miércoles, 12 de junio de 2013

1.En el capítulo se menciona que Cavendish entró a formar parte de la Royal Society en 1760. Newton y Hooke, entre otros ilustres científicos, también formaban parte de ella. Describe brevemente qué es la Royal Society, cuáles son sus principales objetivos, cuáles han sido sus logros más importantes a lo largo de la historia y qué otros ilustres científicos han formado parte de ella.


Es la más antigua sociedad científica del Reino Unido y una de las más antiguas de Europa.
Desde sus inicios, The Royal Society ha combinado el papel de instituto investigador con el de centro de intercambio de conocimientos para el beneficio de la humanidad.
The Royal Society cumple tres objetivos fundamentales: es la Academia Nacional de Ciencias, es una sociedad científica y, además, un organismo de financiación.
Cuenta con un régimen de subvenciones para más de 3.000 científicos británicos y del extranjero, diseñado para mejorar la base científica del Reino Unido y fomentar la colaboración entre países.
Sus logros a lo largo de la historia están situados en esta we donde se muestra un eje cronológico desde 1650 hasta 2050.




Miembros famosos:
Charles Darwin
Robert Boyle
John Evelyn
Robert Hooke


Benjamin Franklin
Thomas Willis
Sir Christopher Wren
Sir Isaac Newton
Thomas Bayes




2.De acuerdo con el libro, Cavendish midió la composición química del aire. Realiza un diagrama de sectores con una hoja de cálculo que incluya los gases más importantes por su abundancia y compara tus resultados con los que muestra el libro. Investiga qué es el flogisto y por qué cayó en desuso. ¿Te atreves con este experimento?



Los resultados de los cálculos de Cavendish son sorprendentemente exactos.La cifra del nitrogeno y el argon sumados en la actualidad es de un 79.018%, el resultado de los cálculo de Cavendish es de un 79,17% . Cavendish también calculó el porcentaje del oxígeno en el aire, su resultado fue 20,83%, el dato más exacto el que precisamos hoy en día en de un 20,946%. Teniendo en cuenta que las herramientas de las que precisaba Cavendish, por muy rico que fuera, no eran muy precisas si las comparamos con las que tenemos ahora, los datos que nos da Cavendish son muy buenos.
3.Cavendish realizó importantes descubrimientos de Química. Investiga sobre las propiedades del Hidrógeno y sobre la composición química del agua.



NOMBRE
Hidrogeno
NÚMERO ATÓMICO
1
VALENCIA
1
ESTADO DE OXIDACIÓN
+1
ELECTRONEGATIVIDAD
2,1
RADIO COVALENTE (Å)
0,37
RADIO IONICO (Å)
2,08
RADIO ATOMICO (Å)
-
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
1s^1
PRIMERA POTENCIAL DE IONIZACIÓN (eV)
13,65
MASA ATÓMICA (g/mol)
1,00797
DENSIDAD (g/ml)
0,071
PUNTO DE EBULLICIÓN (ºC)
-252,7
PUNTO DE FUSIÓN (ºC)
-259,2


El agua está formada por dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O) unidos mediante enlaces covalentes, de manera que la molécula tiene una forma triangular plana. Tiene dos regiones con una cierta carga eléctrica. Una de ellas es positiva y la otra negativa.


Tiene dos regiones con una cierta carga eléctrica. Una de ellas es positiva y la otra negativa. El oxígeno es un átomo muy electronegativo y el hidrógeno es un átomo poco electronegativo. Los electrones que comparten en los dos enlaces covalentes que presenta la molécula de agua están “desplazados” hacia la región ocupada por el oxígeno. Esto implica que esa zona tenga un poco más (un diferencial) de carga negativa, mientras que los hidrógenos tienen diferenciales de carga positiva.


4.¿Qué es el calor específico de una sustancia? Lee las páginas 161 a 170 de tu libro de texto.
El calor específico es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad.
De forma análoga, se define la capacidad calorífica como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad.
Por lo tanto, el calor específico es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa, esto es c=C/m donde m es la masa de la sustancia.




5.Cavendish también fue un adelantado a su tiempo. Aunque no entró en la historia por su descubrimiento, ¿qué es la Ley de Coulomb? Realiza una comparativa, señalando las analogías y diferencias que encuentras entre esta ley y la Ley de Gravitación Universal (recuerda la actividad Explicación matemática de la LGU)
La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.
Charles-Augustin de Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a hacerla regresar a su posición original, con lo que conociendo la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerza ejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb también conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir, depende de si sus cargas son negativas o positivas.
Variación de la Fuerza de Coulomb en función de la distancia.
En la barra de la balanza, Coulomb colocó una pequeña esfera cargada y a continuación, a diferentes distancias, posicionó otra esfera también cargada. Luego midió la fuerza entre ellas observando el ángulo que giraba la barra.
Dichas mediciones permitieron determinar que:
  • La fuerza de interacción entre dos cargas  y  duplica su magnitud si alguna de las cargas dobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y así sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas:       y       
en consecuencia:  
  • Si la distancia entre las cargas es , al duplicarla, la fuerza de interacción disminuye en un factor de 4 (2²); al triplicarla, disminuye en un factor de 9 (3²) y al cuadriplicar , la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16 (4²). En consecuencia, la fuerza de interacción entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia:  
Asociando ambas relaciones:  
Finalmente, se introduce una constante de proporcionalidad para transformar la relación anterior en una igualdad:


Ley de Coulomb
Ley de Gravitación Universal

Describe las características de las fuerzas entre cargas eléctricas
Establece la forma y explica el fenómeno natural de la atracción que tiene lugar entre dos objetos con masas


Semejanzas
1. Ambas fuerzas son directamente proporcionales al producto de las materias que obran recíprocamente (masa y carga).


2. Ambas fuerzas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia de la separación.



Diferencias
1. La fuerza eléctrica de Coulomb puede ser de atracción o de repulsión, mientras que la fuerza gravitacional es de atracción solamente.
2. La magnitud de la fuerza eléctrica de Coulomb depende del medio que separa las cargas, mientras que la fuerza gravitacional es independiente del medio





6.¿Qué es un condensador eléctrico? ¿Serías capaz de fabricar uno con material casero?


El capacitor es un componente pasivo que, a diferencia de la batería, se carga de forma instantánea en cuanto la conectamos a una fuente de energía eléctrica, pero no la retiene por mucho tiempo. Su descarga se produce también de forma instantánea cuando se encuentra conectado en un circuito eléctrico. Una vez que se encuentra cargado, si éste no se emplea de inmediato se autodescarga en unos pocos minutos.




7-Cavendish inventó un termómetro que funcionaba sin mercurio, pero, ¿cómo funciona un termómetro? ¿Qué tipos de escalas térmicas existen?
Un termómetro mide la dilatación de un compuesto o elemento según la temperatura a la que está. Por ejemplo los termómetros de hoy día miden cúanto se dilata el mercurio que tienen dentro según el calor que hay en el exterior.
Existen tres escalas térmicas importantes. Los grados Celsius o centígrados, los grados Fahrenheit y Kelvin. Los primeros a 0ºC el agua cambia a estado sólido y a 100ºC se evapora. Kelvin es como centígrados pero sumándole 273 por lo que el agua se convierte en hielo a 273K y los fahrenheit son 5/9 de Celsius.



8-Entramos en las cuestiones relacionadas con el experimento en cuestión: ¿Qué es el centro de gravedad de un cuerpo? Prueba la siguiente experiencia. Diseña tu propia experiencia y grábala en vídeo. No olvides insertarla en tu blog:
El centro de gravedad de un objeto es el punto teórico en el que tendría que estar concentrada toda su masa para poder considerarlo, como un objeto sin dimensiones (un punto). Es el punto en el que se aplicaría la fuerza de gravedad, como resultante de las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas partículas que componen el cuerpo.
Con este experimento se demuestra que el centro de gravedad de un cuerpo está situado en el punto medio de este cuerpo (en la resultante de fuerzas del eje “y”).
También se demuestra que en el caso de los libro, no es posible que el último libro sobresalga por fuera de la mesa, a no ser que cada libro tenga un peso diferente.




9-Llegamos al plato fuerte del capítulo: El experimento de Cavendish . Debéis describir el experimento y explicar: ¿por qué Cavendish no podía medir desde la sala dónde se encontraba la balanza de torsión?
Su experimento consistía en un palo de madera con dos bolas metálicas en los extremos. Este palo de madera cuelga de un hilo fino que sostiene una masa en cada extremo. Si se acercan dos masas mayores, la fuerza de gravedad entre las masas hace que la barra oscile. Cronometrando esta oscilación, se puede deducir la rigidez del hilo.
Ya que su experimento consistía en la atracción de dos bolas metálicas al estar él en el salón su masa influiría en el experimento y no resultaría algo fiable o exacto debido a que por tener una masa también atrae a los objetos.




10-Para concluir el trabajo, investiga por qué no es buena idea utilizar materiales como el hierro o el acero para realizar el experimento. ¿Qué es el magnetismo? ¿qué otros materiales evitarías en caso de diseñar la experiencia?

El hierro, en estado bastante puro, es un material magnético. Al ser magnético haría una fuerza que alteraría la oscilación del palo de madera haciendo que los resultados del experimentos sean falsos. El acero, al estar compuesto en una parte por hierro presenta la misma característica.

martes, 11 de junio de 2013

CAVENDISH

1.En el capítulo se menciona que Cavendish entró a formar parte de la Royal Society en 1760. Newton y Hooke, entre otros ilustres científicos, también formaban parte de ella. Describe brevemente qué es la Royal Society, cuáles son sus principales objetivos, cuáles han sido sus logros más importantes a lo largo de la historia y qué otros ilustres científicos han formado parte de ella.

Es la más antigua sociedad científica del Reino Unido y una de las más antiguas de Europa.
Desde sus inicios, The Royal Society ha combinado el papel de instituto investigador con el de centro de intercambio de conocimientos para el beneficio de la humanidad.
The Royal Society cumple tres objetivos fundamentales: es la Academia Nacional de Ciencias, es una sociedad científica y, además, un organismo de financiación.
Cuenta con un régimen de subvenciones para más de 3.000 científicos británicos y del extranjero, diseñado para mejorar la base científica del Reino Unido y fomentar la colaboración entre países.
Sus logros a lo largo de la historia están situados en esta web donde se muestra un eje cronológico desde 1650 hasta 2050.

Miembros famosos:



2.De acuerdo con el libro, Cavendish midió la composición química del aire. Realiza un diagrama de sectores con una hoja de cálculo que incluya los gases más importantes por su abundancia y compara tus resultados con los que muestra el libro. Investiga qué es el flogisto y por qué cayó en desuso. ¿Te atreves con este experimento?


Los resultados de los cálculos de Cavendish son sorprendentemente exactos.La cifra del nitrogeno y el argon sumados en la actualidad es de un 79.018%, el resultado de los cálculo de Cavendish es de un 79,17% . Cavendish también calculó el porcentaje del oxígeno en el aire, su resultado fue 20,83%, el dato más exacto el que precisamos hoy en día en de un 20,946%. Teniendo en cuenta que las herramientas de las que precisaba Cavendish, por muy rico que fuera, no eran muy precisas si las comparamos con las que tenemos ahora, los datos que nos da Cavendish son muy buenos.



3.Cavendish realizó importantes descubrimientos de Química. Investiga sobre las propiedades del Hidrógeno y sobre la composición química del agua.



NOMBRE
Hidrogeno
NÚMERO ATÓMICO
1
VALENCIA
1
ESTADO DE OXIDACIÓN
+1
ELECTRONEGATIVIDAD
2,1
RADIO COVALENTE (Å)
0,37
RADIO IONICO (Å)
2,08
RADIO ATOMICO (Å)
-
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
1s^1
PRIMERA POTENCIAL DE IONIZACIÓN (eV)
13,65
MASA ATÓMICA (g/mol)
1,00797
DENSIDAD (g/ml)
0,071
PUNTO DE EBULLICIÓN (ºC)
-252,7
PUNTO DE FUSIÓN (ºC)
-259,2



El agua está formada por dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O) unidos mediante enlaces covalentes, de manera que la molécula tiene una forma triangular plana. Tiene dos regiones con una cierta carga eléctrica. Una de ellas es positiva y la otra negativa.


Tiene dos regiones con una cierta carga eléctrica. Una de ellas es positiva y la otra negativa. El oxígeno es un átomo muy electronegativo y el hidrógeno es un átomo poco electronegativo. Los electrones que comparten en los dos enlaces covalentes que presenta la molécula de agua están “desplazados” hacia la región ocupada por el oxígeno. Esto implica que esa zona tenga un poco más (un diferencial) de carga negativa, mientras que los hidrógenos tienen diferenciales de carga positiva.


















4.¿Qué es el calor específico de una sustancia? Lee las páginas 161 a 170 de tu libro de texto.

El calor específico es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad.

De forma análoga, se define la capacidad calorífica como la cantidad de calor que hay que suministrar a toda la masa de una sustancia para elevar su temperatura en una unidad.
Por lo tanto, el calor específico es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa, esto es c=C/m donde m es la masa de la sustancia.



5.Cavendish también fue un adelantado a su tiempo. Aunque no entró en la historia por su descubrimiento, ¿qué es la Ley de Coulomb? Realiza una comparativa, señalando las analogías y diferencias que encuentras entre esta ley y la Ley de Gravitación Universal (recuerda la actividad Explicación matemática de la LGU)

La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.

Charles-Augustin de Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a hacerla regresar a su posición original, con lo que conociendo la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerza ejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb también conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir, depende de si sus cargas son negativas o positivas.
Variación de la Fuerza de Coulomb en función de la distancia.
En la barra de la balanza, Coulomb colocó una pequeña esfera cargada y a continuación, a diferentes distancias, posicionó otra esfera también cargada. Luego midió la fuerza entre ellas observando el ángulo que giraba la barra.
Dichas mediciones permitieron determinar que:
  • La fuerza de interacción entre dos cargas  y  duplica su magnitud si alguna de las cargas dobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y así sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas:       y       
en consecuencia:  
  • Si la distancia entre las cargas es , al duplicarla, la fuerza de interacción disminuye en un factor de 4 (2²); al triplicarla, disminuye en un factor de 9 (3²) y al cuadriplicar , la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16 (4²). En consecuencia, la fuerza de interacción entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia:  
Asociando ambas relaciones:  
Finalmente, se introduce una constante de proporcionalidad para transformar la relación anterior en una igualdad:

Ley de Coulomb
Ley de Gravitación Universal

Describe las características de las fuerzas entre cargas eléctricas
Establece la forma y explica el fenómeno natural de la atracción que tiene lugar entre dos objetos con masas

Semejanzas
1. Ambas fuerzas son directamente proporcionales al producto de las materias que obran recíprocamente (masa y carga).

2. Ambas fuerzas son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia de la separación.


Diferencias
1. La fuerza eléctrica de Coulomb puede ser de atracción o de repulsión, mientras que la fuerza gravitacional es de atracción solamente.
2. La magnitud de la fuerza eléctrica de Coulomb depende del medio que separa las cargas, mientras que la fuerza gravitacional es independiente del medio

6.¿Qué es un condensador eléctrico? ¿Serías capaz de fabricar uno con material casero?

El capacitor es un componente pasivo que, a diferencia de la batería, se carga de forma instantánea en cuanto la conectamos a una fuente de energía eléctrica, pero no la retiene por mucho tiempo. Su descarga se produce también de forma instantánea cuando se encuentra conectado en un circuito eléctrico. Una vez que se encuentra cargado, si éste no se emplea de inmediato se autodescarga en unos pocos minutos.

7-Cavendish inventó un termómetro que funcionaba sin mercurio, pero, ¿cómo funciona un termómetro? ¿Qué tipos de escalas térmicas existen?
Un termómetro mide la dilatación de un compuesto o elemento según la temperatura a la que está. Por ejemplo los termómetros de hoy día miden cúanto se dilata el mercurio que tienen dentro según el calor que hay en el exterior.
Existen tres escalas térmicas importantes. Los grados Celsius o centígrados, los grados Fahrenheit y Kelvin. Los primeros a 0ºC el agua cambia a estado sólido y a 100ºC se evapora. Kelvin es como centígrados pero sumándole 273 por lo que el agua se convierte en hielo a 273K y los fahrenheit son 5/9 de Celsius.

8-Entramos en las cuestiones relacionadas con el experimento en cuestión: ¿Qué es el centro de gravedad de un cuerpo? Prueba la siguiente experiencia. Diseña tu propia experiencia y grábala en vídeo. No olvides insertarla en tu blog:
El centro de gravedad de un objeto es el punto teórico en el que tendría que estar concentrada toda su masa para poder considerarlo, como un objeto sin dimensiones (un punto). Es el punto en el que se aplicaría la fuerza de gravedad, como resultante de las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas partículas que componen el cuerpo.
Con este experimento se demuestra que el centro de gravedad de un cuerpo está situado en el punto medio de este cuerpo (en la resultante de fuerzas del eje “y”).
También se demuestra que en el caso de los libro, no es posible que el último libro sobresalga por fuera de la mesa, a no ser que cada libro tenga un peso diferente.
9-Llegamos al plato fuerte del capítulo: El experimento de Cavendish . Debéis describir el experimento y explicar: ¿por qué Cavendish no podía medir desde la sala dónde se encontraba la balanza de torsión?
Su experimento consistía en un palo de madera con dos bolas metálicas en los extremos. Este palo de madera cuelga de un hilo fino que sostiene una masa en cada extremo. Si se acercan dos masas mayores, la fuerza de gravedad entre las masas hace que la barra oscile. Cronometrando esta oscilación, se puede deducir la rigidez del hilo.
Ya que su experimento consistía en la atracción de dos bolas metálicas al estar él en el salón su masa influiría en el experimento y no resultaría algo fiable o exacto debido a que por tener una masa también atrae a los objetos.

10-Para concluir el trabajo, investiga por qué no es buena idea utilizar materiales como el hierro o el acero para realizar el experimento. ¿Qué es el magnetismo? ¿qué otros materiales evitarías en caso de diseñar la experiencia?
El hierro, en estado bastante puro, es un material magnético. Al ser magnético haría una fuerza que alteraría la oscilación del palo de madera haciendo que los resultados del experimentos sean falsos. El acero, al estar compuesto en una parte por hierro presenta la misma característica.
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