La electricidad

LA ELECTRICIDAD

Ha sido un tema de gran interés para la humanidad a lo largo de la historia, los fenómenos que involucran la electricidad se explican a partir del comportamiento atómico de la materia. Hoy conocemos inmensa cantidad de sistemas y aparatos que funcionan gracias a la electricidad.

LA CARGA ELÉCTRICA

Es una propiedad de la materia, en el Sistema internacional de Medidas, la unidad de la carga eléctrica en el coulomb, (C). Un coulomb equivale a la carga eléctrica que producen 6,24 trillones de electrones. Desde los antiguos griegos, sabemos que si se frota una barra de ámbar contra la piel es posible atraer pequeños trozos de papel. La teoría atómica establece que la materia está constituida por: neutrones, protones y electrones. Los neutrones no tienen carga eléctrica, los protones tienen carga positiva y los electrones carga negativa, al presentar cargas opuestas, se atraen entre ellas. Un cuerpo neutro es un objeto que tienen el mismo número de electrones y de protones, cuando se frotan dos cuerpos hay una transferencia de electrones de uno hacia el otro. El cuerpo que presenta exceso de electrones queda cargado negativamente, mientras que el que los cede presenta un exceso de protones y queda con una carga eléctrica positiva. La carga eléctrica se conserva, es decir cuando un cuerpo es frotado contra otro no se crea carga, sino que existe una transferencia de cargas entre los cuerpos.

LA ELECTRIZACIÓN: Es el proceso mediante el cual un objeto neutro se carga eléctricamente, es decir hay transferencia de cargas eléctricas de un cuerpo a otro. De acuerdo como se electrizan los cuerpos la electrización puede darse por frotamiento, por contacto o por inducción.

1) ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO O FRICCIÓN: Se produce cuando frotamos algunos materiales con otros y estos adquieren carga eléctrica. Ejemplo: Cuando frotamos una peinilla con el pelo, esta se carga negativamente por frotamiento.

2) ELECTRIZACIÓN POR CONTACTO: Se produce cuando un cuerpo cargado eléctricamente entra en contacto con otro y lo electriza. Ejemplo: Si luego de frotar la peinilla con tu cabello, la pones en contracto con una esfera metálica esta queda cargada negativamente, pues hay transferencia de electrones de la peinilla a la esfera.

3) ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN: Ejemplo: imagina que tienes una esfera metálica neutra y le acercamos una peinilla cargada negativamente, sin establecer contacto con ella. En este caso las cargas eléctricas dentro de la esfera metálica se distribuyen de tal manera que se produce un exceso de carga positiva al lado de la esfera próximo a la peinilla y un exceso de carga negativa al lado opuesto. Si acercas un dedo al lado opuesto de la esfera se transfiere carga negativa hacia el dedo, luego al retirar el dedo, la esfera queda cargada positivamente y se ha inducido carga eléctrica en la esfera.

CONDUCTORES: Son materiales que permiten que las cargas eléctricas se muevan en su interior, debido a que los electrones de los átomos de estos materiales se mueven con facilidad, ejemplo de conductores de carga eléctrica son los metales, algunos como el cobre y la plata son mejores conductores que otros metales.

AISLANTES: Son materiales dentro de los cuales las cargas eléctricas no se mueven pues los electrones no tienen la movilidad necesaria. Ejemplos: el caucho, el vidrio, el plástico y el aire. SEMICONDUCTORES: Son materiales como el silicio y el germanio, cuya capacidad para conducir electricidad es intermedia entre los conductores y los aislantes, son de gran utilidad en la construcción de transistores  y microchips utilizados en los computadores.

FUERZA ELÉCTRICA: Existen dos cargas eléctricas: positivas y negativas. Experimentalmente se observa que una carga positiva atrae a una carga negativa y que dos cargas del mismo signo se repelen. La fuerza eléctrica que ejercen entre sí dos cuerpos cargados eléctricamente depende de la carga eléctrica de dichos cuerpos, cuanto mayor es la carga de cada uno, mayor es la fuerza que se ejerce ente sí.

La fuerza eléctrica entre dos cuerpos cargados eléctricamente también depende de la distancia que los separa, si aumenta la distancia la fuerza eléctrica disminuye, pero  entre más cerca se encuentren los cuerpos cargados mayor es la fuerza eléctrica entre ellos.

FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA: Para que las cargas eléctricas se muevan se requieren dispositivos que sirvan como fuentes de energía eléctrica. Las baterías y las pilas son fuentes que transforman energía química en energía eléctrica. Los generadores de electricidad ( en una hidroeléctrica) , transforman energía mecánica en energía eléctrica.

LAS PILAS SECAS: Las pilas secas de carbono- zinc, se encuentran en el comercio y están provistas de un polo positivo que es una barra de carbono y un polo negativo que es una envoltura de zinc, y el electrolito, conformado por una pasta húmeda de cloruro de amonio.

LAS BATERIAS: Como las de los automóviles, están constituidas por varias celdas y el electrolito es el ácido sulfúrico ( H₂SO₄).

VOLTAJE: A las fuentes como pilas o las baterías se les asocia una cantidad de energía llamada diferencia de potencial o voltaje. El voltaje se mide en voltios (V).

CORRIENTE ELÉCTRICA: A la cantidad de carga eléctrica que fluye en el interior de un conductor por unidad de tiempo se le denomina corriente eléctrica. La corriente eléctrica se simboliza con la letra i, su intensidad se mide en amperios (A).

Circuito en serie

LAS PLACAS TECTÓNICAS

Nuestro planeta está formado por tres capas claramente diferenciadas: una interna llamada el Núcleo, otra media llamada Manto y una externa llamada Corteza.

La corteza está formada por inmensas y gruesas placas rocosas, llamadas Placas tectónicas. Una placa tectónica es una plancha rígida  de roca sólida que forma la superficie terrestre, la cual alcanza un grosor de 15 a 200 Kilómetros. Existen 6 placas tectónicas: América, África, Eurasia, India, Pacífico y Antártica. Estas no permanecen quietas ya que flotan sobre el manto de la misma manera que los cubos de hielo flotan en un vaso con agua, este movimiento se denomina actividad tectónica y trae como consecuencias los terremotos, los sismos, la formación de montañas y volcanes.

EFECTOS DE LA ACTIVIDAD TECTÓTICA EN LOS ECOSISTEMAS

1.  Placas convergentes: Cuando dos placas chocan o se acercan. Este choque puede originar cadenas montañosas como los montes del Himalaya.

2. Placas divergentes: Cuando las placas se alejan, pueden generar la formación de nueva corteza terrestre y por lo tanto nuevos ecosistemas.

3. Placas de subducción: Cuando una placa se hunde bajo la otra, debido a la fuerte presión que genera el encuentro de las dos placas, es allí donde se presenta la mayor cantidad de terremotos.

4. La actividad volcánica: Es muy común en los bordes de las placas tectónicas.

5. Fallas transformantes: Una placa se desliza al lado de la otra y ejerce presión sin generar destrucción de la litosfera o capa sólida. Este movimiento genera actividad sísmica.

Relaciones ecológicas

Estudiantes les comparto la presentación en prezi sobre el tema Adaptaciones.

https://prezi.com/qhq0advzy7gu/adaptaciones/

Video

Buenos días estudiantes les recomiendo este video tomado de youtube: Tema mutualismo
https://www.youtube.com/watch?v=TUNXmtJsZIk

Adaptaciones

LAS ADAPTACIONES

Son los procesos mediante el cual un organismo se adapta o se acopla más al ambiente donde vive, es decir se ajusta al medio ambiente que lo rodea.

Adaptación es cualquier estructura anatómica, proceso fisiológico o comportamiento de un ser vivo que incrementa sus posibilidades para sobrevivir y reproducirse con éxito. Las adaptaciones de un organismo a un medio determinado dan como resultado que en los seres vivos se formen o desarrollen órganos adecuados que les permitan realizar su vida en dicho medio.

El proceso de adaptación de una especie a su ambiente se da en períodos largos, no son cambios momentáneos.  Existen tres tipos principales de adaptación: estructural, fisiológica y comportamental.

ADAPTACIONES ESTRUCTURALES O MORFOLÓGICAS: Este tipo de adaptaciones tiene que ver con la parte física de los organismos: constitución del cuerpo, presencia o ausencia de extremidades, en las plantas tiene que ver con el tamaño de las flores, sus hojas, su tamaño. Ejemplos:

A) Camuflaje: Consiste en pasar inadvertidos gracias a su similitud con el entorno a causa de su coloración o de apariencia. Ejemplo: El insecto palo, el camaleón.

Adopción evolutiva por parte de un organismo de un aspecto parecido al medio que le rodea con el fin de pasar desapercibido para los posibles depredadores. El camuflaje o cripsis engloba, por lo general, adaptaciones del tamaño, la forma, el color, los dibujos del cuerpo y el comportamiento, y es relativamente común en los animales, pero menos en los vegetales.

B) Mimetismo: Semejanza física o de comportamiento que adopta una especie que imita a otra. Un organismo denominado mimético se parece o copia el comportamiento de otro con el que no guarda relación.  Por ejemplo, varias especies de polillas y moscas carentes de defensa evitan la depredación por parte de las aves imitando el color de las bandas y el zumbido de ciertas abejas con aguijón. En vez de evitar ser localizados por los depredadores por medio del camuflaje, las especies que se mimetizan exhiben las mismas señales o conductas llamativas de advertencia que tienen las especies peligrosas a las cuales imitan.

Coloración Aposemática o de advertencia: Con ella informan a sus depredadores que son peligrosos o venenosos.

Otros ejemplos de adaptaciones morfológicas: Las adaptaciones de diversas partes de la boca de algunos animales a los alimentos que ingieren. Las partes bucales de algunos insectos están adaptadas para aspirar el néctar de ciertas especies de plantas; en otros, la adaptación es para chupar sangre por picadura o para mascar vegetales. Los picos de varias clases de aves y los dientes de algunos mamíferos pueden adquirir gran adaptación para tipos diferentes de alimentos.

La velocidad, el ocultamiento, cambio de color, la secreción de sustancias, la coloración, la visión, forma de patas, picos, pelaje, fingir estar muertos (tanatosis)  para engañar a sus adversarios, el veneno que segregan algunas plantas y que usualmente se encuentran en las hojas, frutos o flores.

ADAPTACIONES FISIOLÒGICAS: Se refieren al funcionamiento interno del organismo y a sus mecanismos de regulación. Como ejemplos están la regulación de la temperatura y la hibernación. Ejemplo: Los cactus han desarrollado la capacidad de almacenar grandes cantidades de agua en su tallo, tienen espinas que les permiten evitar la pérdida de agua y a la vez defenderse de los animales herbívoros. Otro ejemplo de estas adaptaciones se refiere al tipo de respiración, algunas bacterias realizan respiración anaerobia (en ausencia de oxígeno), con lo que disminuyen el gasto de energía y no mueren. Adaptaciones a cambios de temperatura, los animales de climas muy fríos como los osos polares tienen mucho pelo y una capa de grasa.

A) HIBERNACIÓN: La hibernación es un mecanismo protector mediante el cual ciertos animales duermen durante el invierno. Algunos mamíferos, como la marmota, el oso y la musaraña, han desarrollado la capacidad de retardar su metabolismo y reducir sus frecuencias cardiacas y respiratorias, para ahorrar energía.

A) Homeotermia: Capacidad de ciertos organismos, llamados endotérmicos o “de sangre caliente”, para regular su temperatura corporal y mantenerla en un valor aproximadamente constante independientemente de los cambios que presente el ambiente. Las aves y los mamíferos son homeotermos. Por su parte, los peces los anfibios, los reptiles y los invertebrados no tienen dicha capacidad, por lo que son animales poiquilotermos.

ADAPTACIONES COMPORTAMENTALES O ETOLÓGICAS: Corresponden a las modificaciones que los organismos hacen en su comportamiento para sobrevivir y desempeñarse mejor en su hábitat.  Existen grupos de animales que entablan relaciones sociales, es decir que permanecen juntos (en manada) y uno cumple el papel de jefe.

Otro ejemplo es la estrategia de muchos animales de sepultarse en cuevas o grietas bajo la nieve para defenderse de las bajas temperaturas.

A) Migración animal: Consiste en el desplazamiento de una especie de un lugar a otro en busca de alimento, hábitat y condiciones adecuadas para reproducirse. Por ejemplo las ballenas jorobadas que migran a las costas de Colombia y de Costa Rica y se reproducen.

B) El cortejo: En muchas especies, el macho realiza una danza y un despliegue de sus atributos físicos frente a la hembra, con el propósito de conseguir la aprobación de esta para aparearse. Por ejemplo el pavo real.

Relaciones ecológicas

LAS RELACIONES ECOLÓGICAS

A cualquier tipo de interacción de dos organismos en un ecosistema se le denomina relación ecológica. De acuerdo con los seres vivos involucrados en la interacción, las relaciones pueden ser: interespecíficas e intraespecíficas.

A) RELACIONES INTRAESPECÍFICAS: Son las que se establecen entre individuos de una misma especie, algunas son temporales y otras duran toda la vida. Se presentan dos tipos: competencia intraespecífica y de cooperación.

COMPETENCIA INTRAESPECÍFICA: Se presenta cuando uno a más recursos como el alimento, el territorio o la pareja, son escasos entre los miembros de una población. Es negativa para los organismos que no pueden satisfacer sus necesidades.

COOPERACIÓN: Son favorables para los organismos involucrados:

1) Relaciones familiares: Se establecen entre padres, madres e hijos. Pueden ser monógamas:  (Una sola pareja toda la vida), polígamas (el macho se aparea con varias hembras), poliándricas (La hembra se aparea con varios machos), matriarcales (El macho deja a la hembra al cuidado de los hijos), patriarcales (la hembra deja al macho al cuidado de los hijos), filiales (se establece entre hijos al no tener protección de los padres).

2) Relaciones gregarias: Asociaciones para garantizar la migración, la búsqueda de alimento, la reproducción. Como las bandadas de aves migratorias.

3) Relaciones estatales: Los individuos se agrupan en categorías sociales o castas, hay división del trabajo, por ejemplo las abejas, las hormigas que se comunican por medio de señales químicas.

4) Relaciones coloniales: Los individuos que las forman se encuentran unidos en forma inseparable y funcionan como un solo ser. Ejemplo: Los corales.

B) RELACIONES INTERESPECÍFICAS: Se presentan entre seres vivos de diferentes especies que forman comunidades.

1) Competencia interespecífica: Lucha o enfrentamiento entre individuos de diferentes especies, por un mismo recurso

(Vivienda, territorio, alimento) Ejemplo: Las aves de diferentes especies compiten por los agujeros en los árboles para hacer sus nidos.

2) Simbiosis: Ambas especies se benefician y no pueden vivir separadas. Ejemplo: Los líquenes formados por un alga (da al hongo nutrientes)  y un hongo (da al hongo humedad).

3) Depredación: (+ -) Una especie llamada depredador da muerte y se alimenta de otra especie denominada presa. Ejemplo: León (depredador), cebra (presa)

4) Parasitismo: (+ -) Un individuo llamado parásito, se alimenta de una parte del cuerpo de otro individuo, conocido como huésped u hospedero, causándole daño. Ejemplo: Ectoparásitos (viven sobre el huésped, piojos, pulgas, garrapatas), endoparásitos (viven dentro de su hospedero, por ejemplo la tenia o solitaria).

5) Comensalismo:( + 0) Una especie se beneficia de otro sin causarle daño ni beneficio. Ejemplos: a) Foresis: un organismo utiliza al otro como medio de transporte, el pez rémora se adhiere al tiburón para movilizarse. 

b) Inquilinismo: un ser vivo se hospeda dentro o sobre el otro, como ocurre con las plantas epífitas que viven sobre otras.

c) La tanatocresis: Un ser vivo utiliza el cadáver o partes de otro ser vivo una vez ha muerto, como la concha que utilizan los cangrejos ermitaños.

6) Mutualismo: (+ +) Asociación de dos especies, en la que ambas se benefician, pero pueden vivir separadas. Ejemplo: La polinización de las flores por los insectos.

7) Amensalismo: (- 0) Una especie (A) perjudica o elimina a otra (B) sin obtener beneficio. Por ejemplo los eucaliptos liberan sustancias tóxicas para las plantas que viven a su alrededor.

Recursos naturales

La tabla periódica

 ORGANIZACIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA

En la tabla periódica los elementos han sido ubicados dentro de filas horizontales llamados períodos  y en columnas verticales denominados grupos.

Períodos: Los períodos son 7. Se designan con números arábigos del 1 al 7. Representan la cantidad de niveles de energía que contienen los átomos de cada elemento. Por ejemplo el sodio (Na) y el magnesio (Mg) están situados en el tercer periodo de la tabla periódica y tienen cada uno tres niveles de energía.

Grupos Químicos: En la tabla periódica existen 18 grupos divididos en A Y B, se identifican con números romanos.  El grupo  indica el número de electrones que tiene un átomo en el último nivel de energía  o nivel de valencia, por lo que presentan propiedades químicas similares. Por ejemplo el litio (Li) y el potasio (K) situados en el grupo IA tiene cada uno un electrón en su último nivel de energía.

Subgrupo A: Contiene 8 grupos llamados elementos representativos. Los grupos IA y IIA se encuentran a la izquierda de la tabla y los grupos del IIIA al VIIIA se encuentran a la derecha de la tabla. Sus orbitales más externos se encuentran ubicados en un orbital s o p.

Subgrupo B: Contiene 10 grupos llamados elementos de transición o metales de transición. Tienen sus electrones más externos en los orbitales d.

Existen dos filas de elementos que se ubican fuera de la tabla periódica se les llama tierras raras o elementos de transición interna. La primera fila es denominada lantánidos porque tienen propiedades similares al lantano (La).  La segunda fila es la de los actínidos por sus propiedades similares a las del actinio (Ac). Sus electrones externos se encuentran ubicados en los orbitales f.

Metales, no metales y metaloides en la tabla periódica: Los metales están localizados en la parte izquierda y en el centro de la tabla periódica, se encuentran en todos los grupo menos en el VIIA y VIIIA.

Los no metales se encuentran ubicados en la parte derecha de la tabla, excepto el hidrógeno. Son aquellos que están después de la línea escalonada.

Los metaloides son el boro (B), el silicio (Si), el germanio (Ge), el arsénico (As), el antimonio (Sb) y el teluro (Te). Los cuales tienen propiedades intermedias entre los metales y los no metales, actúan como semiconductores y son utilizados en la fabricación de chips de calculadoras.

Los gases nobles están situados en el grupo VlllA lo cual indica que en su último nivel de energía tienen 8 electrones a excepción del Helio (He) que tiene 2 electrones. Estos elementos cumplen la ley del octeto y por esto son muy estables y tienen poca actividad química.

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