miércoles, 5 de octubre de 2011
martes, 4 de octubre de 2011
RUTHERFORD
El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.
El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo", muy pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.
Antes de la propuesta de Rutherford, los físicos aceptaban que las cargas eléctricas en el átomo tenían una distribución más o menos uniforme. Rutherford trató de ver cómo era la dispersión de las partículas alfa por parte de los átomos de una lámina de oro muy delgada. Los ángulos resultantes de la desviación de las partículas supuestamente aportarían información sobre cómo era la distribución de carga en los átomos. Era de esperar que, si las cargas estaban distribuidas uniformemente según el modelo atómico de Thomson, la mayoría de las partículas atravesarían la delgada lámina sufriendo sólo ligerísimas deflexiones, siguiendo una trayectoria aproximadamente recta. Aunque esto era cierto para la mayoría de las partículas alfa, un número importante de estas sufrían deflexiones de cerca de 180º, es decir, prácticamente salían rebotadas en dirección opuesta a la incidente.
Rutherford pensó que esta fracción de partículas rebotadas en dirección opuesta podía ser explicada si se suponía la existencia de fuertes concentraciones de carga positiva en el átomo. La mecánica newtoniana en conjunción con la ley de Coulomb predice que el ángulo de deflexión de una partícula alfa relativamente liviana por parte de un átomo de oro más pesado, depende del "parámetro de impacto" o distancia entre la trayectoria de la partícula y el núcleo:1
(1)
Donde:
Dado que Rutherford observó una fracción apreciable de partículas "rebotadas" para las cuales el ángulo de deflexión es cercano a χ ≈ π, de la relación inversa a (1):
(2)
se deduce que el parámetro de impacto debe ser bastante menor que el radio atómico. De hecho el parámetro de impacto necesario para obtener una fracción apreciable de partículas "rebotadas" sirvió para hacer una estimación del tamaño del núcleo atómico, que resulta ser unas cien mil veces más pequeño que el diámetro atómico.
Importancia del modelo y limitaciones
La importancia del modelo de Rutherford residió en proponer por primera vez la existencia de un núcleo en el átomo (término que, paradójicamente, no aparece en sus escritos). Lo que Rutherford consideró esencial, para explicar los resultados experimentales, fue "una concentración de carga" en el centro del átomo, ya que sin ella, no podía explicarse que algunas partículas fueran rebotadas en dirección casi opuesta a la incidente. Este fue un paso crucial en la comprensión de la materia, ya que implicaba la existencia de un núcleo atómico donde se concentraba toda la carga positiva y más del 99,9% de la masa. Las estimaciones del núcleo revelaban que el átomo en su mayor parte estaba vacío.
Rutherford propuso que los electrones orbitarían en ese espacio vacío alrededor de un minúsculo núcleo atómico, situado en el centro del átomo. Además se abrían varios problemas nuevos que llevarían al descubrimiento de nuevos hechos y teorías al tratar de explicarlos:
- Por un lado se planteó el problema de cómo un conjunto de cargas positivas podían mantenerse unidas en un volumen tan pequeño, hecho que llevó posteriormente a la postulación y descubrimiento de la fuerza nuclear fuerte, que es una de las cuatro interacciones fundamentales.
- Por otro lado existía otra dificultad proveniente de la electrodinámica clásica que predice que una partícula cargada y acelerada, como sería el caso de los electrones orbitando alrededor del núcleo, produciría radiación electromagnética, perdiendo energía y finalmente cayendo sobre el núcleo. Las leyes de Newton, junto con las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a que en un tiempo del orden de 10 − 10s, toda la energía del átomo se habría radiado, con la consiguiente caída de los electrones sobre el núcleo.[2] Se trata, por tanto de un modelo físicamente inestable, desde el punto de vista de la física clásica.
Según Rutherford, las órbitas de los electrones no están muy bien definidas y forman una estructura compleja alrededor del núcleo, dándole un tamaño y forma algo indefinidas. Los resultados de su experimento le permitieron calcular que el radio atómico era diez mil veces mayor que el núcleo mismo, y en consecuencia, que el interior de un átomo está prácticamente vacío.
THOMPSON
El modelo atómico de Thompson, es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, descubridor del electrón[1] en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como un pudin de pasas.[2] Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una sopa de carga negativa se postulaba con una nube de carga positiva.
El modelo atómico de Thompson, es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, descubridor del electrón[1] en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como un pudin de pasas.[2] Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una sopa de carga negativa se postulaba con una nube de carga positiva.
Experimento de Thompson
El científico inglés Sir Joseph John Thompson (1856-1940), conocido como “(J.J)” Thompson a finales del siglo XIX (entonces director del famoso laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge), determinó de una manera directa la relación
El instrumento que J.J. Thompson empleó para determinar la relación carga-masa ( ) de los rayos catódicos es el precursor de los actuales tubos de televisión, del osciloscopio, de las pantallas de radar, etc.... El aparato consistía en un tubo de descarga de vidrio en el que se había hecho un vacío elevado, disponiendo en su interior de varios electrodos metálicos (cátodo, ánodo), dos ánodos de colimación (A1 y A2) que permiten generar un fino haz de rayos catódicos, los cuales son acelerados por la aplicación de un alto voltaje entre cátodo y el ánodo, pasando los mismos entre dos placas paralelas construidas en el tubo. La aplicación de un voltaje a esas placas produce un campo eléctrico ( ) y con un imán se produce un campo magnético ( ) en dirección perpendicular al campo eléctrico; como veremos posteriormente este ordenamiento actúa como un selector de velocidad. Situada en el extremo opuesto del tubo se situaba una pantalla fluorescente de sulfuro de zinc, para detectar el punto de incidencia del haz de rayos catódicos, pudiendo medir con ello la desviación de su trayectoria rectilínea.
Veamos como utilizando este aparato J.J. Thompson determinó experimental mente la relación carga-masa del electrón
Dalton
En 1808 Dalton formuló su teoría atómica, teoría que rompía con todas las ideas tradicionales (Demócrito, Leucipo).
Introduce la idea de la discontinuidad de la materia, es decir, es la primera teoría científica que considera que la materia está dividida en átomos
Postulados
Dalton explicó su teoría formulando una serie de enunciados simples:
- La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
- Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.
- Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.
- Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
- Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
- Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.
- Éxitos del modelo
- El modelo atómico de Dalton explicaba por qué las sustancias se combinaban químicamente entre sí sólo en ciertas proporciones.
- Además el modelo aclaraba que aún existiendo una gran variedad de sustancias, estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos.
- En esencia, el modelo explicaba la mayor parte de la química orgánica del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una teoría combinatoria.
lunes, 3 de octubre de 2011
EL AGUA
El agua constituye uno de los componentes distintivos de nuestro planeta, su molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno y su formula química es H2O.
Alrededor del 70% de la superficie de la Tierra está ocupada por agua. Es indispensable para todas las formas de vida, sin ella, el fenómeno de la vida no hubiera ocurrido. Agua y vida establecen una relación indisoluble; esta fuerte y total dependencia hacia el agua se refleja en el hecho de que los seres vivos están, mayoritariamente, formados por agua.
Se la encuentra presente en estado sólido (depósitos de hielo polar y glaciario), líquido océanos, mares, ríos, lagos y acuíferos) y gaseoso (en la atmósfera). Estos tres estados físicos se hallan vinculados dinámicamente, constituyendo el ciclo hidrológico terrestre o ciclo natural del agua. Este ciclo constituye un elemento fundamental en el sistema climático, cuya dinámica determina los tipos de clima de las distintas regiones del planeta
La distribución geográfica del agua a nivel continental es desigual, siendo sumamente escasa en regiones desérticas y muy abundante en zonas selváticas tropicales.
El 97,4 % de ella es salada y ocupa principalmente océanos y mares.
El 1,8 % está parcialmente confinada en regiones polares y glaciares en forma de hielo.
El 0,8 %, es decir una parte sumamente pequeña, constituye el “agua dulce”, que es potencialmente apta para consumo humano (subsistencia e higiene y actividades productivas) y se encuentra principalmente (93 %) como agua subterránea en acuíferos y en menor proporción en ríos y lagos.
Es un recurso natural inagotable pero vulnerable.
El aumento de la población mundial y sus actividades productivas han incrementado sensiblemente su consumo.
En la actualidad 1.200 millones de personas tienen dificultades para acceder al agua potable. En los próximos 25 años, 2 de cada 3 personas sufrirán serias dificultades para proveerse del agua necesaria.
La sobre-explotación de ríos, arroyos y acuíferos, disminuye la disponibilidad de agua del planeta y compromete el desarrollo futuro de muchas sociedades humanas.
Según las estimaciones de la ONU, una persona debe disponer de 50 litros de agua al día. En EEUU el promedio de consumo diario por persona es de 250 a 300 litros. Mientras que un habitante promedio de Somalía apenas obtiene 9 litros de agua por día.
El Agua en malas condiciones trasmite enfermedades como: Hepatitis, Cólera, Encefalitis, Malaria, Dengue, Diarreas, Dengue hemorrágico, etc.
Más de 5 millones de personas mueren cada año por causa de enfermedades asociadas a la ingestión de agua de mala calidad. Cada 8 segundos muere un niño por beber agua contaminada.
En América Latina la diarrea acaba con la vida de 18 millones de personas anualmente (la mayoría son niños).
En Africa, 1 de cada 2 habitantes sufre alguna enfermedad por consumir agua insalubre.
América del Sur dispone de abundantes recursos que deben ser protegidos ambientalmente y como parte de nuestro patrimonio, porque significan una fuente de desarrollo actual y futura.
Uruguay ocupa el duodécimo lugar en el Mundo en disponibilidad de agua dulce por persona, y ocupa el sexto lugar en disponibilidad de agua en América del Sur.
DISPONIBILIDAD DE AGUA EN LA ZONA METROPOLITANA DE LA CIUDAD DE MÉXICO (ZMCM).
El 70% de agua que se utiliza en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM) destinado al uso doméstico, industrial y agrícola, proviene de los sistemas acuíferos de la cuenca de México, por lo que es importante conocer las fuentes de contaminación que pueden influir en la calidad del recurso.
La Cuenca de México es una cuenca endorréica de carácter lacustre, donde la corteza ha
sufrido grandes esfuerzos, produciéndose un intenso fracturamiento. Está circundada por
montañas y cubierta en diferentes puntos por áreas lacustres producto de lagos que
existieron al final de la época glacial. Al cerrarse la cuenca en el Cuaternario Superior, las
aguas pluviales quedaron encajonadas, formando un conjunto de lagos someros. Podrían
mencionarse hacia el centro el Lago de México, al este el de Texcoco, al sur los de
Xochimilco y Chalco, que formaban uno solo y al norte el de Zumpango.
El fondo de la Cuenca es una planicie lacustre de 1,431 km
2,230 y 2,240 msnm, y se mantiene seca artificialmente. El parteaguas de la cuenca se
extiende por la zona montañosa circundante, la que frecuentemente se eleva por encima de
los 3,000 msnm.
El acuífero Zona Metropolitana de la Ciudad de México se encuentra ubicada en el sur
poniente de la Cuenca del Valle de México, ocupa el 17% de la superficie de la cuenca
endorreica. La Ciudad de México y su área conurbada depende fundamentalmente para
abastecimiento de agua potable del suministro del acuífero.
Dentro del acuífero Zona Metropolitana de la Ciudad de México se consideran 13
Delegaciones del Distrito Federal y siete Municipios del Estado de México los cuales se
mencionan a continuación:
D.F. COYOACÁN
TLALPAN
XOCHIMILCO
ALVARO OBREGÓN
BENITO JUÁREZ
LA MAGDALENA CONTRERAS
AZCAPOTZALCO
CUAJIMALPA DE MORELOS
CUAUHTÉMOC
GUSTAVO A. MADERO
IZTACALCO
MIGUEL HIDALGO
VENUSTIANO CARRANZA
MÉXICO ATIZAPÁN DE ZARAGOZA
HUIXQUILUCAN
JILOTZINGO
LERMA
NAUCALPAN DE JUÁREZ
TLALNEPANTLA DE BAZ
XONACATLÁN
La ZMCM es representativa como estudio de caso de la contaminación de agua subterránea debido a los indicios de compuestos orgánicos encontrados en ella, asi como por su alta densidad poblacional e industrial.
El consumo en la ZMCM es de aproximadamente 62m3/s de los cuales 35 m3/s se destinan a el D.F. y 27 m3/s a los municipios conurbados del Estado de México. Las tres principales fuentes de abastecimiento son el acuífero del Valle de México (66%), el acuífero de Valle de Lerma (9%) y el sistema de Cutzamala (25%).
*Acuífero de Valle de México: La explotación del acuífero del Valle de México comenzó a mediadios del siglo XIX. Posteriormente el crecimiento de la Ciudad de México ocasionó la sobreexplotación del acuífero con el consecuente descenso del nivel del agua subterránea y el hundimiento de la ciudad. A la fecha el acuífero continua siendo la principal fuente de abastecimiento con extracciones del orden de 45m3/s.
*Acuífero del Valle de Lerma: Como consecuencia del hundimiento de la Ciudad de México y la necesidad de mayores suministros de agua la ZMCM en 1942 comienzan las obras para traer agua del Valle de Lerma. Este proyecto se localiza a 62 km de la Ciudad de México.
*El proyecto de Cutzamala: Los conflictos en el Valle de Lerma, así como las restricciones para la extracción de agua en el Valle de México, forzaron a las autoridades federales a traer agua de la cuenca del Cutzamala. La distancia del proyecto a la ZMCM ha sido uno de los grandes retos a vencer (alrededor de 130 km), pero lo más importante ha sido vencer la diferencia de altitudes entre la ZMCM y algunas de las presas del proyecto.
3 anuales y de los siete municipios contemplados en el acuífero el mayor
La Ciudad de México se está hundiendo debido a la cantidad de agua extraída de debajo de sus cimientos. Una de las ciudades más grandes y pobladas del mundo, México, D.F. fue una fértil tierra de lagos. Sin embargo, en los últimos 500 años, los lagos han sido drenados y los bosques de los alrededores han sido talados. Mientras la ciudad crecía, el problema del agua se magnificaba. Debido a la falta de un sistema de drenaje adecuado, hoy el agua de lluvia se mezcla con residuos y se la utiliza para la irrigación. La ciudad afronta ahora un serio riesgo de quedarse sin agua potable. Se estima que un 40% del agua de la ciudad se perderá por las filtraciones en los alcantarillados construidos a principios de siglo.
Las delegaciones más afectadas por la disminución del suministro de agua potable procedente del Cutzamala son: Tlalpan, Álvaro Obregón, Magdalena Contreras, Iztapalapa y Coyoacán, según el reporte de llamadas al centro de información del sistema de aguas de la Ciudad de México. Las delegaciones más propensas a la contaminación del agua subterránea son con propensión muy alta Álvaro Obregón, Gustavo A. Madero y Naucalpan y con propensión alta Coyoacan, Iztapalapa, Miguel Hidalgi, Ecatepec y Tlalnepantla.
De las 13 delegaciones que se incluyen dentro del acuífero Zona Metropolitana de la Ciudad de
México, en la Delegación de Coyoacán es donde se reporta el mayor volumen de extracción
con 120.289 Mm
volumen de extracción se presenta en el Municipio de Naucalpan con una extracción de
32.530 M de m
Metropolitana de la Ciudad de México es de 507.364 M de m3 anuales. El volumen total de extracción para el acuífero Zona3 anuales.
PROPUESTAS PARA EL CUIDADO DEL AGUA:
"EL AGUA Y SU IMPORTANCIA EN LA NATURALEZA"
EL AGUA:
Aún estamos a tiempo de tomar conciencia de lo importante que es el agua para nosotros y que sin ella la vida en este planeta no seria posible.
A continuación te presentamos 15 propuestas en las cuales puedes ser participe del cuidado del agua:
1. Coloca una o dos botellas llenas de agua dentro del compartimento de recarga del inodoro.
2. Cierra la llave mientras te cepillas los dientes o te afeitas.
3. Llena la lavadora y lavavajillas a su máxima capacidad cada vez que las utilices y renueva los modelos viejos por nuevos de bajo consumo.
3. Llena la lavadora y lavavajillas a su máxima capacidad cada vez que las utilices y renueva los modelos viejos por nuevos de bajo consumo.
4. Riega el jardín temprano en la mañana o al anochecer para evitar la evaporación del agua.
5. Vigila el estado de las llaves de tu casa y repáralos si gotean.
5. Vigila el estado de las llaves de tu casa y repáralos si gotean.
6. Cierra la llave de la regadera mientras te enjabonas.
7. Tira los papeles y desechos en el bote de basura y no en el inodoro. 8.Utiliza un plato hondo para lavar frutas y verduras y aprovecha esa agua para regar las plantas.
9. Coloca un plato debajo de las macetas, esto ayuda a mantener la tierra húmeda por más tiempo. 10. Lava tu auto usando una cubeta, ya que gastas mucho menos agua que cuando lo haces con la manguera. 11.Establecer medidores de agua en los pozos de uso agrícola. 12.Diseñar los mecanismos necesarios para mejorar la calidad del agua en la Región.
7. Tira los papeles y desechos en el bote de basura y no en el inodoro. 8.Utiliza un plato hondo para lavar frutas y verduras y aprovecha esa agua para regar las plantas.
9. Coloca un plato debajo de las macetas, esto ayuda a mantener la tierra húmeda por más tiempo. 10. Lava tu auto usando una cubeta, ya que gastas mucho menos agua que cuando lo haces con la manguera. 11.Establecer medidores de agua en los pozos de uso agrícola. 12.Diseñar los mecanismos necesarios para mejorar la calidad del agua en la Región.
13.Crear conciencia en las escuelas sobre la importancia de cuidar el agua. 14.Eficientizar el uso del agua en la agricultura. 15.Que se aplique la Ley Federal de Aguas Nacionales con mayor rigor. 16.La inyección de agua al río para recarga del acuífero principal.
No importa quiénes seamos, dónde estemos o lo que hagamos, todos dependemos del agua. La necesitamos todos los días, de muchas maneras, para gozar de salud, producir alimentos, para transportarnos, para la irrigación y la industria. También la necesitamos para los animales y las plantas, para dar vida a la naturaleza y para el cambio de las estaciones. Sin embargo, a pesar de la importancia que el agua tiene sobre nuestras vidas y nuestro bienestar, cada vez la respetamos menos. Abusamos de ella. La desperdiciamos, la contaminamos, olvidando lo esencial que es para nuestra propia supervivencia.
CONCLUSIÓN:
Después de la investigación realizada acerca del agua hemos llegado a la conclusión de que el agua es un tesoro valioso de nuestro planeta. Gracias a ellas viven los animales, las plantas y nosotros mismos. Cuando falta el agua, todos sufrimos las consecuencias: las plantas y los animales mueren, algunos alimentos escasean en el mercado y en nuestras casas no podemos disponer de toda el agua necesaria,regula el clima de la Tierra conservando temperaturas adecuadas; su gran fuerza genera energía; el agua de la lluvia limpia la atmósfera que está sucia por los contaminantes. El agua es uno de los recursos elementales para que la vida en nuestro planeta sea posible.
En los últimos años el ser humano se ha dedicado a desperdiciarla sin darse cuenta que se esta causando un daño a sí mismo y las consecuencias pueden ser fatales.Aún estamos a tiempo para tomar conciencia del daño que estamos causando.
"No dejemos para mañana lo que podemos hacer hoy".
Es una sustancia abiótica la más importante de la tierra y uno de los más principales constituyentes del medio en que vivimos y de la materia viva. En estado liquido aproximadamente un gran porcentaje de la superficie terrestre está cubierta por agua que se distribuye por cuencas saladas y dulces, las primeras forman los océanos y mares; lago y lagunas, etc.; como gas constituyente La humedad atmosférica y en forma sólida la nieve o el hielo.
El agua constituye lo que llamamos hidrosfera y no tiene límites precisos con la Atmósfera y la litosfera porque se compenetran entre ella.
En definitiva, el agua es el principal fundamento de la vida vegetal y animal y por tanto, es el medio ideal para la vida, es por eso que las diversas formas de vida prosperan allí donde hay agua.
La tierra, nuestra madre, el gran milagro de la vida, día a día sufre la peor de las plagas de la historia, el hombre. Un ser depredador por naturaleza; sin embargo, con la virtud de ser inteligente, con la gran capacidad de cambiar el rumbo de su historia, de poder hacer lo correcto y, de estar en armonía con el medio que lo rodea.
El agua constituye lo que llamamos hidrosfera y no tiene límites precisos con la Atmósfera y la litosfera porque se compenetran entre ella.
En definitiva, el agua es el principal fundamento de la vida vegetal y animal y por tanto, es el medio ideal para la vida, es por eso que las diversas formas de vida prosperan allí donde hay agua.
La tierra, nuestra madre, el gran milagro de la vida, día a día sufre la peor de las plagas de la historia, el hombre. Un ser depredador por naturaleza; sin embargo, con la virtud de ser inteligente, con la gran capacidad de cambiar el rumbo de su historia, de poder hacer lo correcto y, de estar en armonía con el medio que lo rodea.
Comisiòn Nacional en Defensa del Agua y de la Vida:
http://www.aguayvida.org/recursoshidricos_disponibilidad_agua_mundo.html http://www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/Agua.htm
Investigaciones Geográficas- Universidad Nacional Autonóma de México
Centro del Tercer Mundo para el Manejo del Agua A.C.
Datos bibliográficos:
CONAGUA- Zona Metropolitana de la Ciudad de México.
ESTADO MUNICIPIO
ESTADO DELEGACIÓN
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