M21S2 Reacciones químicas y corrientes eléctricas

El hombre ha podido construir aparatos que utilizan las reacciones químicas que liberan energía, pero no en forma de calor, sino en forma de una corriente eléctrica. Son las clásicas pilas que usamos todo el tiempo para equipos electrónicos o eléctricos.

De la misma manera que las pilas producen a partir de una reacción química una corriente eléctrica, si le aplicamos esta energía eléctrica a un sistema químico, podemos producir reacciones químicas y lograr que lo que se acumule de energía quede almacenado como producto de la reacción.

Un caso interesante es el acumulador que utilizan los automóviles, ya que en él se presenta la inter-conversión de energía eléctrica y química. Para que el motor arranque se requiere de energía eléctrica, la cual es proporcionada por una reacción química que se produce en el acumulador. Una vez puesto el motor en marcha, un generador suministra corriente eléctrica que es suministrada al acumulador para recargarlo.

Hay corrientes eléctricas de dos tipos:

Corriente continúa	Corriente alterna
Los electrones se mueven siempre en la misma dirección.	Como su nombre lo indica, los electrones van primero para un lado y luego en dirección contraria, y así siempre.
Éste es el tipo de corriente eléctrica que se obtiene de una pila, como las que se usan en una linterna. Esto es lo que ocurre en un trozo de alambre que se conecta a los extremos de una pila. Los electrones pasan de un átomo a otro creando la corriente eléctrica.	Este es el tipo de corriente eléctrica que obtenemos en la red eléctrica de nuestras casas y con la que hacemos funcionar el refrigerador, el televisor, entre otros aparatos.

Para recordar, cada vez que enciendas la luz recapacita la forma en que se genera la energía eléctrica, así como las diferentes formas de la corriente eléctrica que has estudiado en este tema.

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M21S2 Tecnociencia

La Tecnociencia es considerada por Javier Echeverría (2004), como una rama evolutiva de la Revolución Tecnocientífica.

En esta etapa a las empresas les conviene la difusión de los hallazgos de la investigación financiada por ellas, ya que así pueden atraer a más inversionistas y, por lo tanto, cotizar en la bolsa de valores. Con grandes inversiones se puede disponer de equipamiento y recursos que facilitan y hacen más eficiente las investigaciones, así como, por supuesto, más rentable.

• Características
• Principio de precaución
• Aportaciones

La investigación hace un cambio de estafeta hacia la iniciativa privada, por lo que surgen nuevas situaciones:

• Ahora se requiere de personal que se encargue de gestionar conocimientos, recursos humanos y equipamiento.
• Un encargado que promocione la investigación, el producto o el descubrimiento para asegurar su mercadeo.
• Un experto jurídico que conozca de leyes internacionales para patentar el producto o investigación, ya que el conocimiento es la fuente de riqueza.

Un tema muy controversial es que no siempre los intereses de los empresarios son los mismos que los de la sociedad.
La Tecnociencia engendra valores que le permiten generar ganancias para el empresario y, a su vez, disponer de clientes en la sociedad. A su vez, la sociedad se interesa por participar de los avances tecnocientíficos, ya que quieren enterarse de los beneficios y riesgos que conllevan los nuevos descubrimientos e investigaciones.

La sociedad acepta sin muchos problemas los avances en las tecnologías de la información y la comunicación. Por tal motivo, ahora se exige a las empresas el principio de precaución, el cual dice que una empresa debe valorar en el laboratorio si su producto puede causar contaminación o algún efecto dañino a los ecosistemas antes de ser sacado al mercado.

Aportaciones de la Tecnociencia:

• Las infomáquinas, que permiten simular y controlar el funcionamiento de diversos tipos de artefactos, operan ante todo sobre otros tipos de máquinas, automatizando y controlando su funcionamiento.
• Nuevas armas, guiadas por telecontrol remoto.
• En la industria, al automatizar la producción.
• En el comercio, al posibilitar la compraventa a través de las redes telemáticas.
• En la sociedad, al poblarse nuestras oficinas y nuestras casas de instrumentos informáticos.

Por lo tanto, podrás darte cuenta que los avances científicos y tecnológicos, nos sitúan en la era de la Tecnociencia. Es una era de grandes y acelerados cambios en la vida cotidiana cuyo origen se ubica en la confluencia cada vez más clara entre la investigación científica y la innovación y desarrollo tecnológico. Pero, como te habrás dado cuenta, hay una tercera confluencia que aparece ya en el horizonte, y es el de la sociedad, la cual reclama cada vez con mayor fuerza la coherencia entre los avances científicos, los tecnológicos y el bienestar del ambiente y la sociedad que lo habita.

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M21S2 Gran ciencia

La Gran Ciencia o Megaciencia surge durante la Segunda Guerra Mundial debido a los grandes desarrollos científicos y tecnológicos y a su rápido ritmo de crecimiento. A partir del proyecto megacientifico denominado “Proyecto Manhattan”, describiremos las características de esta etapa, considerada la primera fase de la Revolución Tecnocientífica.

• Características
• Proyecto Manhattan
• Guerra Fría

• Inicia en Estados Unidos en el transcurso de la Segunda Guerra Mundial.
• Dispone de grandes inversiones del gobierno, por lo que el proyecto cuenta con recursos económicos ilimitados.
• Los proyectos se desarrollaban en instalaciones secretas.
• Se reúnen equipos de eminentes científicos, ingenieros y militares.
• Se iniciaron los trabajo colaborativos y multidisciplinarios.
• Las investigaciones se realizaban con propósitos específicos, relacionados básicamente con el espionaje o la creación de armas de guerra.

El “Proyecto Manhattan” fue una investigación para crear armas de destrucción masiva en la Segunda Guerra Mundial. Uno de los puntos de partida fueron los descubrimientos realizados por Albert Einstein relativos a la descomposición del átomo.
El proyecto estaba a cargo del físico Julius Robert Oppenheimer, quien encabezó a un grupo de científicos (físicos, químicos, informáticos, ingenieros), bajo la seguridad militar del general Leslie R. Groves, para crear la bomba atómica en un laboratorio situado en los Álamos.
Se considera que otros proyectos también fueron los impulsores iniciales de la Gran Ciencia:
Otros ejemplos de este tipo de proyectos son:

• El Radiation Laboratory de Berkeley.

• El Radiation Laboratory del M.I.T.

• El proyecto ENIAC de la Moore School de Pennsylvania.

El rápido desarrollo de la ciencia se dio a partir de las fuertes inversiones de los gobiernos que impulsaron las investigaciones. El suceso más relevante en esta etapa fue la Guerra Fría, una contienda política e ideológica entre Estados Unidos y la Unión Soviética, periodo en el cual predominaron los avances en espionaje y armamento. En este periodo, además de lo anterior, las naciones en pugna se dedicaron a alardear públicamente de otros avances con el propósito de demostrar al contrincante que eran superiores en tecnología. Un ejemplo fue cuando Estados Unidos televisó un viaje a la luna.
La diferencia entre Pequeña y Gran Ciencia es la cantidad y velocidad en la que se desarrollaron los descubrimientos e inventos en estas dos etapas. Estos términos fueron aceptados por la comunidad científica hasta el siglo XX gracias a que el físico e historiador Derek J. de Solla consideró a la ciencia como mesurable, generándose una nueva disciplina denominada Cientometría, la cual maneja indicadores del desarrollo científico.

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M21S2 La luz y sus propiedades

La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ondas electromagnéticas. La luz es una radiación electromagnética y su velocidad en el vacío no puede ser superada por la de ningún otro movimiento existente en la naturaleza. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es inferior.

En términos generales, la luz es la radiación visible del espectro electromagnético que podemos captar con nuestros ojos. Tiene la característica de que se propaga en línea recta, se refleja y se refracta, es decir, cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro.

Ondas electromagnéticas Propagación en línea recta Reflexión Refracción La energía transportada por las ondas electromagnéticas es proporcional a su frecuencia, de modo que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía.
Las ondas electromagnéticas se clasifican según su frecuencia, como puede verse en el siguiente diagrama: La luz es la radiación visible del espectro.

La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).
Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.

  

La reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a una superficie, rayo incidente, y el que sale "rebotado" después de reflejarse, rayo reflejado. Si se traza una recta perpendicular a la superficie (que se denomina normal), el rayo incidente forma un ángulo con dicha recta, que se llama ángulo de incidencia.
La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso al chocar contra la superficie de los cuerpos. La luz reflejada sigue propagándose por el mismo medio que el ángulo incidente. La reflexión de la luz cumple dos leyes: El rayo incidente, el reflejado y la luz normal están en un mismo plano perpendicular a la superficie; y el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Superficie reflectora

 

 

M21S2 Magnetismo

Todos estamos familiarizados con el magnetismo, ya sea en menor o en mayor medida. Una de las formas más comunes en las que este fenómeno físico se nos manifiesta, o una de las que más acostumbrados estamos a presenciar en lo cotidiano, es la capacidad de algunos objetos para atraer o repeler otros metales. Claro, nos referimos a los imanes, los cuales están presentes en todo tipo de objetos que usamos cada día. Ahora bien, utilizamos los imanes muy a menudo, pero ¿sabes cómo funcionan?, ¿cómo se explican sus propiedades? ¿qué es el magnetismo?

Concepto El electrón Campo magnético El término magnetismo se utiliza para describir las fuerzas de atracción y repulsión entre diferentes materiales, como el hierro y otros metales. Todo se debe al movimiento de partículas cargadas eléctricamente o a la inherente característica de los objetos magnéticos, como en los imanes. De esta manera, tanto la atracción como la repulsión van a depender del movimiento de las partículas cargadas de esta forma.
Entonces, el magnetismo consiste en la interacción entre dos o más elementos, el cual se expresa por medio de la atracción o la repulsión entre ambos y, a su vez, esto depende de los polos magnéticos que están en juego, mismos que funcionan según la conocida lógica de 'los opuestos se atraen'.

Para entender qué es el magnetismo, también conviene saber lo que es un electrón.
El electrón es una partícula que forma parte de la estructura atómica y funciona como un pequeño imán. Los electrones están orientados en distintas direcciones, pero en un imán los mismos se orientan hacia una dirección común, lo cual atrae objetos con un polo opuesto.

 

Un cuerpo con electrones orientados en una dirección X se atraerá a otro orientado a una dirección Y, generando un campo magnético entre ambos.
Llamamos campo magnético al área de influencia ejercida por la fuerza magnética. Por otro lado, si dos objetos con los electrones orientados hacia la dirección X se juntan, los mismos se repelen y no podrán unirse.
Se cree que el magnetismo opera nada más que en metales. Sin embargo, el aire o el agua también tienen campos magnéticos. La Tierra, por su composición, presenta una polaridad magnética y el campo magnético terrestre existe e incluso cambia de orientación cada determinado tiempo.

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M21S2 Transferencia de calor

Siempre que existe una diferencia de temperatura entre dos cuerpos se dice que el calor fluye en dirección de una temperatura mayor a otra menor.

Existen tres métodos fundamentales mediante los cuales ocurre este intercambio de calor:

Conducción Convección Radiación Cambio de estado La conducción es la forma de propagación del calor a través de un cuerpo sólido, debido a la colisión entre las moléculas.

Corriente eléctrica y electricidad estática