400 mil millones de estrellas, entre ellas, el Sol. También dentro de esta galaxia se encuentra la Tierra. La Vía Láctea tiene un diámetro aproximado de 100 mil años luz y cuenta con más de 300 mil millones de estrellas.

En buenas condiciones de cielo nocturno, dentro de la constelación de Pegaso podemos ver a simple vista la galaxia de Andrómeda.

Clasificación de las galaxias

Galaxias elípticas

Son las que tienen forma ovalada o de esfera achatada. Aproximadamente el 17 % de las galaxias son así, en su mayoría se conforman de estrellas viejas.

Galaxias espirales

El 80 % de las galaxias tienen esta forma, similar a un disco achatado; se distingue un núcleo que es atravesado por varios brazos. Se constituye por estrellas viejas, jóvenes, gas y polvo.

Galaxias irregulares

No tienen un formato específico porque los agregados están revueltos y rodeados por nebulosas. Están constituidas de gas, polvo y estrellas jóvenes. Representan el 3 % de las galaxias.

Galaxias lenticulares

Tienen forma de disco, sin embargo, son una clasificación intermedia entre las galaxias espirales y elípticas. Tienen en su centro una zona condensada y en su exterior una envoltura.

CONSTELACIONES

Son figuras en el cielo que los antiguos astrónomos formaron con las estrellas más brillantes de cielo nocturno a partir de su imaginación. Diferentes culturas han concebido ideas sobre diversas constelaciones.

¿Qué son las constelaciones zodiacales?

 

El zodiaco está basado en la división de 12 partes iguales de la banda zodiacal, cada división alberga una constelación de la que deriva el nombre; al mismo tiempo, definen que el recorrido del Sol por cada una de las divisiones se realiza en un mes exacto, por lo cual cada mes del año tiene una constelación del zodiaco asociada.

 

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SATÉLITES NATURALES

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Los satélites naturales son objetos que orbitan un planeta u otro cuerpo más grande. El término se usa generalmente para identificar satélites no artificiales de planetas o planetas enanos.

Nuestra Luna fue el primer satélite natural conocido.

Dentro del sistema solar hay 240 lunas: 163 orbitan los planetas, 4 orbitan los planetas enanos y docenas más que orbitan cuerpos pequeños del sistema solar.

¿Sabías qué?
La Red de Vigilancia Espacial detectó más de 26.000 objetos que orbitan la Tierra. Unos pocos son satélites en funcionamiento y el resto son diversos objetos, muchos de ellos convertidos en chatarra espacial.
¿Qué son los satélites artificiales?

 

Son satélites fabricados por el hombre y para ello fueron necesarias diversas tecnologías, la comprensión de leyes físicas y la inspiración de los propios astros. Pueden ser tripulados o automáticos. Luego de ser construidos, son lanzados al espacio y puestos en órbita.

AGUJEROS NEGROS

Los núcleos de las estrellas de mayor masa colapsan ya que consumen su combustible de hidrógeno relativamente rápido. Este proceso da lugar a una violenta explosión de supernova, mientras que sus capas externas son expulsadas al espacio. Si un núcleo es lo suficientemente masivo, la gravedad hará que colapse sobre sí mismo hasta convertirlo en un objeto extremadamente denso y compacto, con un campo gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de él: un agujero negro.

Cualquier tipo de material que sea capturado por la fuerte gravedad que poseen los agujeros negros se precipitará en una trayectoria en espiral sobre ellos para ser asimilado sin remedio.
¿Cuáles son las partes de un agujero negro?
¿Sabías qué?
Los materiales capturados por el agujero negro pueden alcanzar velocidades de hasta la mitad de la velocidad de la luz y transformar una parte de la inmensa energía gravitatoria que experimenta en emisiones de rayos X.

SISTEMAS PLANETARIOS

Los planetas son cuerpos celestes de forma casi esférica y aplanada en los polos. Se caracterizan porque:

  • Orbitan alrededor de una estrella.
  • Tienen cierta dominación de su órbita, por lo que no existen otros cuerpos que se ocupen o invadan su recorrido.
  • Su masa permite mantener el equilibrio hidrostático y la gravedad en su atmósfera.

Todo sistema planetario se conforma de una o varias estrellas centrales con objetos que giran alrededor. Se asume que estos sistemas se originan de la misma forma que se forman las estrellas.

Nuestro sistema solar está constituido por el Sol, los planetas y otros cuerpos celestes.
Sistema solar

 

Se denomina sistema solar al sistema planetario en el que los planetas y demás objetos astronómicos giran alrededor de una única estrella denominada Sol. Nuestro planeta forma parte de este sistema y, en conjunto con Mercurio, Venus y Marte, forman los llamados planetas terrestres y se encuentran constituidos por material rocoso y metal.

 

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Plutón fue descubierto en el año 1930 y se lo consideró un planeta del sistema solar hasta el año 2006, fecha en la que fue reasignado en la categoría de planeta enano.

ASTEROIDES, COMETAS Y METEOROS

Un asteroide es un cuerpo celeste conformado por trozos de roca, metal o una mezcla de ambos que orbita alrededor del Sol. Hay asteroides de roca sólida y otros de roca fragmentada; y la mayoría de ellos gira alrededor del Sol en una agrupación que se conoce con el nombre de cinturón de asteroides que se encuentra entre Marte y Júpiter. De ellos, Ceres, el más grande, fue clasificado como planeta enano en el 2006.

Clasificación de los asteroides

Tipo C         

Composición carbonosa. Refleja poca luz. Color gris. Corresponden al 75 % de los asteroides.

Tipo S

Composición de silicatos. Refleja luz. Color rojizo. Corresponden al 17 % de los asteroides.

Tipo M

Composición metálica. Hay escasos registros de este tipo de asteroides.

Se estima que la Tierra está en una trayectoria que podría colocarla en la ruta de colisión con varios asteroides de más de un kilómetro de diámetro.
Extinción de los dinosaurios

 

Un equipo internacional de 41 científicos confirmó que la extinción masiva producida hace 65,5 millones de años, que acabó con la era de los dinosaurios, fue provocada por el impacto de un asteroide de 12 kilómetros de diámetro en la península de Yucatán (México).

Los cometas son cuerpos celestes de formas irregulares que se encuentran formados por una mezcla de granos no volátiles y gases congelados con apariencia nebulosa. Sus órbitas son elípticas, y esto los lleva muy cerca del Sol y los devuelve al espacio profundo.

Un rasgo distintivo de los cometas es la cola larga y luminosa que se produce cuando está en las cercanías del Sol.

Los cometas tienen estructuras diversas y dinámicas, pero todos desarrollan una nube de material difuso que los rodea. Esa nube se denomina cabellera, y su tamaño y su brillo crecen con la aproximación al Sol. Por lo general, lo que se ve es el pequeño núcleo brillante que tiene menos de 10 kilómetros de diámetro.

Cometa Halley

 

El cometa Halley es probablemente el más famoso de todos los cometas. Edmund Halley fue el primero en calcular que la aparición de tres cometas distintos a lo largo de los años constituía en realidad, el retorno de un solo cometa cada 76 años.

Los planetas y satélites naturales del sistema solar suelen ser bombardeados por rocas o minerales de diversos tamaños. Son fragmentos de planetas, satélites, asteroides y cometas que son atraídos hacia los cuerpos celestes de mayor tamaño. Cuando el objeto se encuentra en el espacio fuera de la atmósfera de la Tierra se denomina meteroide, por su parte, si entra en la atmósfera terrestre se conoce como meteoro, y si llega a alcanzar el suelo sin desintegrarse se denomina meteorito.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo destacado “¿Cómo se forman los planetas?”

Este artículo describe el origen de los planetas rocosos y de los gigantes gaseosos.

http://elbibliote.com/resources/Temas/html/909.php

Artículo destacado “Galaxias: Vía Láctea”

Apartado que explica los aspectos fundamentales de las galaxias y especifica los componentes de nuestra galaxia: la Vía Láctea.

http://elbibliote.com/resources/articulosdestacados/?p=7216

Artículo destacado “Al espacio y más allá: un océano desconocido”

Recurso explicativo de los avances más significativos que se hicieron para conocer qué hay más allá de nuestra galaxia y la posibilidad de explorar su inmensidad.

http://elbibliote.com/resources/Temas/html/1105.php

CAPÍTULO 2 / TEMA 1

EL AGUA Y SU CONSUMO

EL AGUA ES EL ELEMENTO MÁS IMPORTANTE DEL PLANETA. GRACIAS A ELLA LOS SERES PUEDEN VIVIR, NO SOLO LOS ANIMALES, SINO TAMBIÉN LAS PLANTAS, LOS MICROORGANISMOS Y NOSOTROS MISMOS. SIN EL AGUA, NO EXISTIRÍA LA VIDA.

¿CUÁL ES LA IMPORTANCIA DEL AGUA PARA LOS SERES VIVOS

EL AGUA ES UN ELEMENTO INDISPENSABLE PARA LA VIDA, SIN ELLA NINGÚN SER VIVO PODRÍA EXISTIR.

¿Sabías qué?
NUESTRO PLANETA ES LLAMADO “EL PLANETA AZUL” DEBIDO A LA GRAN CANTIDAD DE AGUA QUE POSEE, ADEMÁS ES EL ÚNICO PLANETA CONOCIDO DONDE HABITAN LOS SERES VIVOS.
EN CUALQUIER PARTE DE NUESTRO PLANETA PODEMOS ENCONTRAR AGUA, PERO EN ALGUNOS LUGARES HAY MÁS QUE EN OTROS.

LOS SERES VIVOS ESTAMOS HECHOS DE AGUA, DESDE UN SER TAN PEQUEÑO COMO UNA BACTERIA HASTA NOSOTROS LOS HUMANOS.

LA CANTIDAD DE AGUA VARÍA EN CADA SER VIVO, POR EJEMPLO UNA PLANTA PUEDE CONTENER MÁS AGUA QUE UN ANIMAL.

LAS PLANTAS ABSORBEN EL AGUA A TRAVÉS DE SUS RAÍCES.

EN EL CASO DE LOS SERES HUMANOS, EL AGUA DISMINUYE A MEDIDA QUE ENVEJECEMOS. UN BEBÉ RECIÉN NACIDO TIENE MÁS CANTIDAD DE AGUA EN SU CUERPO QUE UN ADULTO. ASÍ TAMBIÉN SUCEDE CON ALGUNAS PARTES DE NUESTRO CUERPO, HAY ALGUNAS QUE TIENEN MÁS CANTIDAD DE AGUA QUE OTRAS.

DEBEMOS TOMAR MUCHA DURANTE EL DÍA PARA REPONER LA QUE PERDEMOS A TRAVÉS DEL SUDOR .
EL CACTUS

EL CACTUS ES UNA PLANTA QUE TIENE LA PARTICULARIDAD DE ALMACENAR GRAN CANTIDAD DE AGUA EN SU GRUESO TALLO PARA PODER SOBREVIVIR EN LOS AMBIENTES DONDE HAY ESCASEZ DE AGUA. ESTA PLANTA TIENE LAS HOJAS MUY PEQUEÑAS Y EN FORMA DE ESPINAS ¿SABES POR QUÉ? PARA EVITAR SER COMIDA POR LOS ANIMALES Y ASÍ ASEGURAR SU SUPERVIVENCIA.

¿Sabías qué?
LAS MEDUSAS SON LOS ANIMALES QUE TIENEN LA MAYOR CANTIDAD DE AGUA EN SU CUERPO.

ENTONCES…

  • EL AGUA ES NECESARIA PARA QUE TODOS LOS SERES VIVOS PODAMOS REALIZAR NUESTRAS FUNCIONES VITALES, COMO REGULAR LA TEMPERATURA DEL CUERPO, TRANSPORTAR LOS NUTRIENTES DE LOS ALIMENTOS Y MOVER NUESTROS MÚSCULOS.
  • NUESTRO PLANETA ESTÁ FORMADO PRINCIPALMENTE POR AGUA.
  • LA CANTIDAD DE AGUA DEPENDE DE CADA SER VIVO Y DE SU EDAD.
  • EL AGUA SE UTILIZA PARA MUCHAS ACTIVIDADES, NO SÓLO PARA BEBERLA.

ESTA PLANTA SE CONOCE CON EL NOMBRE DE ALOE VERA O SÁBILA, AL VER ESTA IMAGEN ¿CREES QUE TIENE POCA O MUCHA CANTIDAD DE AGUA?, ¿POR QUÉ?

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¿CUÁLES SON LOS USOS DEL AGUA?

ENTRE LOS USOS QUE LE DA EL SER HUMANO AL AGUA ALGUNOS DE LOS MÁS IMPORTANTES SON:

AGRICULTURA Y GANADERÍA

EN LA AGRICULTURA Y LA GANADERÍA EL AGUA SE USA PARA:

  • EL RIEGO DE LOS CAMPOS.
  • LA ALIMENTACIÓN Y ASEO DE LOS ANIMALES.
  • LA LIMPIEZA DE LAS INSTALACIONES.
EL AGUA ES IMPORTANTE PARA EL CULTIVO DE LAS FRUTAS Y LAS VERDURAS QUE CONSUMIMOS A DIARIO.

HOGARES

EN NUESTRAS VIVIENDAS USAMOS EL AGUA PARA:

  • LA ALIMENTACIÓN.
  • LA LIMPIEZA DE NUESTRAS CASAS.
  • LA HIGIENE PERSONAL, POR EJEMPLO LAVARNOS LAS MANOS, BAÑARNOS Y CEPILLARNOS LOS DIENTES.
  • EL LAVADO DE LA ROPA.
MUCHAS PERSONAS NO TIENEN AGUA EN SUS HOGARES Y DEBEN IR A BUSCARLA, CAMINAN GRANDES DISTANCIAS PARA CONSEGUIRLA.

INDUSTRIAS

LAS INDUSTRIAS USAN EL AGUA PARA:

  • FABRICAR MUCHOS OBJETOS.
  • LA LIMPIEZA DE LAS INSTALACIONES.
  • GENERAR VAPOR.
EL AGUA TAMBIÉN SIRVE COMO MEDIO DE TRANSPORTE.

FUENTE DE ENERGÍA

  • EL AGUA ES NECESARIA PARA PRODUCIR ENERGÍA EN LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS, DONDE SE APROVECHA EL AGUA DE UN RÍO.
  • LA ENERGÍA DEL MAR PUEDE TRANSFORMARSE EN ENERGÍA ELÉCTRICA.
LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS SE ENCARGAN DE TRANSFORMAR LA ENERGÍA DEL AGUA EN ENERGÍA ELÉCTRICA PARA QUE LLEGUE A NUESTROS HOGARES.

¿CONOCES OTROS USOS DEL AGUA? ESCRÍBELOS Y COMPARTE LA INFORMACIÓN CON TUS COMPAÑEROS.

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SEÑALA CON UNA FLECHA DE COLOR ROJO LA PARTE DEL ÁRBOL POR DONDE ABSORBE EL AGUA.

 

¡HORA DE DIBUJAR!

TOMA UNA CARTULINA Y REALIZA UN DIBUJO RELACIONADO CON LA IMPORTANCIA DEL AGUA PARA LOS SERES VIVOS.

 

RECURSOS PARA DOCENTES

Infografía “El agua en los seres vivos”

Con este recurso ilustrado podrá dar a conocer la importancia del agua en los seres vivos.

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Infografía “Usos del agua”

Con esta infografía podrá dar a conocer los diferentes usos que tiene el agua para todos los seres vivos, principalmente para el ser humano.

VER

CAPÍTULO 1 / TEMA 5

TEMPERATURA VS. CALOR

A MENUDO DECIMOS FRASES COMO: ¡HACE MUCHO CALOR! O ¡QUE FRÍO HACE! PARA REFERIRNOS AL AUMENTO O LA DISMINUCIÓN DE LA TEMPERATURA PERO ¿QUÉ ES EL CALOR? ¿Y LA TEMPERATURA? ¿SIGNIFICAN LO MISMO? VEAMOS A CONTINUACIÓN SU RELACIÓN Y SUS DIFERENCIAS.

¿CÓMO LOS DIFERENCIAMOS?

AUNQUE A VECES NOS PAREZCA QUE SON SINÓNIMOS, LA REALIDAD ES QUE SON DOS COSAS DIFERENTES.

¿Sabías qué?
EN CIENCIAS NATURALES, PARA EXPLICAR LOS TEMAS RELACIONADOS CON MATERIA Y ENERGÍA TAMBIÉN USAMOS LA PALABRA “CUERPO” PARA REFERIRNOS A LOS OBJETOS, NO SÓLO AL CUERPO HUMANO.

EL CALOR ES LA ENERGÍA QUE SE TRANSMITE DE UN CUERPO A OTRO Y LA TEMPERATURA PROVOCA LA SENSACIÓN DE QUE ESTÁN FRÍOS O CALIENTES.

EJEMPLO: CUANDO COLOCAMOS UNA OLLA CON AGUA A HERVIR, LO QUE SE TRANSMITE DEL FUEGO AL AGUA ES EL CALOR Y HACE QUE SE ELEVE LA TEMPERATURA DEL AGUA. ESTO SE COMPRUEBA AL COLOCAR UN INSTRUMENTO LLAMADO TERMÓMETRO.

EL TERMÓMETRO ES EL INSTRUMENTO QUE USAMOS PARA MEDIR LA TEMPERATURA. EN ESTE CASO EL ROJO INDICA CALOR Y EL CELESTE FRÍO.
¿Sabías qué?
TODOS LOS OBJETOS A NUESTRO ALREDEDOR ESTÁN HECHOS DE PARTÍCULAS QUE SE MUEVEN Y CHOCAN ENTRE SÍ, CUANTO MÁS SE MUEVEN MÁS CHOCAN.

ENTONCES…

  •    EL CALOR ES ENERGÍA
  •    ESA ENERGÍA VA DE UN CUERPO A OTRO
  •    LA TEMPERATURA MIDE ESA ENERGÍA
¡HAGAMOS UN EXPERIMENTO!

VAMOS A QUITARNOS LOS ZAPATOS Y APOYAMOS NUESTROS PIES EN EL SUELO ¿SENTIMOS FRÍO CIERTO? ESTO SUCEDE PORQUE EL SUELO Y NUESTROS PIES ESTÁN A DIFERENTES TEMPERATURAS. DESPUÉS DE UN RATO COMENZAMOS A SENTIR QUE LA TEMPERATURA ENTRE LOS PIES Y EL SUELO ES LA MISMA ¿POR QUÉ PASA ESTO? ¿EL SUELO AUMENTÓ SU TEMPERATURA O NUESTROS PIES BAJARON LA TEMPERATURA? LAS DOS COSAS. EL AUMENTO Y LA DISMINUCIÓN DE LA TEMPERATURA HASTA LLEGAR AL EQUILIBRIO SE DA POR LA TRANSFERENCIA DE CALOR.

MATERIALES CONDUCTORES Y MATERIALES AISLANTES

COMO EL CALOR ES UNA FORMA DE ENERGÍA, PUEDE VIAJAR A TRAVÉS DE LOS DIFERENTES MATERIALES QUE CONOCEMOS Y EN ALGUNAS OCASIONES LOS MODIFICA, TAL COMO SUCEDE CUANDO COLOCAMOS UN TROZO DE HIELO AL SOL Y SE DERRITE.

ALGUNOS MATERIALES SON CAPACES DE CONDUCIR MEJOR EL CALOR QUE OTROS.

  • MATERIALES CONDUCTORES: SON LOS QUE PERMITEN EL PASO DEL CALOR. COMO POR EJEMPLO LOS MATERIALES METÁLICOS COMO EL ALUMINIO, EL HIERRO Y EL COBRE.
LA ARMADURA DE ESTE CABALLERO ES DE HIERRO, UN BUEN CONDUCTOR DEL CALOR.
  • MATERIALES AISLANTES: SON LOS QUE EVITAN EL PASO DEL CALOR. POR EJEMPLO, EL PLÁSTICO DEL QUE ESTÁN HECHOS LOS JUGUETES.
ESTA TAZA ES DE CERÁMICA. LA CERÁMICA ES UN TIPO DE MATERIAL AISLANTE, POR ESO NO NOS QUEMAMOS CUANDO LA TOMAMOS ENTRE LAS MANOS.

¡A PRACTICAR!

1. ¿CÓMO SE LLAMA EL INSTRUMENTO QUE LA MAMÁ DE LA NIÑA UTILIZA PARA MEDIR SU TEMPERATURA?

____________________.

 

2. ¿FRÍO O CALIENTE? ESCRIBE AL LADO DE CADA SITUACIÓN, “FRÍO” SI ESTÁ RELACIONADO CON TEMPERATURA BAJA O “CALIENTE” SI ESTÁ RELACIONADO CON TEMPERATURA ALTA.

  • PASTEL EN EL HORNO
  • VASO CON HIELO
  • AGUA HIRVIENDO
  • BOMBILLA ENCENDIDA
  • CONO DE HELADO

3. ¿DE QUÉ MATERIAL ESTÁ HECHO? IDENTIFICA EL MATERIAL CON EL QUE SE FABRICÓ LA CACEROLA.

4. TOMA UNA CARTULINA Y REALIZA UN LISTADO DE MATERIALES AISLANTES Y OTRA DE MATERIALES CONDUCTORES QUE PUEDAS IDENTIFICAR EN TU VIDA DIARIA.

5. RESPONDE EN LA LÍNEA DE ABAJO: ¿CÓMO SE LLAMA EL MATERIAL DE ESOS GUANTES? ¿ES AISLANTE O CONDUCTOR?

MATERIAL: _________________        TIPO DE MATERIAL: _________________

 

 

RECURSOS PARA DOCENTES

Infografía “Calor y temperatura”

Material ilustrado con el que se podrá dar a conocer la relación y las diferencias entre el calor y la temperatura.

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Infografía “Estados de la materia”

Con esta entretenida infografía se podrá mostrar cómo se dan los cambios de estado según el aumento y la disminución de la temperatura.

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CAPÍTULO 9 / REVISIÓN

Impacto ambiental y catástrofes naturales | ¿qué aprendimos?

IMPACTO SOBRE LA BIÓSFERA

La biósfera es el subsistema que sustenta la vida de la superficie de la Tierra, se extiende desde la atmósfera hasta las zonas más profundas del océano. La biósfera es un ecosistema global compuesto por organismos vivos (biota) y factores abióticos (no vivos). De todos los seres vivos que habitan en el planeta, el hombre, con su modo de vida, provoca que su impacto en la Tierra sea mayor que el causado por cualquier otra especie. Dentro de las actividades humanas que afectan la biósfera se encuentran: el uso de energías a base de carbón, las cuales aumentan los gases de efecto invernadero; la deforestación, la cual contribuye con eliminar a los pulmones naturales del planeta; y la quema de basura, que genera gases tóxicos para el ambiente.

El término “biósfera” fue utilizado por primera vez en 1875 por Eduard Suess.

IMPACTOS EN LA TRAMA TRÓFICA

Se conoce como red trófica a la interconexión natural entre las cadenas tróficas de un ecosistema determinado. Cada uno de los compartimentos por los que fluye la energía recibe el nombre de nivel trófico, y a su vez están conformados por las especies o los eslabones. Para que las relaciones entre los organismos que conforman cada una de las redes funcionen de manera adecuada debe existir un equilibrio. Entre las actividades que dañan las redes tróficas se encuentran: la deforestación, los incendios provocados, la minería, los vertidos industriales y la pesca indiscriminada. A largo plazo, todas ellas provocan la desaparición o disminución de varios eslabones, lo cual a su vez trae como consecuencia la desaparición de otras especies y por lo tanto un desequilibrio en los ecosistemas.

El concepto de red alimenticia tiene su origen en los escritos de Charles Darwin.

DESASTRES NATURALES E INDUCIDOS

Se define como desastre natural a la pérdida de vidas humanas o bienes materiales a causa de fenómenos naturales. En esta categoría se incluyen los terremotos, los cuales ocurren cuando la tierra libera energía acumulada y hace que el suelo tiemble, los huracanes, los tifones y los ciclones, mismo tipo de fenómeno meteorológico en el que una gran tormenta gira en círculos y supera los 118 km/h, los tsunamis, que se producen a causa de una erupción o un deslizamiento, las mangas de agua, fenómeno natural que ocurre en aguas tropicales, y las sequías e inundaciones. Por otro lado, los desastres inducidos son aquellos provocados por la acción del ser humano, como los incendios, la deforestación y la contaminación.

Los desastres naturales pueden causar serios daños, entre ellos, pérdidas de vidas.

MOVIMIENTOS DE MASAS TERRESTRES

Las placas tectónicas se encuentran en constante movimiento. Sus bordes son activos, por lo que es frecuente que se produzcan fenómenos como los sismos, terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas. Estas últimas, además de provocar la pérdida de muchas vidas humanas, tienen impactos graves en el medio ambiente, por ejemplo: la lluvia de cenizas, que modifica las características del agua, el humo, que posee gases nocivos tanto para el ser humano como para los seres vivos, y la lluvia ácida, la cual destruye la capa vegetal. Ante estas catástrofes existen medidas que suponen una prevención y garantizaran la posibilidad de sobrevivir, entre ellas se encuentran: identificar lugares seguros dentro o fuera del hogar, utilizar ropa que proteja la piel, alejarse de postes o cualquier objeto que tenga electricidad y, la más importante de todas, mantener la calma.

Las consecuencias de los desastres naturales generalmente son catastróficas, pero en los países subdesarrollados recuperarse económicamente es más difícil que en los desarrollados.

TEMPERATURA AMBIENTAL

El efecto invernadero es un proceso natural que calienta la superficie de la Tierra gracias a la presencia de ciertos gases que se encuentran en la atmósfera, como el dióxido de carbono, el vapor de agua, el metano, el ozono y los clorofluorocarbonos. Sin embargo, la actividad humana ha intensificado este fenómeno y algunas de las consecuencias de ello son: aumento de la radiación solar, acidificación de los océanos y derretimiento de los polos. Por otro lado, el calentamiento global es el aumento de la temperatura media de la atmósfera terrestre y del agua del mar. Algunas de las consecuencias de este fenómeno son: el deshielo de los casquetes polares, la disminución de la superficie cubierta por nieve o por hielo y la muerte de muchas especies, entre otras.

Si los gases de efecto invernadero siguen aumentando, la temperatura de la Tierra también lo hará.

EVIDENCIAS DE DEGRADACIÓN DE LA CAPA DE OZONO

La capa de ozono es una capa profunda de la estratósfera que rodea la Tierra y protege todo nuestro planeta de gran parte de la radiación ultravioleta. A lo largo de los años, la capa de ozono se ha visto afectada por las actividades humanas. El agujero de la capa de ozono es una de las consecuencias de ello, es una zona donde la cantidad de ozono está reducida de manera anormal. Para evitar la continua degradación de la capa, se recomienda corroborar que los productos que se compran estén libres de compuestos dañinos, no utilizar productos que contengan sustancias que alteren la capa de ozono, como cloro y bromo y, sustituir los extintores que usen gashalón por aquellos elaborados a base de agua, gas carbónico, nitrógeno o argón.

El ozono es un gas de color azul conformado por tres átomos de oxígeno en cada una de sus moléculas.

CAPÍTULO 6 / TEMA 2

La célula: unidad estructural y funcional

La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Esto no sólo quiere decir que con ella se inicia la vida, sino que además su presencia es requisito esencial para el desarrollo de otros seres vivos más complejos.

FUNCIONES VITALES

Dentro de una célula se llevan a cabo una gran cantidad de funciones vitales en las que participan los distintos elementos que la conforman al servicio de tareas particulares tales como la reproducción, la respiración, la nutrición y el crecimiento.

¿De quién se heredan las mitocondrias?

 

La mitocondrias son las células responsables de la respiración celular y son un organelo que se hereda únicamente de la madre.

En este sentido, puede decirse que cada una de ellas es una unidad funcional de la vida, de hecho, las células son los elementos más pequeños que pueden considerarse vivos.

¿CUÁL ES LA ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR?

Cada célula está contenida dentro de una membrana puntuada con puertas, canales y bombas especiales. Estos dispositivos permiten la entrada o salida de moléculas seleccionadas. Su propósito es proteger cuidadosamente el entorno interno de la célula: el citosol.

¿Sabías qué?
Las membranas plasmáticas tienen un espesor de 5 a 10 nm. Al comparar, los glóbulos rojos tienen alrededor de 8 μm de ancho, es decir, aproximadamente 1.000 veces más que la membrana plasmática.

La membrana celular es una capa externa semipermeable que se compone de una mezcla de proteínas y lípidos. La estructura de la membrana plasmática se puede describir con el modelo del mosaico fluido.

¿Quién describió el modelo del mosaico fluido?

 

El modelo de mosaico fluido fue propuesto por primera vez por S.J. Singer y Garth L. Nicolson en 1972 para explicar la estructura de la membrana plasmática, y aunque ha evolucionado un poco a lo largo del tiempo, aun así representa la mejor estructura descrita.

El modelo de mosaico fluido describe la estructura de la membrana plasmática como un mosaico de componentes que incluye fosfolípidos, colesterol, proteínas y carbohidratos. Las proporciones de proteínas, lípidos y carbohidratos en la membrana plasmática varían con el tipo de célula.

Membrana plasmática.

Componentes de la membrana plasmática

  • Fosfolípidos: tejido principal de la membrana.
  • Colesterol: incrustados dentro de los fosfolípidos y la bicapa lipídica.
  • Proteínas integrales: incrustados en la capa de fosfolípidos, pueden o no penetrarla.
  • Proteínas periféricas: en la superficie interna o externa de la bicapa lipídica.
  • Glucoproteínas: incrustadas en la superficie externa de la bicapa lipídica.
  • Glucolípidos: incrustados en la superficie externa de la bicapa lipídica.

¿CÓMO ES EL TRANSPORTE EN LA CÉLULA?

Transporte pasivo

Es el mecanismo a través del cual las sustancias son transportadas dentro y fuera de la célula sin la necesidad de utilizar energía. Debido a esto, el paso sólo es posible cuando las partículas se mueven a favor de un gradiente de concentración, desde una zona de mayor concentración hasta una de menor concentración. De acuerdo a esto, existen tres tipos de transporte pasivo:

– Difusión simple: es un tipo de transporte pasivo que permite el paso de pequeñas moléculas hidrofóbicas desde una región de concentración más alta a una de concentración más baja.

– Difusión facilitada: transporte pasivo de moléculas a través de la membrana plasmática con la ayuda de proteínas o canales transportadores.

– Osmosis: consiste en el transporte de agua a través de la membrana desde la zona más diluida, es decir, con poca concentración de solutos, hasta la zona más concentrada, es decir, con alta concentración de solutos con el fin de tener el mismo grado de concentración en ambos lados.

 

Osmosis.

Transporte activo

Proceso de intercambio de sustancias a través de la membrana celular en el que es necesario el uso de energía en forma de adenosin trifosfato (ATP). El gasto de energía es necesario ya que, a diferencia del transporte pasivo, éste se realiza en contra de un gradiente de concentración, es decir, la concentración de la sustancia dentro de la célula es mayor que en el medio extracelular o viceversa.

¿DE QUÉ ESTÁ COMPUESTO EL CITOPLASMA?

El citoesqueleto y las proteínas motoras asociadas

El citoesqueleto es una red de estructuras proteicas filamentosas dentro del citoplasma. Está formado por tres tipos de filamentos: microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina. Algunas de las funciones son las de mantener la configuración de la célula, fijar sus organelas e intervenir en la movilidad celular al formar la parte central de cilios y flagelos. Además, participa en la división celular ya que constituye las fibras del huso acromático que dirigen a los cromosomas durante dicho proceso.

Los microtúbulos están formados por subunidades de la proteína tubulina y tienen como función proporcionar estructura y forma a la célula. Los filamentos de actina son los que están compuestos por subunidades de actina, ellos intervienen en los procesos de motiliad y división celular, y también son utilizados por la célula para mantener su estructura o modificarla. Los filamentos intermedios están conformados por proteínas fibrosas, mantienen la estructura de la membrana nuclear desde donde pueden asociarse a los microtúbulos.

La actina en la contracción muscular

 

La actina es una proteína globular que puede crear filamentos, y además de darle estructura al citoesqueleto, participa en la contracción muscular y relajación muscular. Junto con la miosina forman el 90 % de las proteínas musculares.

EL NÚCLEO CELULAR

El núcleo es un organelo membranoso presente únicamente en las células eucariotas. Se encuentra delimitado por una membrana doble nuclear. Su tamaño es variable, pero en general guarda relación con la célula.

El núcleo celular por lo general se encuentra en el centro de la célula.

El núcleo tiene tres funciones primarias, todas ellas relacionadas con su contenido de ADN. Ellas son: almacenar la información genética en el ADN, recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de ARN, y ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas a través del producto de la expresión de los genes: las proteínas.

¿CÓMO SE ORGANIZA EL ADN EN EL NÚCLEO?

En el núcleo de cada célula, la molécula de ADN se empaqueta en estructuras parecidas a hilos llamadas cromosomas. Cada cromosoma está compuesto por ADN firmemente enrollado, muchas veces alrededor de proteínas llamadas histonas que soportan su estructura.

Cada cromosoma tiene un punto de constricción llamado centrómero que lo divide en dos brazos: el brazo corto se conoce como brazo p y el brazo largo como brazo q. La ubicación del centrómero en cada cromosoma permite definir qué tipo es.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “La célula”

En este enlace encontrará información más amplia sobre la célula, sus funciones, tipos de organismos y los diferentes tipos.

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Artículo “organelos celulares”

Este artículo contiene información más amplia sobre los organelos que componen la célula.

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Artículo “Membrana plasmática: transporte activo”

En este artículo encontrará información sobre el transporte activo y sus tipos.

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Artículo “Membrana plasmática: trasporte sin gasto de energía”

Este artículo contiene información sobre el transporte pasivo y sus tipos.

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CAPÍTULO 1 / TEMA 2

ACCIÓN MECÁNICA

TODOS LOS DÍAS REALIZAMOS DIVERSAS ACCIONES DESDE QUE NOS LEVANTAMOS HASTA QUE NOS ACOSTAMOS. AL ABRIR UNA PUERTA, APLASTAR UN OBJETO, PATEAR UNA PELOTA O RODAR UNA MESA, HACEMOS UN MOVIMIENTO. ESTE MOVIMIENTO EJERCE UN EFECTO SOBRE LOS OBJETOS Y ES LO QUE SE CONOCE COMO ACCIÓN MECÁNICA.

¿QUÉ PASA CUANDO MOVEMOS ALGO?

¿Sabías qué?
EN CIENCIAS NATURALES, EN TEMAS COMO ESTE, USAREMOS LA PALABRA “CUERPO” PARA REFERIRNOS A LOS OBJETOS, NO SÓLO AL CUERPO HUMANO.

SI TOMAMOS COMO EJEMPLO UNA PELOTA DE GOMA QUE ESTÁ QUIETA, AL EMPUJARLA SE MUEVE, AL APLASTARLA CAMBIA DE FORMA HASTA QUE LO DEJEMOS DE HACER, Y SI LA TIRAMOS AL PISO, REBOTA. LO QUE HACEMOS, YA SEA EMPUJAR, APLASTAR O ARROJAR LA PELOTA, TUVO UN EFECTO SOBRE ELLA Y POR ESTA RAZÓN SE MUEVE, SE DEFORMA O REBOTA.

LA PELOTA ES UN CUERPO EN MOVIMIENTO, Y CUANDO LA PATEAMOS USAMOS NUESTROS MÚSCULOS PARA MOVERNOS.
¡DESCUBRE LA ACCIÓN!

¿QUÉ ACCIÓN MECÁNICA ESTÁ EJECUTANDO LA NIÑA?

A. HACE RODAR UNA PELOTA.

B. DEJA CAER LA MANZANA EN LA CESTA.

C. ARRASTRA LA CESTA.

LA ACCIÓN MECÁNICA PUEDE:

  • PONER EN MOVIMIENTO UN OBJETO QUE ESTABA QUIETO. EJEMPLO: ARRASTRAR UNA SILLA.
ESTE HOMBRE ARRASTRA SU VEHÍCULO Y REALIZA UNA ACCIÓN MECÁNICA.
  • CAMBIAR DE LUGAR O POSICIÓN EL OBJETO. POR EJEMPLO: LEVANTAR UNA CAJA.
  • DETENER UN OBJETO QUE SE ENCUENTRA EN MOVIMIENTO. POR EJEMPLO: ATRAPAR UN BALÓN.
¿Sabías qué?
DESDE QUE ABRIMOS LOS OJOS EN LAS MAÑANAS HASTA QUE LOS CERRAMOS EN LAS NOCHES EL CUERPO SIEMPRE ESTÁ EN MOVIMIENTO.
  • DEFORMAR UN OBJETO HASTA QUE PIERDA SU FORMA INICIAL. POR EJEMPLO: APLASTAR LA PLASTILINA.
¡CON O SIN FORMA!

DESCRIBE LA ACCIÓN MECÁNICA QUE OBSERVAS EN LA IMAGEN.

_____________________________________.

¿QUÉ ES LA ENERGÍA?

LA ENERGÍA ES LA CAPACIDAD DE REALIZAR CAMBIOS EN OTRO CUERPO, POR LO TANTO, PARA REALIZAR CUALQUIER MOVIMIENTO SE NECESITA ENERGÍA.

LA ENERGÍA ESTÁ RELACIONADA CON LA POSICIÓN Y EL MOVIMIENTO DE LOS OBJETOS.

TIPOS DE ENERGÍA

EXISTEN VARIOS TIPOS DE ENERGÍA:

  • LA ENERGÍA MECÁNICA ESTÁ RELACIONADA CON EL MOVIMIENTO. TAMBIÉN SE LA CONOCE COMO ENERGÍA CINÉTICA.
  • LA ENERGÍA LUMÍNICA PROVIENE DE FUENTES LUMINOSAS, COMO POR EJEMPLO EL SOL.
  • LA ENERGÍA TÉRMICA ESTÁ RELACIONADA CON EL CALOR.
  • LA ENERGÍA QUÍMICA SE ORIGINA DE LOS COMBUSTIBLES O LOS ALIMENTOS.
  • LA ENERGÍA ELÉCTRICA PROVIENE DE LOS RAYOS O LAS BATERÍAS.

¡A PRACTICAR!

  • ESCRIBE 5 MOVIMIENTOS QUE REALICES EN CASA Y 5 QUE REALICES EN LA ESCUELA.
CASA ESCUELA
1)
2)
3)
4)
5)
  • ¿QUÉ TIPO DE ENERGÍA OBSERVAS EN LA IMAGEN?

_____________.

  • ¡ADIVINA QUÉ OBJETO PUEDE REALIZAR CADA ACCIÓN!

RODAR

  1. LA PELOTA
  2. EL AUTOMÓVIL
  3. LA CASA

ACHICARSE

  1. UN GLOBO QUE SE PINCHA
  2. UN EDIFICIO
  3. UNA MONTAÑA
RECURSOS PARA DOCENTES

Infografía “Movimientos y tipos de movimientos”

Explicación ilustrada sobre el movimiento y los diferentes tipos de movimientos que se realizan en la vida cotidiana.

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Artículo “Lanzamiento vertical”

Artículo destacado con más información sobre este movimiento inverso a la caída libre.

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CAPÍTULO 1 / TEMA 1

materiales: variedades y propiedades

¿SABÍAS QUE TODO LO QUE NOS RODEA ESTÁ FABRICADO CON MATERIALES? LAS CASAS, LOS MUEBLES, LOS JUGUETES Y HASTA LOS AUTOS ESTÁN HECHOS CON ALGÚN TIPO DE MATERIAL. LOS MATERIALES SON LOS ELEMENTOS QUE SE NECESITAN PARA FABRICAR UN OBJETO, Y SEGÚN DE DÓNDE VIENEN PUEDEN SER NATURALES O ARTIFICIALES ( TAMBIÉN CONOCIDOS COMO SINTÉTICOS).

MATERIALES NATURALES

COMO SU NOMBRE LO INDICA, SON AQUELLOS QUE VIENEN DE LA NATURALEZA. LOS MATERIALES NATURALES PUEDEN SER DE ORIGEN VEGETAL, ANIMAL O MINERAL.

  • MATERIALES DE ORIGEN VEGETAL: SE OBTIENEN DE LAS PLANTAS.
  • MATERIALES DE ORIGEN ANIMAL: SE OBTIENEN DE LOS ANIMALES.
  • MATERIALES DE ORIGEN MINERAL: SE OBTIENEN DE LOS MINERALES Y LAS ROCAS.
LA ARCILLA CON LA QUE SE FABRICAN ALGUNOS OBJETOS DE DECORACIÓN ES UN MATERIAL NATURAL.

EJEMPLOS

  • MADERA: PROVIENE DEL TRONCO DE LOS ÁRBOLES.
  • ALGODÓN: PROVIENE DE LA PLANTA DEL ALGODÓN.
  • NÁCAR: PROVIENE DE LA CONCHA DE UNOS ANIMALES QUE VIVEN EN EL MAR LLAMADOS OSTRAS.
  • METALES Y GEMAS PRECIOSAS: PROVIENEN DE LAS ROCAS EN EL SUELO. EL DIAMANTE, LA ARCILLA Y EL CARBÓN SE ENCUENTRAN EN ESTE GRUPO.
¿Sabías qué?
ALGUNOS MATERIALES SON UNA MEZCLA DE SERES VIVOS Y NO VIVOS, COMO POR EJEMPLO EL SUELO, QUE ESTÁ FORMADO POR PEQUEÑOS ORGANISMOS, RESTOS DE ANIMALES Y PLANTAS, ROCAS, AIRE Y AGUA.

¡DESCUBRE EL ORIGEN DEL MATERIAL!

TOMA UNA CARTULINA Y ESCRIBE AL LADO DE CADA PALABRA EL ORIGEN DEL MATERIAL NATURAL QUE SE ENCUENTRA EN EL SIGUIENTE LISTADO. RECUERDA QUE LOS MATERIALES NATURALES SON DE ORIGEN VEGETAL, ANIMAL O MINERAL.

POR EJEMPLO: MADERA – VEGETAL

MATERIAL ORIGEN
ARENA
LECHE
PETRÓLEO
SEDA
MIEL
NÁCAR

EL NÁCAR ES UN MATERIAL DURO, BRILLANTE Y COLORIDO QUE SE USA PARA JOYAS O PARA DECORAR OBJETOS. PROVIENE DEL INTERIOR DE LAS OSTRAS.

MATERIALES ARTIFICIALES O SINTÉTICOS

SON AQUELLOS QUE VINIERON DE LA NATURALEZA PERO FUERON MODIFICADOS POR LAS PERSONAS.

 

LOS JUGUETES ESTÁN FABRICADOS CON MATERIALES ARTIFICIALES.

LA BASE PARA FABRICAR LOS OBJETOS SE CONOCE COMO MATERIA PRIMA. PARA CREAR UN OBJETO CON MATERIAL ARTIFICIAL SE REALIZA EL SIGUIENTE PROCESO:

  1. SE EXTRAE LA MATERIA PRIMA DE LA NATURALEZA (POR EJEMPLO MADERA, AGUA Y PETRÓLEO).
  2. SE TRANSFORMA EN UN MATERIAL ARTIFICIAL.
  3. SE FABRICA EL OBJETO.
LA LANA SE UTILIZA PARA FABRICAR ROPA ABRIGADA Y MANTAS.

EJEMPLOS

  • PLÁSTICO: PROVIENE DEL PETRÓLEO. SIRVE PARA FABRICAR MUCHOS TIPOS DE OBJETOS QUE PODEMOS VER EN NUESTRA CASA COMO JUGUETES, VASOS Y BOTELLAS.
  • CARTÓN: PROVIENE DE LA MADERA. SIRVE PARA FABRICAR CAJAS DE DIVERSOS TIPOS.
  • PAPEL: PROVIENE DE UN MATERIAL NATURAL LLAMADO CELULOSA QUE SE OBTIENE DE LA MADERA DE LOS ÁRBOLES. LAS HOJAS DE LOS CUADERNOS ESTÁN HECHAS DE PAPEL.
  • VIDRIO: PROVIENE DE MINERALES QUE SE ENCUENTRAN EN EL SUELO Y QUE SE FUNDEN A TEMPERATURAS MUY ALTAS. EN GENERAL SE CONOCEN COMO SÍLICES. SIRVE PARA FABRICAR BOTELLAS, VENTANAS Y ESPEJOS.
  • LADRILLO: PROVIENE DE LA ARCILLA. SE UTILIZA PARA FABRICAR LAS PAREDES DE NUESTRAS CASAS.
¿Sabías qué?
LOS SERES HUMANOS AHORA USAMOS 20 VECES MÁS PLÁSTICO QUE HACE 50 AÑOS.

¡ESCOGE TU PAR FAVORITO!

EN LA SIGUIENTE IMAGEN HAY DIFERENTES OBJETOS, ESCOGE UN PAR QUE ESTÉ FABRICADO CON EL MISMO MATERIAL ARTIFICIAL Y ESCRIBE CUÁL ES EL MATERIAL NATURAL DE ORIGEN.

¿CÓMO SE LLAMA EL MATERIAL ARTIFICIAL DEL QUE ESTÁN HECHOS ESTOS BLOQUES DE JUGUETE?

A. MADERA

B. PLÁSTICO

C. VIDRIO

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

CONOCER LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ES MUY IMPORTANTE PARA PODER DECIDIR EL USO QUE VA A TENER CADA OBJETO QUE SE VAYA A FABRICAR. LAS PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES SON:

  • DUREZA: SE REFIERE A LA RESISTENCIA DE UN MATERIAL MIENTRAS SE ALTERA O SE DEFORMA.

– UN MATERIAL ES DURO CUANDO SE HACE DIFÍCIL O CASI IMPOSIBLE RAYARLO, PERFORARLO O CAMBIARLO DE FORMA. POR EJEMPLO EL DIAMANTE.

¿Sabías qué?
ALGUNOS MATERIALES PUEDEN SER MARTILLADOS O APLASTADOS EN MUCHAS FORMAS DIFERENTES SIN ROMPERSE Y SE LLAMAN MATERIALES MALEABLES.

– UN MATERIAL ES BLANDO CUANDO FÁCILMENTE SE PUEDE MOLDEAR O CAMBIAR SU FORMA. POR EJEMPLO LA MADERA.

¿DURO O BLANDO?

ESCRIBE EN LA LÍNEA DE ABAJO SI EL MATERIAL DEL QUE ESTÁ HECHO SU LÁPIZ ES DURO O BLANDO.

________________.

  • FRAGILIDAD: SE REFIERE A LA FACILIDAD O DIFICULTAD QUE TIENE EL MATERIAL PARA ROMPERSE.

– UN MATERIAL ES FRÁGIL SI AL GOLPEARLO SE ROMPE CON FACILIDAD. POR EJEMPLO EL VIDRIO.

– UN MATERIAL ES TENAZ SI NO SE ROMPE CON FACILIDAD. POR EJEMPLO EL ACERO.

EL MATERIAL CON EL QUE ESTÁN FABRICADOS LOS OBJETOS QUE TIENEN EN LAS MANOS ES FRÁGIL.
  • FLEXIBILIDAD: SE REFIERE A LA FACILIDAD QUE TIENE UN MATERIAL PARA DOBLARSE SIN ROMPERSE.

– UN MATERIAL ES FLEXIBLE SI SE DOBLA FÁCILMENTE. POR EJEMPLO LA GOMA.

– UN MATERIAL ES RÍGIDO SI ES DIFÍCIL DE DOBLAR. POR EJEMPLO ALGUNOS METALES.

– UN MATERIAL ES ELÁSTICO SI AL ESTIRARLO O DEFORMARLO RECUPERA SU FORMA INICIAL. POR EJEMPLO EL RESORTE.

¿CONOCES ALGÚN MATERIAL ELÁSTICO?

SI LOGRAS IDENTIFICAR EL MATERIAL ELÁSTICO EN LA IMAGEN ESCRÍBELO EN LA LÍNEA DE ABAJO.

__________________.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “Generalidades de los materiales”

Artículo destacado con información detallada sobre los tipos de materiales y sus propiedades.

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Infografía “Industria del plástico”

Recurso didáctico que describe el proceso industrial de uno de los materiales más usados por el hombre.

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CAPÍTULO 4 / TEMA 2

Transformación y conservación de la energía

Con la transformación de la materia también hay transformaciones de un tipo de energía a otra. Esta afirmación es resultado de múltiples investigaciones que sirvieron para postular un principio general para la física que afirma que además de transformarse, la energía se conserva.

PROPIEDADES DE LA ENERGÍA

La energía se puede conservar

Energía eólica (del viento), radiante (del Sol), hidráulica (del agua) y geotérmica (del calor interior de la Tierra) pueden transformase en energía eléctrica.

Cuando la energía cambia de forma en un sistema aislado la energía total permanecerá constante. En consecuencia, la energía no se puede crear ni destruir, sólo se puede transformar.

Por ejemplo, en una central hidroeléctrica el agua cae desde lo alto hacia una turbina para provocar que gire. Luego, la energía de la turbina se transforma para hacer funcionar un generador eléctrico y crea una corriente eléctrica. De ese modo, la energía potencial del agua se transforma en energía cinética para que gire la turbina, y posteriormente se genera energía eléctrica.

En una central hidroeléctrica se transforma energía hidráulica en energía eléctrica.

La energía se puede transformar

La energía se presenta de diversas formas y puede transformarse de un tipo a otro. Por ejemplo, en la fotosíntesis la energía solar se convierte en energía química.

Ejemplos de transformación de la energía

La energía eléctrica se transforma en energía cinética en un ventilador.

Una radio transforma la energía eléctrica en energía sonora.

Una plancha transforma la energía eléctrica en calor.

La energía se puede traspasar

La energía puede transferirse o pasarse de un cuerpo a otro. La transferencia energética puede hacerse mediante el trabajo o el calor. Por ejemplo al hervir agua. En este proceso, el calor se conduce a través de la llama hacia el recipiente donde está el agua y al pasar el tiempo el agua se calienta.

La energía de las plantas

 

Las plantas cumplen sus funciones a través de la energía radiante que viene del Sol, la cual es absorbida por las hojas de plantas verdes para el proceso de fotosíntesis.

La energía se puede degradar

Cuando la energía se transfiere pierde la calidad, es decir, se degrada y disminuye gradualmente la capacidad de aprovechamiento. Por ejemplo, la energía química en la combustión en un automóvil. En este proceso se quema la gasolina en el motor, así se produce energía mecánica, lo que provoca el movimiento. No obstante, gran parte de la energía química se convierte en energía térmica y se degrada.

Tren a vapor

 

Estos trenes quemaban carbón para poder hervir agua e impulsar la turbina que hacía girar las ruedas. No obstante, este sistema no era eficiente ya que sólo el 10 % se transformaba en energía cinética (que provocaba el movimiento del tren) y el resto de la energía se perdía.

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Esta ley, conocida también como la primera ley de la termodinámica, postula que “la energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede transformarse de un tipo de energía en otro”.

La transformación de un tipo de energía a otro ocurre cuando se utiliza para realizar un trabajo; una parte de la energía utilizada es transformada en trabajo y la otra en un tipo de energía diferente.

¿CÓMO SE TRANSFIERE LA ENERGÍA?

La energía se puede transferir entre los cuerpos de manera mecánica a través del trabajo mecánico o de manera térmica a través del calor.

Transferencia de energía por trabajo

Se intercambia la energía en forma de trabajo cuando una fuerza ocasiona un desplazamiento. Por consiguiente, el trabajo no es una forma de energía, es un proceso de transferencia.

El trabajo no está relacionado con el interior de un sistema, sino que se localiza en las paredes del sistema donde actúa como entrada o salida de la energía.

¿Qué es el trabajo?

 

Para que exista trabajo, desde el punto de vista físico, es necesario que estén presentes ciertas condiciones:

 

  • Que se ejerza una fuerza.
  • Que la fuerza se realice a lo largo de la dirección del desplazamiento.
  • Que el desplazamiento no sea perpendicular a la fuerza.

Transferencia de energía por calor

En la naturaleza, el calor se transfiere desde los cuerpos que tienen mayor temperatura a los que tienen menor temperatura a través de tres mecanismos:

VER INFOGRAFÍA

Conducción

Este tipo de mecanismo es propio de los sólidos, consiste en la transferencia de energía térmica a través de un medio material sin que ocurra un transporte de materia, es decir, las moléculas aumentan su grado de vibración pero no se desplazan de lugar.

Los utensilios de cocina tienen mangos de madera para evitar la conducción del calor.

Convección

Es la transferencia de calor por medio del movimiento de una masa fluida, como por ejemplo el aire o el agua. La convección sólo se produce en líquidos y gases donde los átomos y moléculas son libres de moverse en el medio. Dicho movimiento es producto de que el fluido caliente se dilata y causa una disminución en su densidad, lo que a su vez provoca el ascenso del fluido caliente y el descenso del fluido frío, que es más denso.

Los globos aerostáticos pueden mantenerse en el aire gracias a la convección de calor. El aire caliente ocupa más volumen y menos densidad que el aire frío.

Radiación

Es la transmisión de energía más importante en el planeta Tierra, ya que la vida depende de la energía solar, y ésta llega a la Tierra al atravesar el espacio en forma de radiación. Desde el calor que se recibe en el entorno hasta el que se percibe por una estufa eléctrica son ejemplos de radiación. Esta transmisión se da  por ondas electromagnéticas, sin la necesidad de un material de soporte, sin transporte de materia, y se produce también al vacío.

Las radiaciones son absorbidas por los cuerpos de diferentes maneras, hay cuerpos que tienen mayor capacidad de absorción que otros.

Los hornos microondas transmiten radiación electromagnética.
RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Intercambio de calor”

Recurso audiovisual con problemas planteados sobre el intercambio de calor.

VER

Video “Conducción de calor”

Este video explica en qué consiste la conducción de calor por medio de ejemplos.

VER

Artículo destacado “Conceptos de la dinámica del punto material: energía”

Artículo que desarrolla aspectos de la energía desde el enfoque de la física.

VER

Artículo destacado “Conservación de la energía y conservación de la carga”

Este recurso describe como la energía y las cargas cumplen la propiedad de conservación.

VER

 

CAPÍTULO 4 / TEMA 1

¿Qué es la energía?

Todos los objetos a nuestro alrededor tienen la capacidad de producir cambios. Por ello, convivimos con movimientos y transformaciones constantes, algunos más perceptibles que otros, pero que tienen su origen en un único concepto: la energía.

ENERGÍA: CAPACIDAD DE PRODUCIR TRABAJO

Ley de conservación de la energía

La energía no puede ser creada ni destruida, sino que puede ser transformada, por lo que la cantidad total de energía es siempre la misma. Por ejemplo, la energía lumínica del Sol se transforma en energía eléctrica mediante el uso de paneles solares.

La energía es la capacidad de un sistema físico para hacer el trabajo o mover algo contra una fuerza, como la gravedad. Si bien no se tiene una definición concreta de energía, los físicos han logrado determinar una ley universal: si la energía de un cuerpo aumenta en determinada cantidad, la de otro disminuye de manera proporcional.

La energía que la humanidad necesita en un año es irradiada por el Sol en 15 minutos.
¿Sabías qué?
El término “energía” proviene del griego enérgeia, que significa “actividad”. Pero esta idea no debe confundirse: no es necesario un movimiento abrupto para reconocer la presencia de energía ya que, en realidad, se encuentra en todos lados aunque no sea posible observarla.

TIPOS DE ENERGÍA

La energía es la capacidad de realizar cambios en los sistemas y los cuerpos. Hay diferentes tipos de energía en el universo y en muchas formas.

Energía primaria

La producción de energía primaria se relaciona con las formas de energía disponibles en la naturaleza antes de ser transformadas, como el petróleo, el gas natural, los combustibles sólidos, los combustibles renovables y la electricidad primaria.

 

VER INFOGRAFÍA

Energía mecánica

Es la energía almacenada en objetos y es la suma de otras dos fuentes de energía: cinética y potencial. Por ejemplo, justo en el punto más elevado de una montaña rusa, toda la energía del vagón es energía potencial y al comenzar a descender la energía potencial se transforma en energía cinética.

¿Qué es la energía hidráulica?

Es la energía producida por el aprovechamiento de la energía cinética y potencial gravitatoria de los saltos de agua natural. Se aplica en la generación de energía eléctrica para ciudades, pueblos e industrias.

Energía potencial

Es cualquier forma de energía que tiene un potencial almacenado que puede ser usado en el futuro, y que solamente se manifiesta al convertirse en energía cinética. Por ejemplo, si una pelota se levanta, adquiere energía potencial de la gravedad que se vuelve aparente al caer.

Tipos de energía potencial

 

 

Energía potencial elástica

Resulta de estirar y comprimir objetos elásticos, como las ligas.

 

Energía potencial gravitacional

Resulta del almacenamiento de energía por la fuerza de gravedad, como un fruto que cuelga de un árbol.

 

 

Energía potencial química

Resulta de la transformación de energía química a través de una reacción química, como el cambio de energía eléctrica a química en una pila.

Energía cinética

Significa “movimiento”. Cuanto más rápido se mueve un objeto, mayor es su energía cinética. La energía de los ríos y la del viento son formas de energía cinética. Ésta se puede convertir en energía mecánica mediante molinos de agua, molinos de viento o bombas conectadas a turbinas o a electricidad.

Al lanzar una pelota se transfiere energía cinética para que pase del estado de reposo al estado en movimiento.
Ventajas de la energía cinética

– No genera residuos tóxicos.

– Los parques generadores de energía cinética pueden construirse en terrenos no aptos para otras actividades.

– Los parques generadores son de rápida instalación.

Energía térmica

Todos los materiales están compuestos por moléculas en constante movimiento. La energía térmica es producto del movimiento de esas moléculas, es decir, la energía cinética que poseen. Cuanto más se muevan y choquen entre sí, mayor será el calor que generen y, por lo tanto, aumentará su temperatura y su energía térmica.

¿El calor es igual a la temperatura?

No. El calor es una forma de energía que se transfiere entre diferentes cuerpos o distintas partes de un cuerpo, las cuales presentan distintas temperaturas. Por su parte, la temperatura es una magnitud que da cuenta de nociones como frío, caliente o tibio. La misma se mide a través de un termómetro.

 

VER INFOGRAFÍA

 

Energía química

Es aquella que es liberada durante las reacciones químicas. Podemos encontrar este tipo de energía siempre en la materia, pero sólo se manifiesta cuando ocurre un cambio en ella. Algunos ejemplos de energía química son la combustión y la energía nuclear.

Energía eléctrica

VER INFOGRAFÍA

Es la energía transferida de un sistema a otro mediante el uso de electricidad, que es el movimiento de partículas cargadas. En otras palabras, este tipo de energía es causada por el movimiento de los electrones a través de materiales conductores de la electricidad.

Puede generarse a partir de otras energías y a su vez puede ser transformada y producir varios efectos: luminosos, térmicos y magnéticos.

La mantarraya puede generar corrientes eléctricas de hasta 200 voltios.
¿Qué es una represa hidroeléctrica?

Es un sistema diseñado y construido para producir energía eléctrica mediante el aprovechamiento del caudal de los cursos de agua.

 

VER INFOGRAFÍA

Energía radiante

Es energía transportada por la radiación. Tanto la luz visible como la radiación infrarroja son formas de energía radiante, ambas son emitidas por el Sol.

La energía de los rayos solares puede recuperarse y convertirse en electricidad o calor.

La energía radiante está en constante movimiento y a velocidades altísimas, lo que forma ondas que poseen distintas longitudes y frecuencias. La mayoría de estas ondas pueden propagarse por el vacío, por eso los rayos del Sol o las ondas de los satélites pueden alcanzar la superficie de la Tierra.

¿Sabías qué?
La energía radiante es aplicada en radiografías, medicina nuclear, radios y algunos aparatos electrónicos.

Energía nuclear

Es la energía contenida en el núcleo de un átomo. Se puede obtener a través de reacciones de fisión y fusión de un núcleo atómico. Dentro de los núcleos atómicos, las fuerzas entre los protones y neutrones del núcleo atómico son muy intensas, por lo que los procesos de transformación nuclear generan gran cantidad de energía.

Las reacciones en el núcleo pueden ser de fusión o de fisión.
¿Sabías qué?
En estrellas como el Sol, la energía atómica se libera cuando los núcleos se combinan en un proceso conocido como fusión.
¿Qué es un reactor nuclear?

Es una instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Se puede utilizar para la obtención de energía, para la producción de materiales fisionables como el plutonio, como armamento nuclear, o para la propulsión de buques o de satélites artificiales.

 

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Energía magnética

Es la capacidad de atraer o repeler que poseen algunos materiales sobre otros y que originan campos magnéticos permanentes que producen energía magnética. Existen diversos materiales con propiedades magnéticas, entre ellos podemos encontrar el níquel, el cobalto, el hierro y sus aleaciones. Sin embargo, la presencia de campos magnéticos influye, en mayor o menor medida, en todos los materiales.

UNIDADES DE MEDIDA DE ENERGÍA

Una de las propiedades de la energía es que puede ser medida. Para ello, según el Sistema Internacional, la unidad más utilizada es el “Joule” o “Julio”, y es simbolizada con la letra jota mayúscula (J). Esta unidad es nombrada así en honor al físico James Prescott Joule, quien fue uno de los científicos más importantes de su época. Estudió, entre otras cosas, el magnetismo y su relación con el trabajo mecánico, lo que lo condujo a la teoría de la energía. El Joule equivale a:

Donde

N = Newton

m = metros

kg = kilogramos

s = segundos

Otras equivalencias

Nombre Equivalencia en julios
Caloría (cal) 4,1855
Kilovatio hora (kWh) 3.600.000
Electronvoltio (eV) 1,6023 x 10-19
British Thermal Unit (BTU) 1.005,05585
Ergio (erg) 1 x10-7
Energía en los alimentos

Cada célula de nuestro cuerpo requiere energía para funcionar adecuadamente. Ésta es proporcionada por las calorías y por ello resulta importante conocer la cantidad que aportan los nutrientes que ingerimos y así evitar consecuencias negativas para nuestro organismo.

 

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RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Intercambio de calor”

Recurso audiovisual que le permitirá profundizar sobre el proceso de transferencia de energía en forma de calor de un cuerpo a otro.

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Aplicaciones del magnetismo: la brújula, el campo electromagnético

Este video describe a detalle el funcionamiento magnético de una brújula.

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