lunes, 27 de febrero de 2017

La densidad, una propiedad característica de la materia

La densidad, una propiedad característica de la materia


¿Qué pesa más, 1 kg de plomo o 1 kg de plumas? 

¡Los dos pesan igual; porque la masa es la misma en ambos casos. Coloquialmente se suele decir que el plomo es "muy pesado" y que la pluma es "muy ligera", cuando lo que se quieres expresar es una propiedad que indica la cantidad de masa por unidad de volumen, es decir la densidad

La densidad es una propiedad característica de la materia y su valor no depende de la cantidad de materia, solamente de la naturaleza de las sustancias. En el sistema internacional se mide en kg/m ˆ3.
Hay sustancias que tienen más átomos por unidad de volumen que otros, en consecuencia tienen más gramos, o kilogramos por unidad de volumen. Por lo tanto, hay sustancias que tienen más densidad que otros.

Hay sustancias que tienen más 
La densidad del agua, por ejemplo, es de 1 g/cm^3. Esto significa, que si tomamos  un cubo de 1 cm de lado y lo llenamos de agua, el agua contenida en dicho cubo tendrá una masa de un gramo. 

En cambio, el mercurio que es más denso que el agua, tiene una densidad de 13,6 g/cm^3. Esto significa que en un cubo de 1 cm de lado lleno con mercurio se tiene una masa de 13,6 gramos. 

Generalmente los sólidos tienen mayor densidad que los líquidos, y estos últimos más que los gases. Es por el hecho de que en un gas las partículas que lo forman están menos cohesionadas, en términos vulgares significa que están más separadas. En los líquidos hay mayor cohesión y en los sólidos ya es mayor aún.unidad de volumen. Por lo tanto, hay sustancias que tienen más densidad que otros. 

EXPERIMENTO HUEVO EN SAL , AZÚCAR Y AGUA DULCE

 EXPERIMENTO HUEVO EN SAL , AZÚCAR Y AGUA DULCE

Material necesario:
  • Sal de mesa
  • Azúcar
  • Tres vasos
  • Cuchara sopera
  • Agua de grifo
  • Tres huevos cocidos
Procedimiento
  1. Llenaremos los dos vasos con agua del grifo.
  2. El primero de ellos sólo estará lleno de agua. 
  3. En el segundo, añadiremos alrededor de dos a tres cucharadas de sal y lo mezclaremos bien hasta que la sal se haya disuelto completamente en el agua. 
  4. En el tercero de los recipientes, añadiremos de dos a tres cucharadas de azúcar y lo revolveremos bien hasta que se haya disuelto por completo. 
  5. Colocaremos un huevo cocido en cada uno de los recipientes y observaremos cuál de los huevos flota y cual en cambio se hunde. ¿Qué ocurre con el que contiene azúcar ? 
  6. La explicación de este fenómeno es muy simple: ¡la densidad!. En el experimento del huevo en agua salda, podemos comprobar que el huevo flota y el que está en agua del grifo se hunde. Esto es debido a que el agua salda es más densa que el agua dulce; por lo que el huevo no se hunde como normalmente lo haría. 

    Cuándo hay más cantidad de materia en un determinado espacio o volumen, el objeto es considerado más denso y al mismo tiempo mas pesado. Sin embargo, esto no significa que la densidad y el peso sean lo mismo ni que se puedan utilizar indistintamente. 

    En nuestro experimento del huevo en agua salada, el huevo, al ser más denso que el agua del grifo, aleja las partículas de agua para hacer lugar para sí mismo, por ello se produce el movimiento de hundimiento. 

    Pero para el caso del agua, que es más pesada que el agua del grifo, es más capaz de mantener el huevo hacia arriba. Por lo tanto, se produce la flotación del huevo. En otras palabras, los objetos se hunden cuando su densidad es mayor a la densidad del líquido. 

    Sobre el huevo, actúan dos fuerzas: Su peso (la fuerza con la que el huevo es atraído hacia el centro de la Tierra, llamada fuerza de gravedad) y el empuje (la fuerza que ejerce hacia arriba el agua). Si el peso del huevo es mayor que el empuje del agua, el huevo se hundirá. En caso contrario flotará. Si el peso del huevo y el empuje del agua son iguales, el huevo quedará entre dos aguas.

    Por lo tanto, el empuje que un cuerpo sufre en un líquido depende de tres factores: la densidad del líquido, el volumen del cuerpo que se encuentra sumergido y la gravedad. 

    Al añadir sal al agua, conseguimos un líquido más denso que el agua pura, lo que hace que el empuje que sufre el huevo sea mayor y supere el peso del huevo: el huevo flota. 

    Este experimento, nos muestra por qué es más fácil flotar en agua de mar que en agua de ríos y piscinas. La respuesta está en que el agua de mar por la sal que contiene es más densa que el agua dulce. Esta mayor densidad provoca que la fuerza de empuje que ejerce el agua de mar sobre nuestro cuerpo sea mayor, por lo que el esfuerzo que realizamos por permanecer flotando es menor en el mar que en agua dulce. 

La inexplicable física

 De qué está hecho el universo

A pesar de los grandes avances en la astrofísica en las últimas décadas, más preguntas han surgido acerca de la composición del universo. Sabemos que la cantidad de materia visible (planetas, estrellas, objetos estelares) juntan el 2% de la materia del universo, pero el resto está formado por lo que llamamos "materia oscura" y "energía oscura", la cual aún no entendemos a fondo.

Somos bombas de hidrógeno

Resultado de imagen de ley de conservacion de la energiaLa ley de la conservación de la energía nos dicta que toda la energía que se deposita en un sistema debe salir de alguna forma, es decir, esta energía no se puede destruir. En nuestros cuerpos depositamos una gran cantidad de energía, la cual queda almacenada con una cantidad de 7x10^18 Jules, la cual, si se liberara en un instante, tendría el poder de 30 bombas de hidrógeno.




La relación entre masa, energía y velocidad

Resultado de imagen de e=mc2La famosa ecuación E=mc² nos explica cómo la masa y la energía son parte de lo mismo, por lo que si mueves un objeto le estás agregando energía y, por lo tanto, masa. El incremento de masa es imperceptible a velocidades cotidianas, pero mientras te acercas a la velocidad de la luz la energía que se debe depositar en el objeto es enorme, por lo que la masa aumenta de forma considerable, pero este incremento es sólo temporal, por eso un avión no llega más pesado a su destino.
Eso es lo divertido de la ciencia, la creamos para poder explicar los misterios del universo y cada vez que solucionamos uno surgen muchos más.

La inexplicable física

El estudio de la física del Universo nos ha llevado a entender una gran parte de los hechos que ocurren en nuestra vida diaria, los cuales muchos de ellos son imperceptibles para nuestros sentidos, pero sabemos que ocurren. Se han descubierto muchos conceptos y creado teorías alrededor de esta complicadaciencia, y aunque comprendemos muchas de ellas, aún nos siguen sorprendiendo y hacen cuestionar nuestra existencia.


 La velocidad de la luz

8 cosas extranas y sorprendentes que aprendemos de la fisica 3Siempre que nos referimos a la luz la conceptualizamos como aquello que se mueve más rápido que todo lo demás, a una velocidad de 299 792,458 kilómetros por segundo, pero esta velocidad es la de la luz en el vacío, siendo realmente que la luz modifica su velocidad al atravesar diferentes medios. Incluso, existen experimentos en donde se ha medido una velocidad de 17 metros por segundo en el cero absoluto (-273,15 °C).

La humanidad cabe en un cubo de azúcar

8 cosas extranas y sorprendentes que aprendemos de la fisica 4Seguramente has escuchado el concepto del espacio existente entre los átomos y cómo estos son prácticamente un espacio vacío entre el núcleo y los electrones. Si quitáramos todo el espacio vacío entre los átomos de toda la humanidad, quedaríamos como un pequeño cubo de azúcar, el cual sería pesaría cinco mil millones de toneladas y sería extremadamente denso.

jueves, 23 de febrero de 2017

Curiosidades químicas.

  • Si agrandáramos la molécula de agua hasta el tamaño de una moneda de 10 centavos, una molécula de ácido nucleico tendría una anchura de 10 centímetros y varios cientos kilómetros de longitud. Ello se debe a que el agua está formada por moléculas simples, de solo tres átomos cada una. Hay moléculas de tamaños muy variables: las que tienen peso molecular mayor de 10.000 se conocen como macromoléculas. Por ejemplo, la celulosa tiene peso molecular de al menos 570.000. El ADN es una de las macromoléculas más grandes. El ADN de la E. coli, una bacteria común, contiene alrededor de 3 millones de pares de bases: su peso molecular ronda los 1.8000 g/mol.
  • Con todo, incluso las moléculas más grandes son microscópicas. Las cadenas de ADN son tan pequeñas que 5 millones de ellas cabrían en el ojo de una aguja.
  • Si todo el ADN de un cuerpo humano se uniera para formar una única cadena, tendría más de 300.000 millones de kilómetros de longitud; suficiente como para ir a la Luna y volver 390.000 veces, o como para ir al Sol y volver 1.000 veces.

Después del Big Bang

A través de la constante de Hubble se puede determinar matemáticamente la edad del universo, ya que la inversa de ese valor es de unos 15 mil millones de años; que es el tiempo transcurrido desde el primer gran estallido, el Big Bang hasta la época actual. El Big Bang fue bautizado por el astrónomo inglés Fred Hoyle en 1950 como el instante inicial de la gran explosión que habría dado comienzo al espacio y al tiempo.
Sea cual fuera el mecanismo que dio inicio al Big Bang, éste debió ser muy rápido: el universo pasó de ser denso y caliente (instante "cero" del tiempo) a ser casi vacío y frío (instante actual). De la situación del universo antes del Big Bang no se sabe nada, ni siguiera puede imaginarse cómo comenzó. Puede estimarse que antes de conformadas las galaxias, la densidad de materia del universo habría sido infinita o extremadamente grande; por lo tanto, el análisis del universo puede iniciarse un instante después del Big Bang, en el cual la densidad resulte ahora finita, aunque extraordinariamente enorme Algo similar se puede decir con respecto a la temperatura. En las regiones de mayor temperatura se acumuló la materia que luego dio origen a las galaxias y posteriormente a las estrellas. Se pueden analizar los procesos físicos que se desarrollaron después del Big Bang desde el tiempo de 10-43 seg después del inicio del universo.
Al momento del Big Bang las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza: gravitación, fuerza fuerte, electromagnetismo, fuerza débil formaron una única fuerza, la superfuerza, que a medida que el universo se expande se separan una de otra. Luego aparecen los protones y neutrones que componen los núcleos del hidrógeno, deuterio, helio y litio. Al proseguir el enfriamiento del universo los electrones se unen a los núcleos atómicos y forman los átomos neutros. Posteriormente la radiación y la materia que cubren todo el universo se separan, lo que se define como el descople. Aparecen luego las galaxias, las estrellas y los planetas.
En ese momento junto a la materia no condensada, debió existir un campo de radiación tan intenso cuyos residuos deberían poder observarse en la actualidad. Al respecto surge un dato observacional importante: en 1965 A. Penzias y R.Wilson detectaron una radiación en las longitudes de onda de radio, que corresponden a una temperatura extremadamente baja: unos
(T = 3 K, donde "K" es el símbolo de las temperaturas en la escala Kelvin, donde el "cero" corresponde a -273ºC).
Esa radiación predicha por G.Gamow en 1948 se conoce como radiación cósmica de fondo y se supone que se habría generado cuando en el universo se desacopló la radiación de la materia. Tenía una edad de unos 300.000 años y una temperatura de unos 3000 K. En aquel momento todavía no se habían formado ni las galaxias ni las estrellas ni los planetas.
Una característica de esa radiación es que se distribuye de manera uniforme en todo el cielo, sin que se note ninguna dirección preferencial; a propósito, es una de las pruebas convincentes de que el Big Bang realmente sucedió fue la detección de esa radiación de fondo abarcado todo el espacio. El estudio de esa radiación permite obtener información sobre las condiciones del universo en sus comienzos; por ejemplo, el satélite COBE encontró en 1992, tenues fluctuaciones de temperatura en la radiación de fondo, las que se han interpretado también como una confirmación de que el Big Bang existió. Esas fluctuaciones de radiación indican variaciones de densidad de la materia.
Las abundancias observadas de hidrógeno, deuterio, helio y litio en las nebulosas gaseosas y en las estrellas coinciden con las estimadas en los procesos de evolución del universo, lo que confirma también la existencia del Big Bang.
Como curiosidad para terminar, unos 10 segundos después del Big Bang, la temperatura del universo era de unos mil millones de kelvin.