Problema 4 (opción 1)
Problema 3 (opción 2)
domingo, 24 de mayo de 2020
sábado, 23 de mayo de 2020
ENERGÍA DE ENLACE NUCLEAR
Energía de enlace nuclear
El núcleo atómico es la parte central de un átomo, tiene carga positiva, y concentra más del 99,9% de la
masa total del átomo. Está formado por protones y neutrones (denominados nucleones) que se mantienen
unidos por medio de la interacción nuclear fuerte, la cual permite que el núcleo sea estable, a pesar de que
los protones se repelen entre sí.
masa total del átomo. Está formado por protones y neutrones (denominados nucleones) que se mantienen
unidos por medio de la interacción nuclear fuerte, la cual permite que el núcleo sea estable, a pesar de que
los protones se repelen entre sí.
El defecto de masa Dm en los núcleos atómicos es la diferencia entre su masa medida experimentalmente
y la indicada por su número másico A. Sucede cuando los nucleones (protones mas neutrones) se agrupan
para formar un núcleo, que pierde una pequeña cantidad de masa, es decir, hay un defecto de masa. Este
defecto de masa se libera en forma (a menudo radiante) de energía según la relación de Einstein, E=mc2:
y la indicada por su número másico A. Sucede cuando los nucleones (protones mas neutrones) se agrupan
para formar un núcleo, que pierde una pequeña cantidad de masa, es decir, hay un defecto de masa. Este
defecto de masa se libera en forma (a menudo radiante) de energía según la relación de Einstein, E=mc2:
la energía del mismo número de protones y neutrones consideradas individualmente. Está dada por la
interacción nuclear fuerte y se puede medir por la cantidad de energía necesaria para descomponer el núcleo en
sus protones y neutrones separados.
miércoles, 20 de mayo de 2020
martes, 19 de mayo de 2020
lunes, 18 de mayo de 2020
domingo, 17 de mayo de 2020
Fuerzas conservativas y fuerzas no conservativas
Fuerzas conservativas y fuerzas no conservativas
Las fuerzas bajo cuya acción se conserva la energía mecánica del sistema se denominan fuerzas conservativas. Las fuerzas gravitatorias, elásticas y electrostáticas son fuerzas conservativas.
Las fuerzas bajo cuya acción en el sistema se disipa o pierde energía mecánica se denominan fuerzas no conservativas o fuerzas disipativas. Las fuerzas de rozamiento son fuerzas no conservativas.
Cuando hay fuerzas no conservativas la energía mecánica del sistema se reparte entre calor y energía mecánica final.La transferencia de energía de un punto A a un punto B no es absoluta, una parte importante de esa energía mecánica inicial se pierde en forma de calor. Ese calor es el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas.
Sobre el muelle de la derecha sólo actúan fuerzas conservativas, la energía mecánica se conserva.
Sobre el muelle de la derecha sólo actúan fuerzas conservativas, la energía mecánica se conserva.
Sobre el muelle de la izquierda actúan además fuerzas disipativas. La oscilación se va amortiguando, hay perdidas de energía en forma de calor. La energía mecánica no se conserva y el muelle se termina parando.
Fuerza conservativa el trabajo calculado es independiente del camino seguido
Cualquier fuerza constante es una fuerza conservativa. Como ejemplo de fuerza constante trataremos el peso, es decir, la fuerza gravitatoria cerca de la superficie de la Tierra.
El peso es una fuerza constante que apunta hacia el centro de la Tierra. Vectorialmente, el peso es:
La energía potencial asociada a dicha fuerza (energía potencial gravitatoria) es:
Ya que:
El trabajo del peso es menos la variación de su energía potencial:
 |
|
Ambas formas de calcular el trabajo dan obviamente el mismo resultado.
sábado, 16 de mayo de 2020
RADIACTIVIDAD. EFECTOS SOBRE EL SER HUMANO.
Radioactividad y dosis de radiación
Vamos a explicar de forma muy resumida lo que implica para la salud de las personas la exposición a una dosis de radiación determinada. Cuando la radiación que se recibe se pone en relación a las personas, la unidad de medida se llama Sievert .
El Sievert viene a ser como usar un kilómetro para medir el tamaño de un piso, por ello se utiliza el milisievert que es la milésima parte de un Sievert y viene a ser como un metro, con lo que se pueden medir las habitaciones perfectamente.
Aún así, el milisievert es demasiado grande para medir con detalle el tamaño de, por ejemplo, un interruptor en la pared y se utiliza el microsievert que viene a ser como un milímetro y equivale a la millonésima parte de un Sievert.
La radiación es acumulativa, un trabajador puede recibir 50 milisievert en un año como MÁXIMO. Si recibe estos 50 milisievert en un año, en los siguientes 4 años SOLO puede recibir 50 milisievert más. Si en el segundo año recibiese de nuevo 50 milisievert, en los siguientes 3 años no podría trabajar expuesto a radiación.
Si un trabajador se expone a una fuente de radiación de un milisievert por hora, en 50 horas recibe la radiación permisible para todo el año. A partir de ese momento no podría ya exponerse durante un año (menos esas 50 horas) a cualquier fuente de radiación.
Si un trabajador se expone a una fuente de un milisievert por día, al de 50 días ha recibido la dosis máxima permitida para todo un año.
Se ve claramente que cuando se habla de Sievert, milisievert o microsievert, hay que especificar siempre: por HORA, por DÍA, por AÑO.
- 0,00 a 0,25: Ningún efecto apreciable al momento.
- 0,25 a 1,00: Náuseas, fatiga, vómitos, perdida parcial del apetito.
- 1,00 a 3,00: Náuseas muy severas.Pérdida absoluta del apetito. Envenenamiento. Posible recuperación con tratamiento, pero no es segura la recuperación.
- 3,00 a 6,00: Diarreas. Hemorragias. Esterilidad. A partir de 3,50 Sievert, si no hay tratamiento: Muerte segura.
- 6,00 a 10,00: Parálisis. Deterioro del sistema nervioso central. Incluso con tratamiento, muerte casi segura.
- Por encima de 10,00 sievert. Muerte sin remedio.
jueves, 14 de mayo de 2020
FUENTES DE INFORMACIÓN IA
FUENTES DE INFORMACIÓN EN LA EVALUACIÓN INTERNA
En la siguiente artículo del CSIC, disponéis de pautas para argumentar la fiabilidad de una fuente:
En el siguiente enlace disponéis de una explicación sobre cómo se clasifican las fuentes en primarias y secundarias:
Una fuente de información fiable son los buscadores académicos, a continuación os emito a una lista de ellos:
1. Google Académico: porque el gigante de Internet conoce sus posibilidades y limitaciones, creó un buscador aparte para el contenido académico. Este sitio permite buscar información de diversas disciplinas en formatos como tesis, artículos e incluso libros. Brinda además la posibilidad de consultar las referencias y fuentes de cada texto.
2. HighBeam Research: es una gran biblioteca de recursos con datos especializados para profesionales y estudiantes de todas las disciplinas académicas. En este buscador se pueden encontrar revistas especializadas, investigaciones publicadas, libros y artículos, a los cuales se puede acceder por tema, autor o evento
3. Chemedia: es un buscador muy sencillo y eficaz, donde se pueden encontrar documentos, artículos, revistas y libros de contenido especializado sobre diversos temas. Este buscador tiene como plus la posibilidad de descargar en PDF el contenido que se desee.
4. Redalyc: este sitio web es parte de la Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal y funciona como un buscador de recursos académicos de carácter científico. Su buscador permite realizar consultas por autor, artículos, revistas, países, disciplinas e instituciones.
5. Academia.edu: es más que un buscador, una red social de profesionales, estudiantes e investigadores. Los usuarios que forman parte de la comunidad tienen la posibilidad de publicar sus investigaciones y de relacionarse con otros usuarios que posean los mismos intereses. No solo es una gran fuente de materiales académicos, sino que permite hacer contactos en cada ámbito y disciplina.
6. RefSeek: es uno de los motores de búsqueda de contenido académico más sencillos y eficaces. A través de esta herramienta los estudiantes y profesionales pueden hallar la dirección de páginas web contrastadas y verificadas, enciclopedias, revistas especializadas y documentos publicados.
7. Scielo: es una de las bibliotecas en línea de mayor popularidad, utilizada por millones de usuarios en Latinoamérica y el Caribe. La web fue desarrollada para dar visibilidad a diferentes contenidos académicos y brindar acceso a la literatura científica a todos los usuarios de Internet. Sin dudas, es una herramienta fundamental a la hora de desarrollar cualquier trabajo académico.
8. ERIC: es un buscador que forma parte de la iniciativa del Centro de información de recursos educativos del Instituto de Ciencias de la Educación de Estados Unidos. Esta base de datos comenzó a crearse en 1964 y en la actualidad se ofrece a los usuarios de manera online para que puedan buscar todo tipo de contenido académico para sus trabajos o investigaciones.
En el siguiente enlace os dan todas las pautas en la búsqueda y selección de información científica:
En el siguiente enlace os dan todas las pautas en la búsqueda y selección de información científica:
¿Cómo buscar y usar información científica?
En el siguiente enlace de la UNED os dan también referencias bibliográficas fiables:
https://portal.uned.es/portal/page?_pageid=93,511995&_dad=portal&_schema=PORTAL
En el siguiente enlace de la UNED os dan también referencias bibliográficas fiables:
https://portal.uned.es/portal/page?_pageid=93,511995&_dad=portal&_schema=PORTAL
En el siguiente link te dan todas las pautas para citar y nombrar referencias...
miércoles, 13 de mayo de 2020
martes, 12 de mayo de 2020
DATACIÓN CON EL CARBONO-14
¿Qué es y cómo funciona el carbono-14?
- El carbono-14 es un isótopo de carbono débilmente radioactivo; también se conoce como radiocarbono, y es un cronómetro isotópico.
- La datación por radiocarbono es solamente aplicable a materiales orgánicos y a algunos materiales inorgánicos (no es aplicable a metales).
- El recuento proporcional de gas, el recuento de centelleo líquido, y la espectrometría de masas con aceleradores son los tres principales métodos de datación por radiocarbono.
Importancia de la datación en la arqueología
El impacto que la técnica de la datación por radiocarbono ha tenido en el hombre moderno la ha convertido en uno de los descubrimientos más significativos del siglo XX. Ningún otro método científico ha logrado revolucionar tanto la comprensión del hombre tiene de su presente y su pasado.
Con los años, la arqueología ha descubierto información sobre culturas pasadas que hubieran sido desconocidas de no haber sido por la ayuda de tecnologías tales como la datación por radiocarbono, la dendrocronología, la datación arqueo magnética, la datación por fluoruro, la datación por luminiscencia, y la hidratación de obsidiana, entre otras.
La datación por radiocarbono existe desde hace más de 50 años y ha revolucionado la arqueología. Hoy en día sigue siendo una técnica de gran alcance, confiable, y de amplia aplicación, que tiene un valor incalculable para los arqueólogos y otros científicos.
Principios básicos de la datación por radiocarbono
El radiocarbono, o carbono-14, es un isótopo del elemento carbono que es inestable y débilmente radioactivo. Los isótopos estables son el carbono-12 y el carbono-13.
El carbono 14 se forma continuamente en la atmósfera superior por el efecto de los neutrones de rayos cósmicos sobre los átomos de nitrógeno-14, oxidándose rápidamente en el aire para formar dióxido de carbono y entrar en el ciclo global del carbono.
Las plantas y los animales asimilan el carbono-14 a partir del dióxido de carbono durante toda su vida. Cuando mueren, dejan de intercambiar carbono con la biósfera y su contenido de carbono-14 empieza a disminuir a una tasa determinada por la ley del decaimiento radioactivo.
La datación por radiocarbono es, básicamente, un método diseñado para medir la radioactividad residual.
Principales métodos de medición de radiocarbono
Hay tres técnicas principales utilizadas para medir el contenido de carbono-14 de cualquier muestra: recuento proporcional de gas, recuento de centelleo líquido, y espectrometría de masas con aceleradores.
Pionero en la datación por radiocarbono
El físico químico estadounidense Willard Libby dirigió un equipo de científicos después de la II Guerra Mundial para desarrollar un método que midiese la actividad del radiocarbono y se le atribuye el haber sido el primer científico que sugirió que el isótopo inestable del carbono, denominado radiocarbono o carbono-14, pudiese existir en la materia viva.
Libby y su equipo de científicos publicaron un artículo que resumía la primera detección de radiocarbono en una muestra orgánica. Asimismo, Libby midió por primera vez la tasa de decaimiento del radiocarbono y estableció que su vida media era de 5.568 años ± 30 años.
En 1960, Libby fue galardonado con el Premio Nobel de Química en reconocimiento a sus esfuerzos por desarrollar la datación por radiocarbono.
Referencias:
1. American Chemical Society National Historic Chemical Landmarks. Discovery of Radiocarbon Dating (accessed October 31, 2017).
1. American Chemical Society National Historic Chemical Landmarks. Discovery of Radiocarbon Dating (accessed October 31, 2017).
2. Sheridan Bowman, Radiocarbon Dating: Interpreting the Past (1990), University of California Press
sábado, 9 de mayo de 2020
Ley de desintegración
En 1902 Ernest Rutherford y Frederick Soddy, sugirieron que el ritmo con que una sustancia radiactiva emitía partículas radiactivas disminuía exponencialmente con el tiempo. La desintegración de un núcleo cualquiera se produce al azar, y el número de núcleos que se desintegran en un intervalo de tiempo dt es directamente proporcional al tiempo y al número de núcleos existentes. Su expresión matemática es:
N(t).... número de núcleos radiactivos en un instante t
dN ..... número de desintegraciones en el tiempo t
-dN = lambda N dt
dN / N = - lambda dt
N = N0e-lambda t
donde N es el número de núcleos que quedan sin desintegrar, N0 es el número de núcleos iniciales, y N0 - N es el número de núcleos desintegrados. La constante lambda es la constante de desintegración.
El fenómeno de la radiactividad es aleatorio sujeto a una cierta probabilidad de desintegración. Por eso lambda es la probabilidad por unidad de tiempo de que los núcleos pertenecientes a esa población se desintegren.
Semivida o periodo de desintegración, T1/2, es el tiempo que tarda una muestra radiactiva en reducirse a la mitad.
N = N0 / 2
N0 / 2 = N0 e - lambda T1/2
T1/2 = ln 2 / lambda
Se define también la vida media como el tiempo que tarda un núcleo en desintegrarse:
tau = 1 / lambda
Tipos de radiactividad
RADIACTIVIDAD
La radiactividad es la propiedad que presentan determinadas sustancias, llamadas radiactivas, de emitir radiaciones (conocidas por rayos alfa, beta y gamma) capaces de penetrar en cuerpos opacos, ionizar el aire, impresionar placas fotográficas y excitar la fluorescencia de ciertas sustancias.
Cuando un núcleo atómico emite radiación α, β o γ, el núcleo cambia de estado o se transforma en otro, en este último caso se dice que ha tenido lugar una desintegración.
El cuerpo que se transforma se denomina radioisótopo o radionucleido. Si existe en la naturaleza su actividad es conocida como natural. Si se obtiene por transmutación provocada su actividad es conocida como artificial.
(Actualmente se conocen en la naturaleza tres familias radiactivas constituidas por isótopos naturales: la del uranio-radio, la del uranio-actinio y la del torio)
La radiactividad es la propiedad que presentan determinadas sustancias, llamadas radiactivas, de emitir radiaciones (conocidas por rayos alfa, beta y gamma) capaces de penetrar en cuerpos opacos, ionizar el aire, impresionar placas fotográficas y excitar la fluorescencia de ciertas sustancias.
Cuando un núcleo atómico emite radiación α, β o γ, el núcleo cambia de estado o se transforma en otro, en este último caso se dice que ha tenido lugar una desintegración.
El cuerpo que se transforma se denomina radioisótopo o radionucleido. Si existe en la naturaleza su actividad es conocida como natural. Si se obtiene por transmutación provocada su actividad es conocida como artificial.
(Actualmente se conocen en la naturaleza tres familias radiactivas constituidas por isótopos naturales: la del uranio-radio, la del uranio-actinio y la del torio)
TIPOS DE EMISIONES RADIOACTIVAS
Entre los elementos ligeros, las radiaciones más frecuentes son:
- Las radiaciones beta b-, que son electrones procedentes del núcleo
- Las radiaciones beta b+, que son positrones procedentes del núcleo
- Los rayos gamma (g), que son ondas electromagnéticas de alta energía
- Captura electrónica (desintegraciones K)
- Las radiaciones alpha son características de los elementos pesados.
Cada tipo de emisión radioactiva tiene distinto poder de penetración en la materia y distinto poder de ionización (capacidad de arrancar electrones de los átomos o moléculas con las que colisiona). Pueden causar graves daños en los seres vivos.
PARTÍCULAS ALPHA
Las partículas alfa (α) o rayos alfa son una forma de radiación de alta energía corpuscular ionizante y con una baja capacidad de penetración debido a la alta sección transversal. Consisten en dos protones y dos neutrones unidos por una fuerza fuerte. Las partículas alfa pertenecen a la familia elion. La decadencia beta está mediada por una fuerza débil, mientras que la descomposición alfa está mediada por una fuerza fuerte.
Las partículas alfa son típicamente emitidas por núclidos radiactivos elementos pesados, por ejemplo, los isótopos de uranio, el plutonio de torio, de la radio, etc., en un proceso denominado desintegración alfa. A veces, esta descomposición deja a los núcleos en un estado excitado y, en consecuencia, el exceso de energía se puede eliminar con la emisión de rayos gamma.
Los rayos alfa, debido a su carga eléctrica, interactúan fuertemente con la materia y, por lo tanto, son absorbidos fácilmente por los materiales y pueden viajar solo unos pocos centímetros en el aire. Pueden ser absorbidos por las capas más externas de la piel humana y, por lo tanto, no son potencialmente mortales a menos que la fuente se inhale o ingiera. En este caso, los daños serían, en cambio, mayores que los causados por cualquier otra radiación ionizante. Si la dosis fuera lo suficientemente alta, aparecerían todos los síntomas típicos de envenenamiento por radiación.
La secuencia de este fenómeno de desintegración se representa mediante la ecuación siguiente:
Con el uranio 238, por ejemplo:
PARTÍCULAS BETA
La radiación beta es una forma de radiación ionizante emitida por ciertos tipos de núcleos radiactivos.
La radiación beta toma la forma de partículas beta (β), que son partículas de alta energía, expulsadas de un núcleo atómico en un proceso conocido como desintegración beta. Hay dos formas de desintegración beta, β - y β +, que respectivamente emiten un electrón o un positrón.
En la desintegración β-, un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un antineutrino de electrones.
Un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un antineutrino electrónico:
Ejemplo: 14 6C → 14 7N + e–
En la desintegración β + (observable en los núcleos ricos en protones), un protón interactúa con un antineutrino electrónico para obtener un neutrón y un positrón (aún no se ha observado la desintegración directa del protón en el positrón).
Un protón deviene en un neutrón, un positrón y un neutrino electrónico:
Ejemplo: 23 12Mg → 23 11Na + e+
Diagrama de Feynman, de una desintegración β–. Mediante este proceso un neutrón puede convertirse en protón. En la figura uno de los tres quarks del neutrón de la izquierda (quark d, en azul), emite un bosón W- y pasa a ser un quark (u). El bosón emitido (W-) se desintegra en un antineutrino y un electrón.
La interacción de las partículas beta con la materia generalmente tiene un rango de acción diez veces mayor y un poder ionizante igual a una décima en comparación con la interacción de las partículas alfa. Están completamente bloqueados con unos pocos milímetros de aluminio.
RAYOS GAMMA
Los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas producidas por la radioactividad. Estabilizan el núcleo sin cambiar su contenido de protones. Normalmente la radiación suele acompañar a otro tipo de emisión. Penetran más profundamente que la radiación a o b beta, pero son menos ionizantes.
Los rayos gamma pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos.
Aniquilación de un par positrón-electrón con radiación gamma
Los rayos gamma se producen por desexcitación de un nucleón de un nivel o estado excitado a otro de menor energía y por desintegración de isótopos radiactivos.
Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa y la beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo cual se usan para esterilizar equipos médicos y alimentos.
Esquema de descomposición de Cobalto-60.
Esquema de descomposición de Cobalto-60.
ENERGÍA DE DESINTEGRACIÓN
La energía de desintegración es la diferencia de energía existente entre las partículas iniciales y las finales de un proceso de desintegración. Se aplica la relación entre la masa y la energía:
E = (masa de los partículas iniciales - masa de las partículas finales) · c²
Si la energía, E es positiva, la reacción es exoérgica o exotérmica; si es negativa la reacción es endoérgica o endotérmica.
miércoles, 6 de mayo de 2020
martes, 5 de mayo de 2020
lunes, 4 de mayo de 2020
Efecto fotoeléctrico
Efecto fotoeléctrico.
Se conoce como efecto fotoeléctrico a la emisión de electrones (fotoelectrones) por las superficies metálicas cuando se iluminan con luz de frecuencia adecuada. Existen tres hechos experimentales en este fenómeno que no pueden explicarse mediante la teoría electromagnética clásica:
- La emisión tiene lugar sólo si la frecuencia f de la radiación supera una frecuencia mínima, propia de cada metal, llamada frecuencia umbral. Según la teoría clásica el efecto fotoeléctrico debía ocurrir para cualquier frecuencia de la luz siempre que esta fuera suficientemente intensa.
- Si la frecuencia f es mayor que la frecuencia umbral el número de electrones emitidos es proporcional a la intensidad de la radiación incidente. Sin embargo su energía cinética máxima es independiente de la intensidad de la luz, lo cual no tiene explicación en la teoría clásica.
- El efecto fotoeléctrico es instantáneo, nunca se ha podido medir un retraso entre la iluminación del metal y la emisión electromagnética. Sin embargo, según la teoría clásica, si la intensidad de la luz es muy débil, debe existir un tiempo de retraso entre el instante en que la luz incide sobre la superficie metálica y la emisión de fotoelectrones.
Teoría cuántica de Einstein
Einstein explicó el efecto fotoeléctrico aplicando a la luz las ideas de Planck sobre la radiación térmica: la luz se propaga por el espacio transportando la energía en cuantos de luz, llamados fotones, cuya energía viene dada por la ecuación:
E=h∙f
Donde f es la frecuencia de la luz y h la constante de Planck. En la explicación dada por Einstein toda la energía del fotón se transmite a un electrón del metal. Cuando un fotón suficientemente energético choca con un electrón del metal, la energía del fotón se emplea en arrancar al electrón del metal y darle cierta energía cinética.
E=We+Ec
h∙f=h∙f0+mv2/2
We es la energía mínima que el electrón necesita para escapar de la superficie del metal. Se denomina trabajo de extracción y su valor es característico de cada metal.
- Si la energía del fotón E=h∙f<We=h∙f0 (f<f0) el electrón no escapa, no se produce efecto fotoeléctrico.
Haz de fotones con frecuencia menor que la frecuencia umbral
- Si la energía del fotón E=h∙f=We=h∙f0 (f=f0) estamos en la frecuencia umbral, frecuencia mínima para arrancar al electrón del metal.
- Si la energía del fotón E=h∙f>We=h∙f0 (f>f0) el electrón escapa del metal con una determinada velocidad, con una energía cinética determinada Ec.
Haz de fotones con frecuencia mayor que la frecuencia umbral
