martes, 18 de junio de 2013

Problemas de los alumnos para comprender la materia en forma de partículas: El caso de los gases y el caso de las disoluciones


Los gases (Su problema para la comprensión)
Para los alumnos es importante tener en cuenta que es primeramente una partícula, para que a partir de ahí, pueda identificar las partículas de la materia como tal, ya que sabemos que las partículas de la materia son distintas, dependiendo del material que se desee analizar. En el caso de los gases las partículas están dispersas, con ello es difícil hacerle comprender a los alumnos que el gas al igual que los materiales solidos tienen partículas, y que de igual forma están unidas. Aquí tenemos el problema para el alumno, ya que aún no comprende en que consiste y como son las partículas de los gases.
Los gases (Explicación para los alumnos)
Para entender el ordenamiento de las partículas en cada estado de la materia, procederemos a construir un modelo. Supondremos que las partículas en un material se comportan como niños jugando durante el recreo en su colegio.
Imaginemos que estamos en el patio y que podemos observar el juego de nuestros compañeros en cada lugar de este. Ahora, veamos si este modelo responde a las propiedades que observamos en los estado de la materia.
Supongamos que un grupo de nuestros compañeros se encuentra jugando al “pillarse”. ¿Cuál es el comportamiento de este grupo de niños? Lo que observamos es que cada niño corre azarosamente por el patio; es más, rara vez se tocan. Si pusiéramos a los niños en una habitación, veríamos que estos tienden a correr por todo el espacio disponible, razón por la cual la forma del grupo está definida tan solo por las paredes del lugar que los contiene (la habitación). Si los devolvemos al espacio abierto, constataríamos que la forma del grupo cambia constantemente, producto del deambular errático de cada uno de los niños. En efecto, son estas las características que observamos en un gas.
Si observas cuando alguien fuma, verás que el humo no adopta una forma particular. Sin embargo, si pides que echen el humo dentro de una botella, este ocupará todo el volumen disponible en el recipiente. En un gas, las interacciones entre partículas son muy limitadas, y en algunos casos estas se pueden considerar como cuerpos libres; es decir, sin ser sometidas a ningún tipo de interacción.
Las mezclas (Su problema para la comprensión)
La problemática que tiene en este caso el alumnado es que, aun no tienen bien definido cuál es el concepto de disolución o solución, este concepto debe de estar bien especifico antes de que los alumnos puedan introducirse en lo que es la materia.

Una disolución es una mezcla totalmente homogénea, es decir, todos los elementos están disueltos  de manera en que están íntimamente disueltos, de esta forma se crea una nueva sustancia, lo cual el alumno es difícil de comprender, ya que les cuesta trabajo identificar los elementos que integraron la mezcla.

La particula

¿Qué son las partículas?
Existen cosas flotando en el aire. La mayoría de ellas no pueden ser vistas. Estas cosas flotantes son un tipo de contaminación del aire llamadas partículas. De hecho, las partículas pueden ser lo que más comúnmente afecte la salud de las personas.
Echa un vistazo
Las partículas pueden existir en cualquier forma, tamaño y pueden ser partículas sólidas o gotas líquidas. Dividimos a las partículas en dos grupos principales. Estos grupos difieren en varias formas. Una de las diferencias es el tamaño. A las más grandes las llamamos PM10 y las más pequeñas les llamamos PM2.5.
Grandes: Las partículas grandes miden entre 2.5 y 10 micrómetros (de 25 a 100 veces más delgados que un cabello humano). Estas partículas son llamadas PM10 (decimos PM diez, el cual significa partículas de hasta 10 micrómetros en tamaño). Estas partículas causan efectos menos severos para la salud.
Pequeñas: Las partículas pequeñas son menores a 2.5 micrómetros (100veces más delgadas que un cabello humano). Estas partículas son conocidas como PM 2.5 (decimos PM dos punto cinco, como en partículas de hasta 2.5micrometros en tamaño).
De donde provienen las partículas….
El tamaño no es la única diferencia. Cada tipo de partículas están hechas de diferente material y provienen de diferentes lugares.

Partículas Asperas (PM10)
Partículas Finas (PM2.5)

  • humo, tierra y polvo  tóxicos de las fábricas, la agricultura y caminos
  • compuestos orgánicos
  • metales pesados
Lo que son
  • mohos, esporas y polen
  • manejando automóviles
Que las produce
  • moliendo y aplastando rocas y tierra que el viento levanta 
  • quemando plantas (arbustos e incendios forestales desperdicios del jardín)
  • fundiendo (purificando) y procesando metales
El esencialismo
La ciencia moderna ha construido su edificio conceptual y metodológico con base en la aceptación de la existencia universal de esencias. De acuerdo con esto, todos los objetos del mundo deben contener una propiedad que les es esencial, que los explica suficientemente y es común a todos. Además, estos objetos pueden ser divididos y subdivididos en grupos claramente definidos y separados respecto de los demás, en función de las esencias particulares de cada uno de ellos, es decir, de una característica propia de los entes que forman ese grupo y que no es compartida por los otros. A partir de aquí el universo entero se encontraría dividido y clasificado en conjuntos que formarían clases naturales.
 Aunque esta idea se encuentra muy arraigada desde tiempos de la Grecia clásica y sus concepciones atomistas, es el esencialismo y reduccionismo de René Descartes el que ha tenido un impacto mayor desde el siglo XVII hasta nuestros días. Descartes era de la opinión de que cualquier investigación científica debería proceder descomponiendo el objeto o sistema de estudio en sus partículas más simples hasta encontrar aquella que contuviera la más simple de todas las propiedades, la que no tuviera más necesidad que de sí misma para explicarse, prescindiendo de toda relación con su entorno. Siguiendo a Descartes, se encontraría que las propiedades de un sistema serían esas propiedades esenciales de la partícula fundamental, las cuales se transmitirían a través de todos los niveles ontológicos del mencionado sistema.
Con base en este principio se desarrollaron las investigaciones de la física clásica, y de la química, que sostenía la esencia de átomos primero y después de partículas subatómicas para explicar el comportamiento último de la materia. En las ciencias sociales, Thomas Hobbes y Adam Smith, entre otros, pretendieron encontrar en una supuesta esencia egoísta y competitiva del ser humano, la base de toda organización social, siendo la producción de mercancías y la propiedad privada lo que daría contenido, sentido a esa esencia. En las ciencias de la vida, numerosos biólogos se afanaron por encontrar las propiedades esenciales de cada grupo de organismos, por ejemplo, en sus aparatos reproductores. Darwin se apoyó en esencialismos de la economía política, principalmente de Thomas Malthus, para explicar la evolución biológica en función de las habilidades diferenciadas de cada especie para competir por los escasos recursos, causados por un supuesto desequilibrio eterno, esencial entre medios de subsistencia y crecimiento poblacional.
Pero conforme la ciencia ha ido descubriendo y definiendo que sus sistemas de estudio se comportan, desenvuelven y modifican en múltiples planos y direcciones, y en los que se llevan a cabo cambios cuantitativos-cualitativos, la búsqueda de esencias en los procesos y entidades bajo estudio, resulta cada vez más vana y obstaculizante para el desarrollo científico. La ciencia moderna contiene una contradicción entre su concepción esencialista y su búsqueda de interpretaciones dinámicas del mundo. Ambos elementos resultan a la larga incompatibles. El esencialismo supone la existencia de cualidades intrínsecas, inmanentes a todos los entes comprendidos dentro de la clase en los que esas cualidades parecen existir; supone uniformidades son las que hacen a las clases naturales, supone constancia, inalterabilidad, tajantes divisiones entre entidades, lo mismo físicas, biológicas o sociales. Todo esto, por definición, no puede explicar los cambios, la dinámica, las transformaciones del mundo. El estudio del universo en función de esencias y clases naturales se complica enormemente cuando queda claro que los sistemas naturales y sociales son sistemas cambiantes, transitorios, históricos, con relaciones causa-efecto complejas y multidireccionales, con fronteras flexibles entre su exterior y su interior; operando siempre en intrincados enlaces espacio-tiempo. Sobre todo, a medida en que un sistema, natural o social se encuentre cambiando, cambiarán las relaciones entre sus componentes, conduciendo a constantes modificaciones y negaciones de aquello que en cierto momento fue concebido como esencial. Vale la pena entonces poner en tela de juicio si en realidad se puede hablar de esencias.
El cuestionamiento al esencialismo, ha ido mostrando la base ideológica que en múltiples casos tiene la asignación de esencias a los objetos de la ciencia. Esta ideologización produce fuertes limitaciones, dogmatismos y fetichismos que están sirviendo a los intereses de los grandes consorcios multinacionales, a los Estados que los sostienen y a ideologías opresivas cada vez más salvajes.
La ciencia contemporánea debe pugnar por un cambio claro. En vez de estarse buscando arbitrarias cualidades esenciales, es preciso enfocar la investigación científica a la comprensión de las relaciones en los sistemas de estudio, como el punto de partida. Es a partir de esto como una ciencia refundada podrá contribuir a la resolución de los acuciantes problemas mundiales contemporáneos.
Atomismo
El atomismo es una filosofía de la naturaleza desarrollada por Leucipo y su estudiante Demócrito en el quinto siglo antes de Cristo. Los atomistas sostenían que el mundo natural consiste de dos cuerpos fundamentales opuestos: átomos y vacío. Siendo el último la negación del primero; la nada.
En esta teoría, los átomos son inmutables y se mueven por el vacío formando diferentes combinaciones que a su vez se agrupan en sustancias. Los átomos son pensados como bloques de construcción muy pequeños e indestructibles. La palabra atomismo deriva del adjetivo griego 'atomos' que significa 'no cortable.' Todavía hoy en día, en algunos ámbitos, cuando algo es indivisible, se dice que ese algo es atómico.
Durante el siglo XIX, hubo químicos y físicos que teorizaron sobre la existencia de ciertas partículas que formaban toda sustancia y, respetando la tradición, las llamaron átomos. Sin embargo durante el siglo XX se descubrió que estos 'átomos' están compuestos de entidades más pequeñas, tales como el electrón, el neutrón, y el protón. Otros experimentos mostraron que incluso el neutrón puede ser dividido en partículas más fundamentales, llamadas quarks.

Esto demuestra que todavía se está buscando aquella partícula indivisible a la que se referían los primeros atomistas, que no debe ser confundida con el átomo del que habla la química.

La materia en el siglo XIX




A finales del siglo XIX con el descubrimiento del electrón, y comienzos del siglo XX, con el descubrimiento del núcleo atómico y el nacimiento de la física de partículas, la materia se entendió como formada por electrones, protones y neutrones, interactuando entre ellos para formar los átomos. Hoy en día, conocemos que incluso los protones y neutrones no son indivisibles, pudiendo ser divididos en quarks, mientras que los electrones son parte de una familia de partículas llamadas leptones. Tanto los quarks como los leptones son partículas elementales y actualmente son tomados como los componentes fundamentales de la materia.


Estos quarks y leptones interactúan mediante cuatro interacciones fundamentales: gravedad, electromagnetismo, interacciones débiles, e interacciones fuertes. El Modelo estándar es actualmente la mejor explicación de toda la física, pero a pesar de las décadas de esfuerzos, la gravedad aún no puede ser considerada en el nivel cuántico; sólo es descrito por la física clásica(véase gravedad cuántica y gravitón). Las interacciones entre quarks y leptones son el resultado de un intercambio de partículas que transportan fuerza (como fotones) entre los quarks y los leptones. Las partículas que transportan fuerza no son componentes básicos de la materia. En consecuencia, masa y energía no siempre pueden relacionarse a materia. Por ejemplo, los portadores de la fuerza eléctrica (fotones) poseen la energía (según la constante de Planck) y los portadores de la fuerza débil (los bosones W y Z) son masivos, pero ninguno es considerado tampoco como materia. Sin embargo, aunque estas partículas no son consideradas como materia, contribuyen realmente a la masa total de los átomos o de las partículas subatómicas.





La materia se dice comúnmente que existe en cuatro estados (o fases): sólido, líquido, gas y plasma. Sin embargo, los avances en la técnica experimental han comprendido otras fases, antes sólo teóricas, como el condensado de Bose-Einstein y los condensados fermiónicos. Un punto de vista de partícula elemental acerca de la materia también conduce a nuevas fases de la materia, como el plasma de quarks-gluones. En física y en química, la materia exhibe tanto propiedades ondulatorias como corpusculares, es la llamada dualidad onda-partícula.

El agua en la Ranchería de Buenavista, Zumpango, Edo. México


El agua en la Ranchería de Buenavista, Zumpango, Edo. México
Extracción del Agua
El agua en la comunidad de la Ranchería de Buenavista se extrae del subsuelo, de los posos que están ubicados en distintas partes, estos con una profundidad de 300 metros cada uno en la actualidad, regresando el tiempo hace algunos 40 años, el agua se podía extraer a los 20 metros de profundidad, pero debido al crecimiento demográfico de la sociedad y la demanda de este líquido vital, se ha reducido es mas de si 60% y se dice que solo hay agua para 10 años más.
Disposición a la comunidad
El agua se extrae del subsuelo por medio de bombas de agua de alta presión, esta se bombea hasta un contenedor que está ubicado en la parte más alta de la comunidad, posteriormente de ese contenedor se reparte agua para toda la comunidad, solo 3 horas cada tercer día.

SEXTA GRAN EXTINCIÓN


Año en que surgió
Se desconoce la duración de este evento pero se puede cuadrar a finales del período Cretácico. La desaparición de los grandes reptiles en esta extinción en masa dio paso al Cenozoico.

Clasificación.
Los dinosaurios, pterosaurios, reptiles nadadores, plesiosauros y mosasaurios, ammonoideas, rudistas e inocerámidos.

Habitad en el cual se encontraban
La vida en mares y tierra aparecía como una mezcla de formas modernas y arcaicas.

Lugar de Origen y de Extinción

Impacto de un meteorito de gigantescas dimensiones que, debido a la gran explosión generada en su impacto, levantaría grandes cantidades de polvo al aire impidiendo que la luz solar llegara hasta las plantas, reduciéndolas en cantidad, generando con ello un desequilibrio en las cadenas tróficas.
Se generó en todo lo que es el planeta tierra, ya que el impacto del meteorito abarco toda la extensión de la tierra.
Señalar el inicio y fin del periodo
No existe una fecha exacta aunque se dice que fue de los periodos Cretáceo-Terciario aproximadamente. 

Referencias bibliográficas

Los eclipses (Solar y Lunar)







La materia