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 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:

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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.

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Video “Conducción de calor”

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

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

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

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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.

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Newton y Einstein

Los físicos Isaac Newton y Albert Einstein fueron dos de los científicos más destacados e importantes de toda la historia de la humanidad, pues sus descubrimientos y ecuaciones formuladas revolucionaron la forma de ver y entender nuestro universo. Tan determinantes fueron sus conocimientos y paciencia, que sin ellos nuestra vida cotidiana sería muy distinta a como la conocemos.

Newton Einstein
Nombre completo Isaac Newton. Albert Einstein.
Fecha de nacimiento 4 de enero de 1643. 14 de marzo de 1879.
Fecha de defunción 31 de marzo de 1727 (84 años). 18 de abril de 1955 (76 años).
Nacionalidad Británica. Alemana (1879 – 1896).

Sin nacionalidad (1896 – 1901).

Suiza (1901 – 1955).

Austrohúngara (1911 – 1912).

Alemana (1918 – 1933).

Estadounidense (1940 – 1955).

Profesión Físico, alquimista, matemático, inventor y teólogo. Físico, profesor y escritor.
Aporte a la ciencia más destacado Ley de gravitación universal. Teoría de la relatividad.
Ecuación creada más representativa Fórmula de la ley de la gravedad:

 

{\displaystyle F=G{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}}}

Equivalencia entre la masa y la energía:

 

{\displaystyle E=mc^{2}\,}

Otros aportes importantes
  • Leyes de Newton o leyes del movimiento.
  • Teorema binomial.
  • Teoría corpuscular de la luz.
  • Desarrollo del cálculo diferencial e integral.
  • Desarrollo del cálculo infinitesimal.
  • Desarrollo del efecto fotoeléctrico.
  • Constante de Planck-Einstein.
  • Formulación de la equivalencia entre la masa y la energía.
  • Ecuaciones del campo de Einstein.
  • Teoría del campo unificado.
Perspectiva sobre la gravedad Describió la gravedad como una fuerza de atracción que ocurre entre cuerpos con masa. Sin embargo, sus cálculos eran erróneos en presencia de cuerpos supermasivos. Los cálculos realizados para explicar su ley, aunque incompletos, aún son fundamentales en la ciencia y tecnología contemporáneas. Describió la gravedad como la aceleración causada por la distorsión que un cuerpo con masa causa en el espacio-tiempo. Esta visión completó y complementó la ley de la gravedad planteada por Newton, pues con ella pudo explicar, entre otras cosas, el comportamiento de los cuerpos supermasivos.
Frases célebres
  • “Lo que sabemos es una gota de agua; lo que ignoramos es el océano”.
  • “La naturaleza se complace con la simplicidad. Y la naturaleza no es ninguna tonta”.
  • “Platón es mi amigo, Aristóteles es mi amigo, pero mi mejor amigo es la verdad”.
  • “Si yo he visto más allá, es porque logré pararme sobre hombros de gigantes”.
  • “Hay dos cosas que son infinitas: la estupidez humana y el universo; y no estoy seguro de lo segundo”.
  • “La imaginación es más importante que el conocimiento”.
  • “Hay una fuerza motriz más poderosa que el vapor, la electricidad y la energía atómica: la voluntad”.
  • “Dios no juega a los dados con el universo”.

 

Derecho

Cuando hablamos de justicia, leyes y normas, hacemos referencia a las bases principales del derecho, pues, éste se encarga de brindar el orden en la sociedad al decidir aquello que hace bien o no al desarrollo de la vida del ser humano.

¿Qué es el derecho?

Es definido como un orden normativo, es decir, basado en normas sobre el comportamiento y la conducta del ser humano en la sociedad en la cual vive y se desarrolla. También la palabra “derecho” es utilizada para nombrar un grupo determinado de normas aplicadas a algo en específico, por ejemplo: derecho penal, derecho internacional, derecho laboral o derecho civil.

Las normas son establecidas para el bienestar de los ciudadanos y de la sociedad.

Diferencia entre derecho objetivo y derecho subjetivo

Existe una gran diferencia entre el derecho que comprende normas a seguir y los derechos que nos corresponden como seres humanos. El hombre es sujeto, es decir, es una persona que necesita ciertas cosas importantes para su vida. Ejemplo de esto es el derecho a la salud o a una nacionalidad. A estos derechos se les conocen como “derechos subjetivos” .Mientras que al grupo de normas, leyes, y reglas que se establecen para la sociedad, se le llama: “derecho objetivo”.

Un derecho subjetivo es el derecho de manifestarse libre y pacíficamente.

Este grupo de normas es general, lo que quiere decir que se establecen para toda la sociedad sin excepción. Además se imponen de forma obligatoria y el incumplimiento tiene alguna sanción como respuesta del Estado.

Origen de la palabra “derecho”

Este término viene de la palabra latina directum que se puede traducir a “lo que está según las normas”.

Características del derecho

Es normativo: lo que quiere decir que está compuesto por normas obligatorias.

Es bilateral: es decir, de dos lados. Requiere de dos o más personas, y cuando actúa solamente un sujeto el Estado reacciona en respuesta a las acciones que han sido cometidas. Lo que manifiesta que en todos los casos hay dos caras de la moneda, es decir, dos lados a la hora de practicar o enjuiciar a alguien.

La bilateralidad permite que la ley se mantenga dentro de la justicia, también posibilita que dos partes lleguen a un acuerdo.

Es coercible: la coercibilidad es la exigencia que posee el derecho de ampararse a sí mismo para mantener el orden de la sociedad.

Es inviolable: cualquier acción para pretender violar, forzar o no cumplir las normas establecidas requiere una sanción.

Llamamos delito a la acción o al acto por el que se incumple o se viola la ley.

Es un sistema: como una máquina, el derecho está compuesto por muchas partes (normas) que no se encuentran desconectadas unas de las otras. Entre ellas hay rango, unas son superiores a otras, pero todas se complementan y forman un cuerpo para poder dar estructura y establecer el bien común en la sociedad.

La característica principal del derecho es la justicia, es el objetivo principal y es su razón de ser.

La justicia es representada con los ojos tapados y una balanza porque es imparcial, trata a todos con igualdad y equilibrio.

Fuentes del derecho

Las leyes son creadas para dar solución a algún problema o para evitar algún peligro. Lo que significa que las leyes responden a un hecho o una situación a las que se les llama “fuentes”.

Las fuentes pueden clasificarse en:

Históricas: son aquellos documentos o textos en los que se encuentra el contenido de una ley. El Código de Hammurabi es un ejemplo.

Materiales: es el conjunto de hechos o acciones históricas, políticas, sociales y religiosas que actuaron en la creación de una norma. Por ejemplo, a partir de un terremoto, se crean normas para mantener el orden y el bienestar del ciudadano.

Formales: son las acciones que realiza la sociedad y el Estado y que originan una ley, por ejemplo el poder legislativo.

Religión hebrea

Si descubres que el pueblo hebreo fue uno de los primeros en Oriente Medio en creer en un solo Dios, ¿te sorprenderías? Pues sí, y no sólo eso, también fue la cuna de tres de las principales religiones del mundo: judaísmo, cristianismo e islamismo. Varios sucesos y personajes de la religión hebrea han sido representados en películas, pinturas y otras expresiones artísticas.

El pueblo hebreo

Los hebreos se establecieron en Mesopotamia alrededor del año 616 a.C. Son los ancestros de los judíos y los israelitas. Eran nómadas, vivían en tiendas y se encargaban de rebaños de cabras, ovejas, asnos. Sus comunidades cambiaron totalmente con el nacimiento del patriarcaAbraham, quien los condujo a una tierra prometida por su Dios, donde encontrarían tierras fértiles para vivir y establecerse.

La religión hebrea cree en Moisés como un poderoso profeta a través del cual Dios obró milagros como las 10 plagas que se dieron en Egipto.

Patriarcas: padres en la fe

La religión hebrea sigue los pasos y las leyes de sus patriarcas. El primero de ellos fue el patriarca Abraham, es considerado el primer hebreo. A los 75 años oyó la voz de Dios que le ordenaba dejar la tierra de Ur y dirigirse a la tierra prometida (Canaán),además de prometerle una gran descendencia y ser considerado “Padre de las naciones”. Con su esposa Sara tuvo a su hijo Isaac, con su esclava Agar, tuvo a Ismael. La descendencia de estos hijos dio origen a las diferencias entre judíos (hijos de Isaac) y árabes (hijos de Ismael).

Según la historia hebrea, Dios le pidióa Abraham que sacrifique a su hijo Isaac como prueba de fe. Isaac fuesalvado por un ángel enviado por Dios, quien le prometió a Abraham una descendencia numerosa.

Monoteísmo

La religión hebrea se basa en el monoteísmo, es decir, la creencia en la existencia de un solo Dios.Ésta es una de las características principales de la religión hebrea, porque los pueblos vecinos y otras culturas adoraban a diferentes dioses, y construían imágenes para sus templos y ritos.

Los hebreos hablaban de un solo Dios que no se debe representar en imágenes y que cuida de la creación.

Pueblo elegido

El pueblo hebreo cree que Dios los ha escogido entre todos los pueblos de la Tierra para que dé a conocer la voluntad de su Dios a toda la humanidad. Para esto, su Dios hace la promesa a Abraham de hacer de sus hijos una nación grande. Esta promesa queda representada en la circuncisión de los varones, como señal de ser del pueblo escogido.

Moisés y Egipto

Las tierras de los hebreos en Canaán sufrieron de sequía, por lo que tuvieron que emigrar a Egipto, donde quedaron esclavizados por un faraón. Moisés, que significa “salvado de las aguas”, fue el patriarca escogido por Dios para liberar al pueblo hebreo de las manos del Faraón.

Moisés fue colocado en una canasta en el río, para salvarlo de la persecución del Faraón en contra de los hebreos.

Cuenta la historia que el Faraón ordenó matar a todos los varones hebreos. La madre de Moisés lo salvó al colocarlo en una canasta en el río. La hija del Faraón encontró la canasta y adoptó a Moisés. Al crecer, Moisés debió huir de Egipto por haber asesinado a un capataz que maltrataba a un hebreo

Cuando Moisés fue adulto, Dios se le apareció en forma de un árbol (zarza) que ardía en fuego pero no se consumía. Moisés recibió la misión de liberar a los hebreos, entonces fue ante el Faraón para exigirle dejar ir a su pueblo, el faraón no escuchó a Moisés. Para probar al Faraón su poder, Dios envió 10 plagas sobre Egipto. Luego de estas plagas, el Faraón dio la orden de dejar en libertad a los hebreos. Moisés guió a los hebreos por el desierto, al atravesar el mar Rojo.

Los hebreos atraviesan el mar Rojo guiados por Moisés.

La ley

La alianza que Dios hizo con los hebreos tiene una ley. Esta ley toma en cuenta el comportamiento de las personas al trabajar, rezar y estar en casa. Además, marca cómo debe relacionarse el hombre con Dios y con su pueblo.

Dios entrega a Moisés los diez mandamientos.

Estas leyes se resumen en los 10 mandamientos que fueron dados por Dios a Moisés:

  • No tendrás a otro Dios que a mí.
  • No harás imágenes de lo que hay en el cielo, en la Tierra, ni en las aguas, ni debajo de la tierra.
  • No tomarás el nombre de Dios en vano.
  • Descansarás el día sábado para santificarlo.
  • Honra a tu padre y a tu madre.
  • No matarás.
  • No cometerás adulterio.
  • No robarás.
  • No dirás falso testimonio a tu prójimo.
  • No codiciarás los bienes ajenos.

Balanceo por método algebraico

La materia se transforma constantemente a nuestro alrededor sin que exista una pérdida en la masa. Es por ello que al estudiar las reacciones químicas es necesario balancear o igualar la cantidad de átomos de los reactantes y productos involucrados en la misma.

El balanceo por método algebraico consiste en asignar literales o letras a las especies químicas involucradas en una determinada reacción a fin de obtener un sistema de ecuaciones, cuya resolución permite hallar los valores de los coeficientes estequiométricos.

PARTES DE UNA REACCIÓN

¿Por qué se deben balancear las reacciones químicas?

Las reacciones químicas se deben balancear para cumplir con la ley de la conservación de la masa, cuyo postulado indica que durante un cambio químico la masa es constante. Esto significa que cuando ocurre una reacción química la masa de los productos obtenidos será igual a la de los reactantes.

Pasos para balancear una reacción por método algebraico

  1. Asignar letras a cada uno de los reactantes y productos involucrados en las reacciones, además, se debe considerar la flecha como una igualdad.
  2. Plantear una ecuación para cada elemento químico de la reacción.
  3. Asignar un valor al elemento más repetido en las ecuaciones.
  4. Resolver las ecuaciones.

Ejemplo: balancear por el método algebraico la siguiente ecuación.

Paso 1: asignar letras a los reactantes y productos de la reacción.


Paso 2: plantear ecuaciones para cada una de las especies químicas involucradas.


Paso 3: asignar un valor a la letra que más se repite en las ecuaciones, en este caso C.

Paso 4: hallar el valor de A.

Paso 5: hallar el valor de C.

Paso 6: escribir la ecuación balanceada.