¿CÓMO SE UTILIZA ESTE LIBRO?

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¿CÓMO SE UTILIZA ESTE LIBRO?
DOBLE PÁGINA
PRESENTACIÓN
UN PERSONAJE
UNA RECOMENDACIÓN
Edward N. Lorentz
Observar el tiempo
Barcelona, Planeta, 1998
Este matemático y meteorólogo, nacido en 1917
en Hartford (Connecticut, EEUU), demostró el
comportamiento caótico e impredecible de la
atmósfera, motivo por el cual fallan tanto los
pronósticos meteorológicos. Resulta imposible
predecir con exactitud el tiempo que va a hacer:
un pequeño cambio de dirección del viento puede
echar por tierra las predicciones más fiables.
Lorentz denominó a este fenómeno el efecto
mariposa: Una pequeña perturbación atmosférica en
Brasil, como el aleteo de una mariposa en Pekín, puede
desencadenar un tornado en Texas.
Se comienza la unidad de manera
didáctica y amena, presentando
un texto y un esquema de
la unidad para proporcionar
una visión global de todos los
conceptos que se van a tratar, así
como contribuir a la organización
y al establecimiento de los
vínculos que los relacionan.
3
Este libro de William J. Burroughs y otros autores
explica los principales fenómenos meteorológicos
de una forma amena y sencilla. Además, contiene
fotografías con las que observar el cielo para
reconocer e interpretar los signos del tiempo
atmosférico.
EL AIRE QUE NOS RODEA
DOS WEBS
http://www.inm.es/
Instituto Nacional de Meteorología
Información del tiempo, la ciencia de la
meteorología e imágenes impresionantes.
En realidad, estamos rodeados por el aire. El aire
es una mezcla gaseosa constituida por un 78 %
de nitrógeno en forma de N2 y un 21 % de oxígeno
en forma de O2. El 1 % restante está formado por
argón, una pequeña parte de dióxido de carbono
(CO2) y otros gases en cantidades mínimas.
http://www.meteosat.com/
Meteosat
Previsión del tiempo de todas las ciudades
españolas, imágenes del satélite y noticias de
actualidad.
•
DESARROLLO
DE LA UNIDAD
2
•
Traslación. Es el giro de los planetas alrededor del Sol. La traslación es siempre
en sentido contrario al de las agujas del reloj. La órbita que describen los planetas
es de forma elíptica. Cada movimiento de traslación completo se denomina año
y su duración depende de la velocidad de giro del planeta (Fig. 2.9).
B2
CÓMO SE USA
EL CD
Dentro del libro está incluido
un CD para el alumno con
material multimedia para que
trabaje en el aula y en casa.
En cada unidad didáctica,
en aquellos apartados que
se complementen con el CD,
aparece el símbolo
que indica el empleo
del CD.
2
Cada uno de los componentes de la atmósfera,
¿son átomos o moléculas?
•
¿Qué gas es el más abundante en el aire?
•
¿Cuál de ellos es necesario para poder
respirar?
1 El aire: composición, propiedades e importancia
A El oxígeno
B El nitrógeno
C El dióxido de carbono y el efecto invernadero
D El ozono
E La calidad del aire
2 El tiempo atmosférico
A La temperatura del aire
B La humedad del aire
C La presión atmosférica
D El viento
3 Interpretamos los mapas del tiempo
A ¿Qué es una borrasca?
B ¿Qué es un anticiclón?
C ¿Qué es un frente?
4 Las nubes y las precipitaciones
A ¿Cómo se forma una nube?
B ¿Cómo se producen las lluvias?
C Otros tipos de precipitaciones
Unas sugerencias que invitan
a reflexionar a partir de los
conceptos previos que los
alumnos deben conocer y a
potenciar el gusto por la ciencia.
Traslación (la excentricidad de la órbita se ha exagerado).
PLANETAS MENORES
Son aquellos cuerpos celestes de forma esférica cuyo diámetro es menor que el de
Mercurio (4 878 km) pero mayor de 800 km. No se consideran planetas, porque no
han despejado las inmediaciones de su órbita de otros cuerpos. Tampoco se consideran satélites, porque no giran en torno a otro planeta.
Los ocho planetas del sistema solar son muy
diferentes, tanto en tamaño como en composición y características (Fig. 2.10). Se pueden
agrupar en dos tipos:
En este grupo se incluyen tres cuerpos celestes:
•
•
•
Fig. 2.9
C
Clasificación de los planetas
Planetas interiores: Mercurio, Venus,
Tierra y Marte. Son los planetas más cercanos al Sol y están constituidos por material rocoso y denso, y de una atmósfera
que los rodea.
Planetas exteriores: Júpiter, Saturno,
Urano y Neptuno. Se denominan gigantes gaseosos o jovianos, aunque algunos
tienen un núcleo interno sólido. Son
unas gigantescas bolas de superficie gaseosa (de hidrógeno, helio y metano en
algunos casos), por lo que no se puede
aterrizar en ella. Además, por ser gaseosa y por la rápida velocidad de rotación,
se forman grandes torbellinos o tormentas (por ejemplo, «la gran mancha roja»
de Júpiter).
Están rodeados por anillos constituidos
por partículas de polvo o por hielo. Los
más llamativos son los de Saturno.
Además, debido a que se encuentran muy alejados del Sol, reciben muy poca
luz, por lo que tienen una temperatura superficial muy baja (por debajo de los
0 ºC).
Entre los planetas interiores y los exteriores del sistema solar se encuentra
situado el cinturón de asteroides.
•
Plutón, considerado planeta hasta agosto de 2006 y excluido por su pequeño
diámetro (2 350 km). Se encuentra situado más allá de la órbita de Neptuno y
posee una luna denominada Caronte (Fig. 2.11).
Ceres (1 000 km de diámetro), considerado hasta la misma fecha un asteroide
situado en el cinturón de asteroides.
UB313 (2 400 km de diámetro), cuerpo situado más allá de Plutón. Descubierto
en 2003 y bautizado de manera informal como Xena.
•
D
Fig. 2.11
Imagen de Plutón y su luna
Caronte.
Fig. 2.12
Asteroides.
CUERPOS PEQUEÑOS
Constituyen la tercera categoría de elementos del Sistema Solar. Son los asteroides,
los cometas y los meteoritos.
D1
Asteroides
Son fragmentos rocosos de tamaño variable (de unos centímetros a varios kilómetros
de diámetro), aunque siempre bastante menores a las dimensiones de un planeta
(Fig. 2.12).
D2
Cometas
Son una mezcla de hielo y polvo. Constan de una parte esférica denominada núcleo
seguida de otra muy alargada, la cola, que puede llegar a extenderse varios miles
de kilómetros. La cola aparece cuando el cometa se aproxima al Sol, debido a que se
vaporiza el hielo del núcleo y se libera formando un chorro de gas. Ésta se dispone
en sentido contrario al Sol, y al alejarse de él, desaparece (Fig. 2.13).
Cometa
Órbita del cometa
Tierra
Órbita terrestre
a)
b)
Sol
Mercurio
Venus
La Tierra
Marte
Los contenidos se apoyan en
imágenes y fotografías que
facilitan la interpretación de
los mismos, desarrollados con
un lenguaje claro y asequible.
A lo largo del desarrollo de la
unidad didáctica se conjuga
de manera equilibrada el
texto explicativo, orientado
a fomentar la lectura, con
la inclusión de numerosos
esquemas y tablas, facilitando
la esquematización de los
contenidos
¿El aire es una sustancia pura o una mezcla?
•
Sol
Urano
Saturno
40
Fig. 2.10
Neptuno
Júpiter
Los planetas del Sistema Solar. (Cortesía: NASA.)
Fig. 2.13
Los cometas del sistema solar: a) presentan órbitas elípticas bastante más alargadas que las de los planetas, por lo que tardan
muchos años en dar una vuelta completa (el dibujo no guarda proporciones reales); b) imagen del cometa West.
41
5
e) Dureza
ANEXOS Y
ACTIVIDADES
g) Exfoliación y fractura
Se trata de la dificultad con la que un mineral se raya.
Se trata del tipo de rotura que sufre un mineral al ser sometido a una fuerza
superior a la de sus límites de flexibilidad. Decimos que se exfolia si se rompe
dando lugar a formas relacionadas con su estructura cristalina, y que se fractura
cuando se rompe de forma irregular (Fig. 5.8).
Para conocer la dureza de un mineral se recurre a una escala elaborada por Friedrich Mohs en 1822, en la cual se establece la dureza de diez minerales conocidos,
que va del mineral más blando (valorado con el número 1) al más duro (valorado
con el número 10).
a)
b)
Vemos, por tanto, que en esta escala cada mineral puede rayar a los anteriores,
puesto que es más duro que ellos, y, a su vez, es rayado por los posteriores, más
duros que él (Tabla 5.2).
Fig. 5.8
1. Talco
2. Yeso
3. Calcita
4. Fluorita
Situados en el margen del
libro tienen como objetivo
resaltar aspectos importantes
de la materia.
a) La galena se exfolia en cubos; b) el cuarzo se fractura.
Información adicional
5. Apatito
h) Otras propiedades
Mineral
•
Densidad. Como vimos en la Unidad 1, la densidad es la relación entre la
masa y el volumen (d = m / v). Cada mineral tiene una densidad característica
(ver cuadro al margen).
Propiedadesmagnéticas. Si el mineral se comporta como un imán; por
ejemplo, la magnetita atrae limaduras de hierro (Fig. 5.9.a).
Propiedadeseléctricas. Si conducen o no la electricidad; por ejemplo, el
cobre nativo es un buen conductor de la electricidad, por lo que se usa para
cables eléctricos.
Textura. Por ejemplo, el talco es untuoso al tacto.
Propiedades químicas: reactividad (algunos minerales reaccionan con ácidos; por ejemplo, la calcita, que cuando lo hace produce efervescencia por
desprendimiento de CO2; Fig. 5.9.b), solubilidad (el yeso y la halita son solubles
en agua), sabor (la halita es salada).
Luminiscencia. Algunos minerales son capaces de emitir luz de un color
característico ante determinados estímulos; por ejemplo, la fluorita emite
una luminiscencia verde-amarillenta al ser calentada y violácea si se expone
a los rayos ultravioleta.
•
•
6. Ortosa
7. Cuarzo
8. Topacio
9. Corindón
•
•
10. Diamante
Tabla 5.2. Escala de Mohs.
•
f) Tenacidad
Es la resistencia a la rotura que tiene un mineral.
Densidad (g/cm3)
Blenda ............................ 3,9-4,2
Galena ............................ 7,2- 7,6
Cinabrio ........................
8,10
Sepiolita .........................
2
Yeso ................................
2,36
Halita .............................. 2,1-2,2
Cuarzo ...........................
2,65
Pirita ............................... 5- 5,2
A lo largo del texto, es posible
encontrar elementos tales
como Reflexiona, Realiza
o Vocabulario. Todos ellos
contribuyen a afianzar los
contenidos teóricos junto a los
que aparecen.
Según esta característica podemos diferenciar entre cinco grupos (Tabla 5.3).
a)
Frágiles, si se rompen con
facilidad.
106
Maleables, si es posible transformarlos en láminas.
Dúctiles, si se pueden extender en hilos.
Flexibles, cuando se doblan
sin romperse y, una vez que
cesa el estímulo, recuperan la
forma original.
Plásticos, si, una vez que cesa el estímulo, no recuperan
la forma original, quedando
permanentemente doblados.
Fig. 5.9
a) La magnetita o imán natural es capaz de atraer limaduras de hierro; b) la calcita produce efervescencia por desprendimiento de CO2. (Cortesía: Rafael
García.)
Tabla 5.3. Clasificación de los minerales según su tenacidad.
8
b)
107
LECTURAS
LECTURAS
MEDUSAS, LA PLAGA DEL VERANO
Las playas del litoral mediterráneo español fueron visitadas
por millones de medusas durante el verano de 2006. La bandera roja ha ondeado en dichas playas, perjudicando a los
turistas, que se ven privados del baño, y causando cancelaciones hoteleras al cundir la alarma. En efecto, sólo en la primera
semana de agosto se han atendido más de 14 000 picaduras
de medusas en las costas catalanas, o sea, un 50 % más que el
año anterior en las mismas fechas. Los expertos aconsejan no
lavar las picaduras con agua dulce y no frotarlas.
Pero, además, esta plaga también afecta al sector pesquero, ya
que las medusas son animales depredadores que se alimentan
de pequeños peces, como sardinas y arenques, cuyos bancos
se reducen a la vez que aumenta el número de medusas.
Este fenómeno no es exclusivo del Mediterráneo y se ha detectado también en algunas zonas litorales de Alaska, en el
Atlántico Norte, en el mar Negro y en la zona pesquera de
Namibia.
APRENDER DE LAS ARAÑAS
Según J. M. Gili, investigador del Instituto de Ciencias del Mar
de Barcelona (CSIC), una cosa es la proliferación de medusas
(1) y otra, la llegada masiva de estos animales a las costas (2).
1) La proliferación de medusas se debe a la sobrepesca. Al
ser capturados por el hombre sus depredadores naturales
(tortugas, atunes, peces espada, etc.) el número de medusas se incrementa.
2) La llegada masiva de medusas al litoral tiene que ver con
el calentamiento global. Las lluvias y el agua aportada por
los ríos hacen que el agua costera sea menos salina que la
del resto del mar, lo cual supone una barrera que impide la
entrada de agua marina cargada de medusas. Al disminuir
las lluvias y al embalsarse los ríos tras las presas, el agua
de la zona litoral es igual de salina que la del resto del
mar, desapareciendo dicha barrera y produciéndose la
invasión.
Nidoblasto
sin activar
Ejercicios
a) ¿A qué grupo de animales pertenecen las medusas?
¿Cuáles son sus características generales?
b) Observa la fotografía de la Figura 8.32 e identifica las
partes de una medusa.
c) ¿Qué células son responsables de las picaduras? ¿En
qué parte de su cuerpo se localizan? ¿Podrías relacionarlas con su alimentación carnívora?
d) ¿Por qué las medusas han aumentado tanto últimamente?
e) ¿Por qué llegan tantas a las playas?
f) ¿Qué repercusiones tiene esta invasión para las personas?
Nidoblasto
activado
Fig. 8.33
Funcionamiento de los cnidoblastos.
A pesar de la mala fama que tienen las arañas, últimamente
están en el punto de mira de investigaciones relacionadas
con el desarrollo de nuevos materiales. Los científicos están
muy impresionados por las características de la seda que las
arañas utilizan en sus telas, y no es para menos: una fibra de
seda es cinco veces más resistente que un filamento de acero
del mismo grosor; de hecho, se dice que si llegara a tener
el grosor de un lapicero podría detener a un Boeing 747 en
pleno vuelo. Además, es un material muy elástico que puede
estirarse hasta 20 veces su largo original sin romperse, y es
biodegradable. Muy pocos materiales poseen estas cualidades a la vez, y ninguno alcanza los valores de resistencia y
elasticidad de la seda de araña; existe una anécdota que justifica la investigación de los hilos de seda: en 1988 explotó un
avión de Pan Am cuando volaba sobre Escocia debido a una
bomba alojada en una maleta; murieron los 270 pasajeros. Si
el compartimento de equipajes hubiera estado recubierto
con una tela fabricada a partir de fibras como éstas, se habrían
evitado todas esas muertes.
posible su utilización en cirugía como hilo de sutura. También
podrá destinarse a la fabricación de chalecos antibalas, recubrimiento protector en aviones, redes de pesca biodegradables, etcétera.
Textos sobre noticias de
actualidad para debatir,
reflexionar o investigar, en
el que el hilo conductor es la
Ciencia integrada.
Los esfuerzos realizados para conseguir artificialmente fibras
de seda no han tenido éxito de momento. Por otra parte, la
cría en cautividad de las arañas tampoco ha sido posible, en
parte por su carácter agresivo y territorial, y en parte porque
las arañas reciclan constantemente sus telas (se comen las
partes viejas y deterioradas para poder fabricar seda con más
rapidez).
Actualmente, existe otra línea de investigación para la
producción de seda basada en la ingeniería genética, que
consiste en criar cabras-araña capaces de elaborar dicha
seda. Para ello se utiliza una raza especial de cabras, a las
que se les inserta el gen responsable de la producción de
seda. Las glándulas de la seda son parecidas a las glándulas
mamarias, por lo que, insertando el gen en las células de
estas últimas, la leche producida contendrá también las
proteínas de la seda.
Los hilos de seda tendrán en el futuro importantes aplicaciones industriales, militares y médicas. Recientemente, se
ha descubierto que la tela de araña tiene propiedades antimicrobianas, lo cual, unido a su extrema resistencia, hará
Las arañas utilizan sus telas para atrapar y envolver a sus presas, hacer puertas
para sus madrigueras, trasladarse impulsadas por el viento, hacer nidos para
sus huevos e, incluso, en especies acuáticas, para crear burbujas de aire.
Fig. 8.35
Tela de araña.
Ejercicios
a) ¿Dónde se localizan las glándulas productoras de seda
en las arañas?
b) ¿Para qué utilizan estos animales sus telas?
c) ¿Qué propiedades de la seda la hacen tan interesante
para la industria y para la medicina? ¿Qué significa que
sea un material biodegradable?
Fig. 8.32
186
1
Medusa.
Fig. 8.34
Zonas afectadas por la plaga de medusas.
d) ¿Por qué no se pueden criar arañas en granjas, igual que
se ha hecho con los gusanos de seda?
e) ¿En qué se basan las investigaciones para la producción
de seda mediante ingeniería genética?
f) ¿Qué aplicaciones futuras tendrá la seda de araña?
g) ¿Qué otros invertebrados conoces que sean de utilidad
para los seres humanos?
187
ACTIVIDADES
FINALES
ACTIVIDADES DE REPASO
1 ¿Sería correcto decir que la amistad es una magnitud
física? Razona la respuesta.
11 Si sabemos que el hielo flota en el agua (ver Fig. 1.32),
indica qué tiene mayor densidad, el agua líquida o el
hielo.
17 El dióxido de azufre (SO2) es un compuesto químico contaminante que produce la llamada «lluvia ácida»
(Fig. 1.33). Sabemos que su temperatura de fusión es
de – 75 ºC y la de ebullición de – 10 ºC. ¿En qué estado
se encuentra en condiciones ambientales (suponemos
25 ºC)?
2 Un compañero de clase te dice que en su casa tiene
un objeto cuya masa es de 7,5. ¿Detectas algún error en
su frase?
3 Indica cuáles son las tres magnitudes fundamentales del Sistema Internacional que vamos a estudiar este
curso. No olvides indicar cuáles son sus unidades.
Estructuradas por nivel de
dificultad, son actividades de
repaso, tanto teóricas como
prácticas, que facilitan la
asimilación de los contenidos
propuestos de una forma clara
y práctica para el alumno.
4 Calcula la superficie que tiene un cuadrado de 3 m
de lado y el volumen de un cubo de 5 m de lado.
5 Si tu madre te dice que debes ahorrar agua, pues
habéis gastado 2,5 m3 de agua el mes pasado, ¿cuántos
litros de agua gastasteis?
6 Realiza las siguientes transformaciones:
a)
90 000 m a km
b)
500 cm a m
c)
0,5 m a mm
d)
0,25 km a m
e)
700 mm a m
f)
0,75 m a cm
g)
20 dm a m
h)
0,5 m a dm
7 ¿Es correcto decir que la distancia entre dos asteroides es de 15 500? Razona la respuesta.
Fig. 1.32
El hielo flota en el agua líquida.
12 Con los datos de densidad de la Tabla 1.6, indica en
qué líquido deberíamos introducir un trozo de hierro macizo para conseguir que flotara. Razona la respuesta.
13 Con los datos de densidad de la Tabla 1.6, indica si
un globo lleno del gas helio tiende a ascender en el aire
cuando lo sueltas en la calle.
8 Realiza las siguientes transformaciones:
a)
450 g a dg
b)
1,3 g a cg
c)
0,7 g a mg
d)
e)
21 500 g a kg
253 dg a g
f)
1 320 mg a g
g)
724 cg a g
h)
3,5 kg a g
9 Seguro que habrás oído alguna vez la siguiente pregunta: «¿Qué pesa más, 1 kg de plomo o 1 kg de madera?».
¿Es correcta esta pregunta? Razona la respuesta.
28
10 ¿Sería correcto decir que el aluminio pesa menos que
el plomo? Razona la respuesta.
14 ¿Qué tendrá mayor volumen, un cubo macizo de 1 kg
de hierro o un cubo macizo de 1 kg de aluminio? Razona
la respuesta.
15 Sabiendo que la densidad del hierro es de 7 900 g/L,
calcula cuál será el volumen de un bloque de hierro macizo de 20 kg de masa. ¿Qué masa tendrá un bloque macizo
de hierro de 4,5 L de volumen?
16 Indica cómo se llaman los siguientes cambios de estado:
a) Sólido a líquido
b) Gas a líquido
c) Sólido a gas
d) Líquido a gas
e) Gas a sólido
f) Líquido a sólido
Fig. 1.33
Bosque afectado por la lluvia ácida.
18 Desde un punto de vista científico riguroso, ¿sería
correcto decir que el agua de un manantial de alta montaña donde no ha llegado la contaminación es agua químicamente pura? Razona la respuesta.
22 Copia y completa la Tabla 1.11, relativa a los métodos
de separación de los componentes de una mezcla:
Mezcla
19 En las salinas se obtiene sal común (su nombre científico es cloruro de sodio y su fórmula química es NaCl)
del agua del mar. ¿Cuál es el fundamento físico de esta
separación?
Métodos de separación
Heterogénea
20 Explica la diferencia entre elemento químico y compuesto químico. Pon ejemplos.
21 Con la ayuda de plastilina, haz bolitas de diversos
tamaños, de modo que las más pequeñas correspondan
a átomos de hidrógeno. Utiliza palillos para unir esas bolitas y construye las siguientes moléculas:
a)
b)
c)
d)
Agua
Metano
Oxígeno
Alcohol etílico
Homogénea
Tabla 1.11
23 Investiga los principales problemas de salud que
puede acarrear un consumo excesivo de sal común.
29
3
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