¿Por qué la transparencia? CF Nº 171

CIENCIA FÁCIL Nº 171
Autora: María Cristina Chaler.
Serie Juguemos a los ¿por qué?

¿Por qué la luz atraviesa algunos medios y otros no?
Los medios se comportan en forma diferentes frente a la luz, algunos la dejan pasar con absoluta facilidad y los objetos se ven a través de ellos sin deformaciones (transparentes), otros apenas la dejan pasar, y las formas se divisan confusas (translucidos) y otros se oponen a su pasaje y no se visualizan los objetos a través de ellos (opacos).
Esta propiedad óptica de la materia frente a la luz visible está en relación directa a la estructura íntima de la materia cuyas moléculas ocupan lugares en el espacio, tienen formas y propiedades determinadas por los átomos que las componen y tienen distancias entre ellas que generan vibraciones con cierta energía que permiten o no el pasaje de la luz visible. Algunas veces, ciertos materiales, permiten el pasaje parcial de la luz y no total ya que absorben algunas energías y dejan pasar a otras (polarizadores), también encontramos sustancias que son opacas a casi todas las energías y otras que sólo lo son a algunas.

Comprendámoslo un poco mejor
Para entender mejor el pasaje de la luz a través de un medio vamos a profundizar el concepto de luz.
La luz blanca que proviene del sol está formada por un cúmulo de diferentes energías, cada una de ellas vibrando con distintas frecuencias (número de ondas en un segundo); estas energía tienen rangos que van desde las de mayor frecuencia o ultravioleta hasta las de menor frecuencia o infrarrojos.
Por debajo de los ultravioletas se encuentran ondas electromagnéticas más energéticas aún, como los rayos X, los rayos gamma y los rayos cósmicos y por encima del infrarrojo encontramos las menos energéticas como las microondas, las ondas de radio y las de televisión.
Dentro de este amplio espectro hay una pequeña gama de frecuencias que son las que corresponden a los siete colores del arco iris con una longitud de onda que varía desde los 380 nm (nanometros) (millonésima parte del milímetro) hasta loa 780 nm. Esta es la única parte del espectro en que la luz se hace visible al ojo humano a través de sus colores y es con la que comúnmente definimos la transparencia o no de los materiales.
Las energías de menor frecuencia son las que tienen menos cantidad de onda por segundo y la onda se hace más larga (mayor longitud de onda) y son mucho más débiles y menos penetrantes de la materia, mientras que las de mayor frecuencia tienen ondas más cortas y son mucho más energéticas y penetrantes.
La materia puede ser opaca para algunas frecuencias y transparente para otras y esto dependerá de tipo de energía que permita o no que la atraviese, pero como ya vimos esta propiedad no depende sólo de su composición sino que también estará relacionada con el tipo de luz.
Para ser precisos la materia es transparente u opaca “relativamente” a las energías que la atraviesan, un cuerpo opaco a cierta luz es transparente a los rayos X, gamma o cósmicos. Cuanto más energética sean las ondas electromagnéticas, más transparentes son los cuerpos a ellas. Esta propiedad facilita a la medicina múltiples diagnósticos ya que el cuerpo humano es opaco a la luz del espectro visible pero transparente a las variadas frecuencias de los rayos X, lo que permite “mirar su interior con facilidad” y poder diagnosticar ciertas enfermedades.

Como conclusión podemos inferir que la transparencia, la semitransparencia o la opacidad son relativas a la materia y al tipo de luz que la atraviesa.
TODO ES RELATIVO, NADA ES ABSOLUTO

¿Por qué brillan los metales? CF Nº 170

CIENCIA FÁCIL Nº 170
Autora: María Cristina Chaler.
Serie Juguemos a los ¿por qué?

¿Por qué brillan los metales?...y algo más.
Para responder a esta pregunta es bueno recordar alguna nota de Ciencia Fácil sobre la excursión por la tabla periódica.

Los metales propiamente dichos forman el grupo IA (alcalinos) y IIA (alcalinotérreos) de la tabla periódica, pero en la vida cotidiana le asignamos propiedades metálicas a todo lo que brilla, conduce la electricidad y el calor y se pueda trabajar haciendo hilos(dúctil) o chapas(maleable). Sus átomos se caracterizan por tener electrones en el último nivel con alta tendencia a trasladarse hacia otros elementos que los necesiten (no metales) de modo que estas cargas eléctricas negativas se pueden perder con bastante facilidad quedando así con propiedades eléctricas semejantes a los gases nobles que les preceden en la tabla periódica, modelos de estabilidad de la naturaleza.
La mayoría de los elementos reaccionan químicamente uniéndose entre si, con el objetivo “casi inteligente” de quedar en las mismas condiciones eléctricas de estos Nobles elementos.
Cuando se habla en química de la unión metálica decimos:
. “Núcleos positivos sumergidos en un mar de electrones”¡Esta es la descripción metafórica que da la Ciencia al modelo metálico! De ahí que ese mar electrónico tiene la capacidad de moverse a través de los núcleos y no pertenece a ninguno de ellos. POR ESA ALTA MOVILIDAD ELECTRÓNICA es que
Los metales son sustancias que
v conducen fácilmente la electricidad,
v el calor
v poseen un brillo característico
v son dúctiles
v son maleables
Este tipo de propiedades físicas están en relación con la estructura atómica, pues los núcleos positivos ocupan lugares fijos en el espacio, respetando una geometría rígida (retículo) pero los electrones se mueven libremente alrededor de ellos, sin pertenecer a ninguno en especial, así es como esa nube móvil le da a la sustancia un gran poder de conducción eléctrica, no olvidemos que la electricidad son electrones en movimiento.Su brillo también tiene que ver con la movilidad de las cargas pues la incidencia de la luz aumenta el movimiento de los electrones superficiales de modo que la reflejan desde cualquier ángulo que se le observe.La conducción de calor también la realizan estas pequeñas partículas eléctricas transportando la energía calórica desde un punto a otro del metal.La estructura metálica se estabiliza por la atracción de los núcleos con su mar electrónico, pero como en este mar no existe ningún electrón con preferencia hacia un núcleo determinado, esto le confiere a la sustancia maleabilidad y ductilidad de modo que son fáciles de moldear y con ellos se pueden fabricar chapas o hilos que el hombre utiliza en forma permanente en todas las industrias.Con respecto a su estructura no podemos hablar de moléculas ya que los núcleos positivos (cationes) se enlazan todos para integrar un agregado único y enorme (macromolécula) sostenido por la nube electrónica que los neutraliza.La estructura cristalina del metal es la que le confiere mayor o menor dureza y al mismo tiempo hace que varíen sus propiedades físicas características como el punto de fusión (pasaje de sólido a líquido) y el de ebullición (pasaje de líquido a gaseoso).
Continuaremos saciando curiosidades científicas

¿Por qué de las estaciones? CF Nº 169

CIENCIA FÁCIL Nº 169
Autora: María Cristina Chaler.
Serie Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué las estaciones son diferentes en cada hemisferio?En el hemisferio Norte o Boreal las estaciones se oponen a las de hemisferios Sur o Austral.
v En el Norte es primavera (21 de marzo) cuando en el sur comienza el otoño.
v En el Norte se presenta el verano (21 de junio) cuando en el sur comienza el invierno.
v En el Norte comienza el invierno (21 de diciembre) y en el sur comienza al verano.
v En el Norte es otoño (21 de setiembre) y en el sur es primavera.
Las estaciones no se manifiestan de la misma forma y con la misma intensidad en cada hemisferio terrestre, el invierno del hemisferio Norte es mucho más frió que el del hemisferio sur y a la inversa pasa con los calores del verano. Hay zonas del planeta, entre los trópicos en donde sólo se distinguen dos estaciones las húmedas y las secas y no hablamos de verano, invierno, otoño o primavera.
La inclinación del eje terrestre es una de las causas más importantes de las variaciones estacionales en los cuatro momentos importantes de los 365 días en que dura la translación de la tierra alrededor del sol.

Las estaciones del año son cuatro, primavera verano otoño e invierno para muchos lugares de ambos hemisferios y se dan en meses diferentes y se manifiestan en forma distinta según la latitud ya que depende de la inclinación del eje terrestre (23,5º) con respecto a la perpendicular de translación y con respecto al sol.

Hay cuatro momentos o puntos importantes sobre la elíptica de la translación de la tierra alrededor del sol que influyen en forma diferente en el hemisferio Norte o Boreal y en el hemisferio Sur o Austral, dos de esos momentos reciben el nombre de solsticios o puntos más alejados de la tierra con respecto al sol y otros dos puntos se denominan equinoccios o puntos más cercanos de la tierra con respecto al sol.
Los solsticios se producen en los meses de junio y diciembre y las estaciones que se manifiestan son opuestas en cada hemisferio no dependiendo de la posición de la distancia al sol, sino de la inclinación del eje terrestre con respecto al sol.

Veamos:En el solsticio de junio el planeta se encuentra inclinado con el polo Norte hacia el sol y el polo sur opuesto de modo que será verano en el hemisferio Norte con días más largos y noches más cortas. Cuanto más nos acerquemos al polo Norte mas cortas serán las noches y en el mismo polo no habrá noche alguna. En el hemisferio Sur o Austral se presentará el invierno y al alejarnos del ecuador las noches serán más largas hasta llegar a ser noche eterna en el mismo polo sur.
En el solsticio de diciembre el planeta se encuentra en el otro extremo de la elíptica, pero con el polo norte mas alejado del astro mientras que el sur estará más cercano, así el verano se manifestará en el sur y el invierno se presentará en el norte, dándose las condiciones opuestas al alejarnos del ecuador.
En los equinoccios de marzo y setiembre la tierra se encuentra más cercana al sol y los rayos solares caen en forma perpendicular a los trópicos pero la inclinación del eje terrestre no acerca ni aleja a ninguno de los polos en especial, son dos momentos en que las duraciones de la noche y el día son semejantes, y las estaciones no presentan temperaturas tan extremas estaremos en otoño o en primavera.

En el Ecuador y entre los trópicos las cuatro estaciones no se manifiestan sino que distinguimos una estación seca de pocas precipitaciones y altas temperaturas y otra húmeda de abundantes lluvias (lluvias tropicales).

Continuaremos preguntándonos ¿por qué?

¿Por qué sopla el viento? CF Nº 167

CIENCIA FÁCIL Nº 167
Autora: María Cristina Chaler.
Serie Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué sopla el viento?Al viento lo podemos definir como el aire en movimiento en la atmósfera que nos rodea inspira a musas y poetas y su presencia muchas veces beneficia a la naturaleza y otras perjudica al hombre.

Hay dos grandes causas por las que se produce este movimiento en forma Global, es decir en todo el planeta.

v Diferencias de temperaturas entre los polos y el ecuador que generan diferencias de densidades en la atmósfera y en consecuencia variantes de presiones y a consecuencia movimiento del aire. El aire frío es más denso y desciende (anticiclón térmico), está más cercano a la superficie mientras; el cálido es menos denso y asciende (ciclón térmico) provocando el movimiento de aire en la atmósfera. En el Ecuador se produce el ascenso de aire dejando lugar para que penetre el aire frío de los polos mientras que el aire caliente del ecuador se dirige hacia los polos, el aire frío de los polos se dirige la ecuador. Se genera de este modo una circulación desde polo a ecuador y desde ecuador a polo que mantiene el equilibrio de la energía solar absorbida.


v La rotación de la tierra genera el efecto Coriolis sobre la materia del planeta, como el aire es materia se verá afectado. La circulación del aire de ecuador a polo no se produce en forma lineal sino que se desvíe ligeramente hacia el este en el hemisferio Norte y hacia el Oeste en el hemisferio sur motivada esta desviación por el efecto de rotación de la tierra.
Hay otras causas que influyen para que el viento sople en forma local pero siempre con el mismo principio físico.
Por ejemplo la cercanía del mar hace que durante el día el aire que está sobre el agua esté más frío (más denso) que el que está sobre la tierra (menos denso) de modo que el de la tierra ascenderá y dará lugar a que penetre el aire marino más frío y más denso, generando la brisa marina.
Cuando llega la noche el movimiento será inverso porque la tierra se enfría y el aire calido se mantiene sobre el mar de modo que los vientos soplarán en dirección contraria.

La regla general es aquella que contempla que el aire cálido asciende y le deja lugar al más fresco y próximo circulando en la superficie desde la zona más fría hacia la más cálida, mientras que en las alturas de la atmósfera la circulación es contraria.
En zonas con diferencias de relieve durante el día las zonas mas altas se encuentran más calientes dejando lugar a la penetración del aire de las zonas más bajas el viento sopla durante el día del valle a la cima, invirtiéndose el movimiento del viento durante la noche porque la cima se enfría y el valle se encuentra más cálido.

Cuando las temperaturas de ambas zonas s igualan entonces se produce un período de calma sin viento, sin circulación sensible.
La velocidad del viento dependerá de las diferencias de temperaturas de las zonas calidad y frías cuanto más diferencias hay, mayor circulación y por lo tanto mayor velocidad.
Los vientos ciclónicos y anticiclónicos

Los ciclones son zonas de baja presión, lo contrario pasa con los anticiclones donde la presión es alta.
En el planeta hay ciclones y anticiclones localizados en forma permanente que hace que el aire nunca se encuentren calmos porque la zona ciclónica dejará lugar a la entrada de aire de las zonas cercanas anticiclónicas.

Hay zonas ciclónicas y anticiclónicas que varían según las estaciones del año generando vientos estacionales que cambian de dirección según la estación climática anual.

Los diferentes tipos de movimiento de aire (vientos), no son siempre iguales ni poseen la misma energía y pasan de ser desde agradables a peligrosos.
Los podemos clasificar por intensidad en
v Brisa
v Temporal
v Tormenta
v Huracán
v TifónSegún el tiempo en que dura el movimiento se denominan:
v Ráfagas, aumentos de vientos en tiempos cortos.
v Turbonadas, vientos con tiempos de duración media.Según su dirección de clasifican según desde donde viene el movimiento teniendo en cuenta la rosa de los vientos.

Existe una escala que se denomina Escala de Beaufort para estimar la velocidad del viento
Se gradúa desde:
Fuerza 0 (cero) (calmo) (2 Km. /h) hasta Fuerza 12(catorce) (huracán) ( 120 Km./h) pasando por valores intermedios como:

Aire ligero (2 a 6 Km./h)
Brisa Ligera (7 a 11 Km./h)
Brisa Suave (12 a 19 Km./h)
Brisa moderada con menor velocidad ( 20 a 29 Km./h)
Brisa moderada con mayor velocidad (30 a 39 Km./h )
Brisa fuerte(40 a 50 Km./h )
Ventarrón moderado (51 a 61 Km./h)
Ventarrón medio (72 a74 Km./h)
Ventarrón Fuerte (75 a 87 Km./h)
Ventarrón intenso (88 a 101 Km./h)
Tormenta (101 a 120 Km./h)

Jugando a los por qué somos cada día un poquitos más sabios

¿Por qué se empañan los vidrios en invierno? CF Nº 167

CIENCIA FÁCIL Nº 167

Autora: María Cristina Chaler.
Serie Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué se empañan los vidrios en el invierno?
En invierno los vidrios que están en contacto con el exterior se enfrían de modo que el vapor de agua que se encuentra en el interior de la habitación al tomar contacto con ellos se condensará, pasará del estado gaseoso al líquido, empañándolo con las pequeñas gotitas de agua que se forman. Si la temperatura del vidrió fuese inferior a los cero grados Celsius (0 ºC) se formará escarcha, es decir una fina capa de hielo.
Pasa lo mismo con una botella que se retira de la heladera que al tomar contacto con el aire de la habitación funciona como refrigerante y se cubre de gotas de agua, empañándose, si en lugar de sacarla de la heladera la retirásemos del friser que tiene una temperatura inferior a los cero grados, la botella se escarcharía.

Y habiendo respondido ese por qué sería bueno recordar algunos conceptos útiles.
El aire que nos rodea es una solución gaseosa compuesta por
v Nitrógeno (N2) en un 78,03 %
v Oxígeno (O2) 20,99 %
v Dióxido de Carbono (CO2)0,03%
v Gases inertes (Argón, Neón, Helio, Criptón, Xenón) 0,941686 %
v Hidrogeno (H2) 0,01 %
v Metano (CH4) 0,0002 %
v Óxido de nitrógeno(N2O) 0,00005 %
v Agua (H2O) partículas Ozono (O3) en cantidades que varían según las condiciones climáticas.
Las cantidades de agua que posee la atmósfera provienen de la evaporación de los mares, ríos, océanos y de la emisión de los biomas (evapotranspiración). Esta cantidad de agua recibe el nombre de humedad y su porcentaje varía según el clima del lugar que por supuesto tendrá relación directa con el punto geográfico del planeta.
Cuando expresamos el porcentaje de humedad como la cantidad de vapor en gramos por volumen en metros cúbicos (m3) de aire a una determinada presión y temperatura, nos referimos a la humedad absoluta (Ha).
Estamos acostumbrados a escuchar la frase humedad relativa ambiente (Hr) cuando nos anuncian el clima, Esta es un valor dado por el cociente entre la humedad absoluta a determinada presión y temperatura y la máxima cantidad de vapor (humedad de saturación) que admitiría esa misma masa de aire en esas condiciones de presión y temperatura. Se suele expresar como un porcentaje de modo que a ese cociente se lo multiplica por 100. Esta medida nos da una idea bastante acabada del contenido de humedad en el aire que nos rodea pero es variable ya que depende de la temperatura del momento.
El instrumento que se usa para medir la humedad relativa se llama higrómetro.
El poético rocío El punto de rocío es la temperatura a la cual se produce la condensación del vapor de agua, es decir el pasaje de vapor a líquido. No es un valor fijo ya que depende de la humedad relativa y de la temperatura del lugar.
Las pequeñas gotitas de rocío se pueden observar sobre la superficie de las hojas, sobre las flores, en los finos cordeles de una telaraña. Es un fenómeno meteorológico que moviliza a poetas por la belleza que provoca.
Cundo la temperatura exterior es inferior a 0 ºC ese rocío se solidificará y se transformará en escarcha, tal vez más bella y más inspiradora

¿Por qué el suelo nos sostiene? CF Nº 166

CIENCIA FÁCIL Nº 166

Autora: María Cristina Chaler.

Serie Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué el suelo nos sostiene?Como ya sabemos cada persona animal u objeto que se encuentra en nuestro planeta está formado por átomos, que a su vez se combinan formando moléculas, estas en los cuerpos vivos, constituirán las células que generarán tejidos y se complejizarán en sistemas que se coordinan entre si para mantener la vida.
El núcleo atómico es la única parte de la materia que tiene masa significativa y el conjunto de todos los núcleos constituirán la masa total del cuerpo que sometida a la gravedad del lugar se transforma en peso.
Recordemos que:
P = m. gPeso es el producto de la masa de un cuerpo por la gravedad del lugar en donde ese cuerpo se encuentra.
Mientras la masa es una constante en todo el Universo el peso variará según el punto del universo en donde se encuentre el objeto masivo, ya que depende de la gravedad.
Cuando una persona, animal u objeto se encuentra apoyado sobre el piso, la fuerza de su peso se ejerce desde el centro de gravedad hacia abajo, el piso con la estructura sólida necesaria es capaz de sostenerlo porque a su vez responde como cuerpo sólido acorde con la tercera ley de Newton o principio de acción y reacción generando una fuerza igual y opuesta al peso llamada Normal que sostiene y que no permite que el cuerpo se hunda.
En este caso el principio de acción y reacción se da en cada uno de los puntos de apoyo del objeto con el suelo, una mesa recibirá las reacciones normales en cada una de sus patas, una persona parada , en cada uno de sus pies.
La fuerza llamada Normal será generada siempre en el lugar de apoyo de objeto sobre un el piso sólido.
Cuando un cuerpo está apoyado sobre otro sólido que no es el piso, en la zona del apoyo se genera una reacción que hace que el cuerpo sobre el que está parado lo sostenga, esa fuerza recibe el nombre de fuerza de contacto.
Cuando el lugar de apoyo no tiene la estructura sólida necesaria el cuerpo se hundirá hasta encontrar la reacción normal que sea capaz de sostenerlo, como por ejemplo en esas estructuras inflables que se inventaron para que los niños jueguen en ellas aprovechando la poca resistencia del lugar.
¿Por qué los cuerpos flotan?El estado líquido, no sostiene objetos a no ser que sean lo suficientemente livianos o bien le ofrezcan una gran superficie de contacto para generar un empuje capaz de sostenerlo.
El empuje es igual al peso del líquido desalojado cuando el cuerpo se sumerge de modo que a mayor superficie que le ofrecemos al líquido, mayor será la cantidad de líquido desalojado y mayor será la fuerza de empuje que sostenga flotando al cuerpo.
Los barcos están diseñados para que la parte que se sumerja en el agua permita un gran desalojo y así generen un empuje que compense su peso y les permita flotar.
Cuando más denso es el líquido, mayor será el empuje que ofrezca y más fácil será flotar en el mismo por eso en agua salada se flota mejor que en agua dulce.
Pequeños secretos que iremos develando poco a poco

¿Por qué llueve? CF Nº 165

CIENCIA FÁCIL Nº 165

Autora: María Cristina Chaler.

Serie Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué llueve?La tierra está cubierta en un 71 % de agua que forma océanos, mares, ríos, lagos, glaciares y aguas subterráneas. Sólo el 3% es potable y el 98% de ese 3% está congelada.
Todo este conjunto acuoso recibe el nombre de hidrosfera.
Esa masa acuosa que cubre a la tierra sufre evaporaciones por acción del calor.
Cuando el líquido recibe energía en forma de calor las moléculas de la superficie serán capaces de desprenderse de la masa líquida que las atrae, pasando al estado gaseoso donde se encuentran libres, poco atraídas entre sí y separadas por grandes espacios. Este pasaje es la evaporación que se produce en forma constante y a cualquier temperatura.
Esa agua evaporada se incorpora a la masa atmosférica junto con el agua que producen las combustiones del planeta y la que desprenden los biomas en sus procesos metabólicos.
El agua en estado gaseoso no se hace visible a nuestro ojos pero cuando los vapores ascienden por acción de los vientos o naturalmente por convección y llegan a las capas altas de la atmósfera y el frío de la zona los vuelve a condensar (a la temperatura de rocío) sobre las partículas de polvo atmosférico transformándose en pequeñas gotitas que quedan suspendidas en el aire y se hacen visibles como nubes.
Mientras esas gotas son pequeñas se mantienen en el aire en forma de nubes y son movidas por los vientos a diferentes lugares, cuando se encuentran con masas frías que pueden ser montañas o bien con frentes de aire frío, la condensación avanza en relación con la abundancia de vapor presente, las gotas aumentan de peso y caen en forma de lluvia más o menos abundantes según la abundancia del vapor.
Una simple clasificación diferentes lluvias según su abundancia es la siguiente.
· Lloviznas a las lluvias de menor intensidad.
· Lluvia propiamente dicha de intensidad constante y con mayor o menor abundancia.
· Tormentas son acompañadas de fuertes vientos, el peso de las gotas es bastante grande y en general poseen manifestaciones eléctricas.
· Aguaceros es una lluvia muy abundante y repentina que suele causar inundaciones y en general está acompañada por vientos.
Sabemos que la abundancia de las lluvias sobre la tierra no es constante ya que hay zonas del planeta más lluviosas que otras y algunas totalmente secas, esto depende de:
· La latitud del lugar.
· la altura.
· la distancia al mar.
· la abundancia de agua de la zona.
· El tipo de suelo.
· Los vientos que recibe.
· Las corrientes marinas cercanas.
Estos factores modifican el clima de modo que también modifican la abundancia o la escasez de las precipitaciones.
¿Por qué graniza?No siempre la precipitación se da en forma de lluvia muchas veces sufrimos el granizo.
Dijimos que las nubes están formadas por pequeñas gotas de agua suspendidas en la atmósfera, cuando esas gotas se encuentran con temperaturas de 0 ºC o apenas inferiores se produce el pasaje a estado sólido formándose gotas de hielo que sirven de germen para que sobre ellas se formen más capas de hielo y aumenten su tamaño, cuando el peso aumentó lo suficiente la precipitación caerá en forma de granizo,
¿Por qué a veces el granizo es tan pesado?
Corrientes de aire ascendentes sostiene a las piedras en el aire de modo que a pesar de tener el peso suficiente no caen y lo hacen cuando las corrientes de aire ya no son capaces de sostenerlas.
¿Por qué nieva?Cuando el vapor ascendente se encuentra con temperaturas muy frías (por debajo de cero) cercanas a la superficie terrestre el agua se congela rápidamente formando cristales absolutamente geométricos que forman los llamados copos de nieve, estos irán creciendo según la cantidad de humedad presente. Cuando el peso es suficiente caen pero como su tamaño suele ser grande son poco densos y aerodinámicamente flotan o son arrastrados por el viento.
Para que la precipitación se mantenga en forma de nieve la temperatura en la superficie de la tierra debe ser menor a cero grado de lo contrario los copos se fundirían y la precipitación caería en forma de lluvia.

Seguimos descubriendo los milagros de la Naturaleza.

¿ Por qué el hielo flota? CF Nº 164

CIENCIA FÁCIL Nº 164
Autora: María Cristina Chaler.
Serie: Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué el hielo flota cuando la mayoría los sólidos se hunden?Recordemos la nota de Ciencia fácil Nº 29
“El agua es una de las sustancias imprescindibles para la vida. Donde hay agua la vida se desarrolla rápidamente y en forma abundante, prueba de ello es que muchas veces la presencia de exceso de agua en alimentos u otras sustancias favorece la proliferación de microorganismos.”“Si bien el agua en nuestro planeta es abundante, no lo es tanto como agua potable ya que el 97,2 % forman mares y océanos (no potable), sólo el 2.15 % forma hielos y glaciares, el 0,017 % es parte de lagos y ríos y el resto se encuentra en la atmósfera y en los seres vivos.”
La naturaleza nos brinda esta sustancia y debemos valorarla en todo su sentido, como si fuese un verdadero regalo y es necesario ser absolutamente concientes de que el cuidado de este bien es condición imprescindible para que persista la vida en TODO EL PLANETA.
El estado líquido presenta ciertas características que es bueno recordar:
La atracción molecular es más débil comparada con el la del sólido, pero mucho más fuerte si lo comparo con un gas. Las moléculas poseen movilidad pero las fuerzas atractivas hacen que se acerquen lo suficiente y se aglomeren, deslizándose unas sobre otras, poseyendo una gama de velocidades que variará según el lugar que ocupen en la masa liquida y según la temperatura que esta posea. Los espacios vacíos entre ellas son despreciables de modo que el líquido es prácticamente incompresible, posee volumen pero como no existe en este estado una estructura rígida y adopta la forma del recipiente que lo contiene, es capaz de fluir. ¿Qué pasa con un líquido al descender la temperatura?
Cuando la temperatura desciende las moléculas pierden calor y en consecuencia también energía cinética, lo que facilitará el acercamiento de las mismas y la atracción de sus nubes electrónicas polarizadas. Se irán ordenando en el espacio ocupando lugares que les sean favorables energéticamente de acuerdo a cierta geometría espacial que irá formando un cristal. En ese momento el líquido se solidifica.
Generalmente en la mayoría de los líquidos el pasaje al estado sólido hace que las moléculas se acerquen mucho más y por lo tanto se contrae el volumen, en el caso del agua sucede algo curioso, al pasar al estado sólido las moléculas se colocan en lugares fijos pero expandidos de modo que ello hace que aumente el volumen que ocupa el sólido en relación al que ocupaba la masa líquida, de ahí que se rompan las botellas que contienen bebidas acuosas cuando las colocamos en el refrigerador, serio inconveniente con el que pagamos nuestro olvido.
Esta inteligente propiedad, es un gran beneficio para los biomas porque el aumento de volumen hace que la densidad disminuya y por lo tanto el hielo FLOTA.
Recordemos:
Densidad = masa/volumen
Al aumentar el volumen el cociente que es la densidad disminuye.Esta propiedad permite que durante el invierno, cuando se congelan los lagos en los países de clima frío, la masa de hielo formada queda flotando, de modo que se preserva el bioma (seres vivientes) del lugar y además de conservarse el calor interno de la laguna. Si sucediera lo contrario cada invierno moriría todo ser viviente y no se darían los ciclos de vida a lo largo del tiempo.
El pequeño inconveniente que nos genera el olvido de una botella de agua colocada en el refrigerador es un gran beneficio para la vida de los lagos de clima frío.

¿Por qué existen estados en la materia? CF Nº 163

CIENCIA FÁCIL Nº 163

Autora: María Cristina Chaler.

Serie Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué existen los diferentes estados de la materia en nuestro planeta?Las uniones entre las moléculas es la causa principal de que la materia se presente ante nuestros ojos como sólida, líquida o gaseosa.
Ya sabemos que las moléculas están formadas por átomos atraídos eléctricamente de diferente forma, a veces comparten sus electrones y otras se “pegan” por atracción; esto hace que las moléculas posean distintas formas geométricas espaciales y en consecuencia diferencias eléctricas considerables ya que algunas poseen zonas con abundancia de electrones (negativas) y zonas con defecto de los mismos (positivas) formándose así los llamados dipolos eléctricos permanentes que propiciarán el acercamiento molecular. Otras moléculas tienen su nube electrónica simétrica con respecto a los núcleos atómicos de modo que no presentarán dipolos y no se atraerán entre sí.
Una sustancia está formada por millones y millones de moléculas, si son bipolares la parte positiva atraerá a la negativa y viceversa. Cuanta más atracción haya entre ellas, mayor tendencia a estar juntas en el espacio, pero si a pesar de la atracción, se pueden mover con cierta facilidad, el estado en que esa materia se presentará será líquido y podrá.
Si la atracción es tan fuerte que las moléculas ocupan lugares fijos en el espacio como si estuviesen en los vértices de cuerpos geométricos y la movilidad es muy pobre pues sólo vibran en un lugar fijo estaremos ante una sustancia sólida.
Las moléculas, que tienen una nube electrónica simétrica, son relativamente pequeñas, no presentarán dipolos, la atracción entre ellas prácticamente no existe de modo que se pueden mover libremente en el espacio y se expandirán ocupando el lugar al máximo. Esa sustancia es un gas.
¿Por qué una misma sustancia en nuestro planeta puede encontrarse en los tres estados?El ejemplo más conocido es el del agua que la encontramos como líquido, como hielo y como vapor.El estado de una sustancia no sólo depende de la geometría molecular sino también de la influencia de la presión atmosférica y de la temperatura. Las condiciones externas a la molécula muchas veces intensifican las propiedades bipolares porque afectan a la nube de electrones y al movimiento molecular. La baja temperatura y la alta presión pueden polarizar a la nube electrónica molecular aún en las moléculas simétricas, por este motivo se pueden licuar los gases.
Cuando la presión aumenta se favorece la atracción, las moléculas se acercan entre sí, y se atraen con mayor facilidad, ello genera tendencia al estado líquido o al sólido dependiendo de la temperatura. Cuando baja la temperatura, el frío hace que las moléculas tengan menor energía y menor movimiento que favorece la atracción y la tendencia al estado sólido. El agua entre los 0ºC y 100ºC se presenta como líquido, pero una vez colocada en el refrigerador, cuando alcanza los 0 ºC (punto de fusión) se solidificará y se mantendrá sólida por temperaturas por debajo de 0ºC, sus moléculas ocuparán lugares fijos en el espacio, estarán fuertemente atraídas y tendrá forma y volumen propio. Pasados los 100ºC alcanzará la energía necesaria para pasar al estado gaseoso.
Lo curioso es que aún a temperatura ambiente en el aire que nos rodea existe un pequeño porcentaje de agua gaseosa formado por aquellas moléculas que alcanzaron la energía suficiente para evaporarse de la superficie de las masas líquidas del planeta, y por el agua desprendida de los procesos metabólicos del bioma.
Continuamos develando estos pequeños misterios que nos presenta permanentemente la Naturaleza

¿Por qué ebullen los líquidos? CF Nº 162

CIENCIA FÁCIL Nº 162
Autora: María Cristina Chaler.Serie
Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué ebullen los líquidos?
Pensemos en un experimento…Todos sabemos a través de la vida cotidiana que cuando a un líquido le suministramos calor llega un momento que comienza a ebullir, en vocabulario cotidiano diríamos que el líquido “hierve”.
Para que esto ocurra necesitamos esperar un tiempo ya que no se produce en forma instantánea y los tiempos son diferentes según los líquidos que coloquemos al fuego, el tiempo que necesitamos para que la leche ebulla, no es el mismo que el del agua o el del alcohol.
Sin embargo apenas les suministramos calor vemos algunos vapores que se desprenden de la superficie del líquido.
Todos estos planteos poseen una explicación que tiene que ver con la materia en sí y las condiciones atmosféricas.
Las moléculas en un líquido se encuentran unidas entre sí por fuerzas de atracción que les permiten desplazarse y tener movimientos a pesar de la atracción, por ello el líquido es capaz de fluir, no posee forma propia y se adapta a la forma del recipiente que lo contiene y se comprime muy poco. La superficie del líquido permanece como un corte horizontal a la estructura del recipiente y todo el volumen se encuentra sostenido y presionado por la atmósfera que no permite que la sustancia se escape.
Cuando le suministramos energía en forma de calor, es decir colocamos el recipiente al fuego o recibe calor del sol, aquellas moléculas que se encuentren cerca de la superficie adquieren la energía suficiente como para abandonar la masa líquida, transformándose en vapor y venciendo la atracción de las otras moléculas. Este proceso recibe el nombre de EVAPORACIÓN pero no es ebullición. La ropa la tendemos al sol y se seca por este proceso.
LA EVAPORACIÓN SE PRODUCE A CUALQUIER TEMPERATURA Y EN FORMA PERMANENTE.
Cuando continuamos el suministro de energía en forma de calor, llega un momento que las moléculas se tornan tan móviles y energéticas que TODAS SON CAPACES DE ESCAPARSE DE LA MASA LÍQUIDA porque PUEDEN VENCER LA FUERZA DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA, a este momento se lo denomina EBULLICIÓN y así comienza un borboteo en la masa líquida donde el total de las moléculas pasan a estado de vapor usando la energía para cambiar de estado liquido a estado gaseoso, y manteniendo la temperatura constante, este estado de ebullición continúa hasta que la masa completa quede transformada en vapor.
La temperatura a la cual se produce la ebullición es diferente para cada líquido aún a la misma presión atmosférica, por ello los tiempos que tardan en alcanzarla son distintos.
Cada sustancia posee un punto de ebullición (temperatura) que la caracteriza como si fuese su documento de identidad y éste varía con la estructura de las moléculas que generan o no fuerzas eléctricas (dipolos) que hace que se atraigan más o menos entre sí. Si las moléculas son poco polares la atracción será débil y alcanzarán la ebullición a una temperatura más baja como en el caso del éter que al sólo contacto con el calor de la piel ebulle; si las moléculas son muy polares o poseen en su estructura oxígeno(O) unido al hidrógeno (H) , nitrógeno (N) unido al hidrógeno estarán muy atraídas entre ellas y necesitarán más calor para alcanzar la ebullición y lo harán a temperaturas más altas y en consecuencia tardarán más tiempo en alcanzarla.
Poco a poco iremos develando más de estos “misterios” que quizás nunca se nos han presentado como tales.