domingo, 30 de diciembre de 2012

Estoy pensando en introducir una nueva  sección para que vosotros incluyáis aportaciones que se publicarían a través de mí en el blog, Es decir, si encontráis alguna noticia o información que consideréis relevante para mejorar vuestro aprendizaje  en este curso me lo comunicáis  y yo la incluyo en el blog.


Pentsatzen ari naiz  sail berri bat sartzea, non zuen ekarpenak argitaratuko liratekeen  nire blogean. Hots, ikasturte honetako zuen aprendizaian  hobetzeko berri  edo informazioren bat   aurkitzen baduzue niri bidaltzen didazue eta nik sartuko dut blogean

sábado, 29 de diciembre de 2012

Este es el dibujo de un retrato de un famoso científico que dijo:
La ignorancia afirma o niega rotundamente, la ciencia duda.

¿QUIEN ES?



Aparece en el blog de la  XX edición del  carnaval de la química. ES INTERESANTE
http://lacienciadeamara.blogspot.com.es/2012/12/inauguracion-de-la-xx-edicion-del.html

jueves, 20 de diciembre de 2012

El trabajo sobre la combustión que tenéis que hacer debe ser de 10 a 15 hojas en ordenador con portada, índice, bibliografía y webgrafía. Es interesante que tenga fotos, dibujos o esquemas aclaratorios.
Como orientación os señalo algunos aspectos que podéis trabajar:
La quema de combustibles fósiles (petróleo y derivados, carbón, gas natural) y la quema de basuras en incineradoras. Tenéis que hablar sobre los beneficios ( obtención de energía, eliminación de basuras,..) y los perjuicios ( efecto invernadero, lluvia ácida, contaminación atmosférica por monóxido de carbono, dióxido de carbono,  óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre, dioxinas, furanos,..)


Odenagailuz egin behar duzuen errekuntzari buruzko lanak izan behar ditu 10- 15 orri, portada, aurkibidea, bibliografia eta webgrafia. Interesgarria da argazkiak, marrazkiak edo eskema argigarriak izatea.
Orientazio bezala lan ditzakezuen alderdi batzuk aipatzen dizkizuet:
Erregai fosiletako erreketa (petrolio eta deribatuak, ikatza, gas naturala) eta errauskailuen zabor erreketa. Onurei buruz hitz egin behar duzue ( energiaren lorpena, zabor-ezabapena..) eta kalteez ( berotegi-efektua, euri azidoa, karbono monoxido, karbono dioxido, nitrogeno-oxido , sufre-oxido, dioxina eta furanoengatik airearen kutsadura ..)

viernes, 14 de diciembre de 2012

El14/12/1900 nace la física cuántica

Cuerpo negro


 
 
 
 
 
 
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El nacimiento de la cuántica generalmente se sitúa el 14 de Diciembre de 1900. Ese día Max Planck dio una charla acerca del cuerpo negro donde había que cambiar la visión que se tenía hasta el momento de la interacción de la materia con la radiación.
El cuerpo negro es un sistema físico (ideal) que presenta enormes sorpresas. Bajo estas circunstancias es justo que le dediquemos una entrada en el blog. Intentaremos hacerlo muy visual y que se pueda entender el fundamento del por qué hubo que recurrir a un cambio de ideas en física para explicar su comportamiento.

Tenemos imaginación, usémosla. El sistema ideal cuerpo negro

Un cuerpo, por el hecho de estar a una determinada temperatura, emite radiación. Se sabe que la radiación es emitida en todas las frecuencias pero emite más intensamente para una frecuencia específica que se puede calcular sabiendo su temperatura.  Es por eso que vemos las estufas de resistencia ponerse al rojo cuando las encendemos.
Un cuerpo negro es aquel que absorbe toda la radiación (en todas las frecuencias) que le llega. Generalmente se piensa en un cuerpo negro como en una caja cerrada donde la materia y la radiación están en equilibrio. Por lo tanto, todo lo que es absorbido vuelve a ser emitido y la radiación está, de manera efectiva, rebotando por las paredes.  Este sistema es ciertamente ideal, en la vida real no existe nada que absorba a todas las frecuencias por igual.
Evidentemente este sistema tiene que estar cerrado para que el equilibrio térmico sea posible. Sin embargo, podemos pensar que hacemos un agujero minúsculo por el que la radiación escapa de muy poco en poco y eso nos permite ver qué frecuencias y con qué intensidad está la radiación dentro del cuerpo negro.

El experimento ha hablado

Uno puede diseñar sistemas que se comporten como cuerpos negros bajo determinadas condiciones se comporten como cuerpos negros. (Desde metales al rojo, hasta altos hornos, etc). Las medidas de qué frecuencias, o longitudes de onda, eran radiadas y sus intensidades dieron este resultado:

Aquí representamos la energía radiada en función de la longitud de onda de la radiación. Recordemos que el producto de la longitud de onda por la frecuencia de la radiación nos da la velocidad de la luz. A mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa.
Se observa que hay una emisión continua en todas las frecuencias (longitudes de onda) y que hay un máximo de intensidad de la radiación (el pico de la joroba de las curvas (que depende de la temperatura del cuerpo).

Vamos a explicar esto con la física conocida. ¡Catástrofe!

En el siglo XIX los físicos ya tenían a su disposición el electromagnetismo de Maxwell y la termodinámica.  Esto es lo que hace falta para estudiar el equilibrio de un sistema con radiación electromagnética, como es el caso. Así que se pusieron a buscar fórmulas que dieran el comportamiento que vemos en el cuerpo negro, a saber:
1.-  Emite en todas las frecuencias de forma continua.
2.-  Tiene un pico de emisión (máximo de intensidad) que se desplaza a frecuencias más altas (longitudes de onda más bajas) conforme mayor es la temperatura del cuerpo.
3.-  El sistema cuerpo-radiación está en equilibrio.
Esto es todo lo que necesitaban para aplicar sus teorías y encontrar la fórmula que nos diera la intensidad para cada frecuencia emitida, por ejemplo.
Entonces se pusieron mano a la obra un par de científicos, entre otros muchos, Lord Rayleigh y Sir James Jeans encontraron una fórmula que intentaba explicar el comportamiento del cuerpo negro.

Lord Rayleigh (arriba) y Sir James Jeans (abajo)
Estos físicos encontraron lo que se conoce como Ley de Rayleigh-Jeans.
Grosso modo, esta ley nos dice que la forma de emitir el cuerpo negro es el producto de la frecuencia de la radiación al cuadrado por la temperatura del cuerpo(\nu^2 T)
Pero este resultado es desastroso.  El resultado indica que para frecuencias altas la emisión de energía se va a infinito. Lo cual va en contra de toda evidencia experimental y cotidiana.  De ser esto cierto, cualquier cuerpo emitiría una energía infinita. Y ya sabemos que los infinitos no gustan mucho a los físicos.
A este comportamiento malévolo se le conoce como Catástrofe Ultravioleta (nombre puesto por Eherenfest).  Veámoslo en una gráfica:

La línea punteada nos muestra que yendo a frecuencias más altas (longitudes de onda más bajas) la ley de Rayleigh-Jeans implican un comportamiento catastrófico.
Entonces llegó Wien y se empeñó en encontrar un resultado mejor que valiera para frecuencias altas (longitudes de onda bajas).  Y lo consiguió, pero no del todo. El caso es que lo que Wien encontró es que al bajar en frecuencias (subir en longitudes de onda) otra vez se producía una catástrofe y se encontraba una emisión infinita de energía de nuevo.  A esta se la llamó Catástrofe Infrarroja:

Catástrofe ultravioleta e infrarroja frente al comportamiento real de un cuerpo negro.
Esto era una clara evidencia que con la física conocida, lo que hoy llamamos física clásica, no había forma de entender este sistema a priori tan simple. Tendríamos que esperar a que alguien llegara y lo desbaratara todo.

Y entonces llegó Planck…

La historia de Planck y el cuerpo negro merece una entrada por si misma. De hecho, está planeada. Así que aquí daremos la versión ultrasimplificada de la historia.
Lo que hizo Planck fue simple y llanamente interpolar entre las fórmulas de Rayleigh-Jeans y la de Wien. Literalmente forzó la máquina para encontrar la joroba de la curva del cuerpo negro. Simple, efectivo y maravilloso
Pero claro, toda acción tiene una consecuencia y cuando uno tiene una fórmula nueva tiene que intentar explicar por qué es así.  Y el problema es que para lograr encontrar la joroba del cuerpo negro (ya me entendéis) Planck tuvo que hacer dos cosas:
1.-  Meter una constante nueva que tenía que ser universal, la misma para todos los materiales y para todas las formas del cuerpo negro. La conocida como constante de Planck.
2.-  Para interpretar esta fórmula que obtuvo tuvo que admitir que la radiación se comportaba como paquetes de energía cuando interaccionaba con la materia. Es decir, la materia sólo podía tragar (absorber) o vomitar (emitir) radiación en energías que eran el producto de su constante por la frecuencia de la radiación (h\nu).
Esto tiene dos consecuencias.
Primera consecuencia:  Hasta ese día todo el mundo creía que la radiación vendría descrita por las leyes de Maxwell del electromagnetismo clásico y que sería emitida y absorbida de forma continua. Y eso era consistente con una visión puramente ondulatoria de la radiación.  Con la nueva imagen, había que enteder por qué algo que debería de ser ondulatorio al interaccionar con la materia se comportaba como partículas de una energía muy definida.
Segunda consecuencia:  Aparece una constante universal nueva y eso implica que hay que entender su significado y la física que se esconde detrás de su rango de aplicabilidad. Hasta la fecha nadie había necesitado esa constante y eso se entiende porque dicha constante (con dimensiones de Energía x Tiempo) es muy muy pequeña (en las unidades normales del sistema internacional).
Por lo tanto, todo esto abría una nueva ventana de la física que nos mostraba un nuevo paisaje que todavía no hemos explorado del todo, la mecánica cuántica.  Sin embargo algo sí sabemos, la cuántica no deja de sorprendernos.
Como he dicho le dedicaremos una entrada a la relación entre Planck y el cuerpo negro con más profundidad porque esta hombre tuvo que cambiar su punto de vista sobre muchas cosas. No os perdáis la próxima entrega.

miércoles, 12 de diciembre de 2012

jueves, 6 de diciembre de 2012

equilibrio térmico

Un bonito applet para hacer simulaciones de equilibrio térmico.http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/thermochem/heat_metal.html

motor de combustión

En los problemas de termoquímica son frecuentes las combustiones. Cuando se quema gasolina suele ser en un proceso como éste.

miércoles, 5 de diciembre de 2012


Con este enlace podéis descargar un programa ( está en francés pero es muy intuitivo, aceptar todo, es una página de un centro oficial, sin problemas ) sobre el ojo y la visión que os vendrá bien para entender el funcionamiento del ojo y la corrección de sus defectos. Una vez de que lo descarguéis tendréis un icono en el escritorio o un programa nuevo en la lista de todos los programas, clicáis en él y lo ejecutáis
http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/oeil/oeilindex.htm

martes, 4 de diciembre de 2012

Tras la interesante charla de Janko, no sólo por la información del grado de química, que también, sino por su punto de vista humorístico sobre la química y sus avatares, he optado por incluir entre los enlaces el de su blog, el blog del búho, para que le echéis un vistazo.