actividad de metalectura "La atmósfera" 2do corte semestre "B"

La Atmósfera
La atmósfera o atmosfera4 es una gran nube de gas y de sólidos suspendidos
(aerosoles) que envuelve a toda la Tierra, y se extiende desde su superficie hasta 10,000
kilómetros de altura. La capa adelgaza progresivamente con la altura. Esta masa de gas
se mantiene pegada a la masa de la Tierra exclusivamente por la fuerza de gravedad
entre ambas. Junto con las otras tres esferas (hidrosfera, litosfera, biosfera) componen el
Sistema Terrestre. A diferencia de las otras esferas, es muy dinámica y presenta
cambios rápidos en su estado, al que llamamos tiempo. La prueba de esto es la mucha
atención que le prestamos todos los días el estado del tiempo, ya sea en los noticieros o
periódicos. El otro concepto, clima se refiere a las condiciones atmosféricas propias de
una parte de la Tierra y que se mantienen similares por años. La atmósfera es similar a la
hidrosfera, ya que son fluidos geofísicos, dinámicos y que obedecen los mismos
principios físicos. La atmósfera está estratificada verticalmente, o sea como las capas de
un bizcocho. Cada capa tiene propiedades físicas que la distingue de las otras. La
atmósfera contiene el aire que respiramos y diversos gases que nos sirven de escudo de
la radiación proveniente del Sol y de otros objetos en el Cosmos. Sólo en la última
década, la humanidad ha comenzado a entender el impacto que puede tener sobre la
composición de la atmósfera y el cambio del clima.
Composición Química
La Tierra perdió su atmósfera original de hidrógeno y helio hace mucho tiempo pero
produjo una atmósfera secundaria como resultado del volcanismo y gases expelidos por
las rocas que componen la Tierra. La gran masa de la Tierra y su gravedad, no permiten
que los gases escapen al espacio. Así esta masa de gas ha modificado lentamente su
composición química por la vida en el Planeta.
La composición química de la atmósfera, nuestra capa protectora, consiste 99.998% de
su totalidad, de sólo cuatro gases: nitrógeno (N2), oxígeno (O2), argón (Ar) y dióxido de
carbono (CO2) (Ver Tabla). Por lo tanto, nuestra atmósfera es bastante simple. La
sobreabundancia de nitrógeno permite que el oxígeno se diluya, y evita que la atmósfera
sea explosiva y se incendiase. Todos sabemos lo inflamable que puede ser el oxígeno
puro. Los dos nitrógenos son separados por bacterias nitrificantes y por las descargas
eléctricas en los rayos. Una vez separados pueden combinarse con hidrógenos, oxígenos
y carbonos, para formar las proteínas presentes en los organismos vivos. La mayoría de
los organismos vivos respiran oxígeno para completar sus procesos metabólicos. El
dióxido de carbono es fundamental en la fotosíntesis y es opaco a la radiación de onda
4 En la lengua Española la palabra atmosfera y atmósfera con acento son correctas y tienen el mismo
significado. Cuando la utilizo sin acento, lo hago para enfatizar que trato con una de las cuatro esferas
del Sistema Terrestre.
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larga, infrarroja, por lo tanto mantiene el calor atrapado. El argón es un gas inerte, o sea,
que no reacciona fácilmente, y se utiliza en las lámparas. Las concentraciones de
dióxido de carbono, de metano (CH4), y de óxido nitroso (N2O) son bajas: 330 PPM, 2
PPM y 0.5 PPM, respectivamente. No obstante estos gases son los principales gases de
efecto invernadero y los que mantienen la temperatura de la Tierra.
Tabla 4. Composición química de la atmósfera terrestre en términos de su porcentaje o partes por
millón (PPM). Datos extraídos de la página Web:
http://www.srh.noaa.gov/srh/jetstream/atmos/atmos_intro.htm
Nitrógeno N2 78.084%
99.998%
Oxígeno O2 20.947%
Argón Ar 0.934%
Dióxido Carbono CO2 0.033%
Neón Ne 18.20 PPM
Helio He 5.20 PPM
Kriptón Kr 1.10 PPM
Dióxido de Azufre SO2 1.00 PPM
metano CH4 2.00 PPM
Hidrógeno H2 0.50 PPM
Oxido Nitroso N2O 0.50 PPM
Xenón Xe 0.09 PPM
Ozono O3 0.07 PPM
Dióxido de Nitrógeno NO2 0.02 PPM
Ioduro I2 0.01 PPM
Monóxido de Carbono CO traza
Amonio NH3 traza
Fuente de Origen de los Aerosoles
Los aerosoles son partículas o gotitas suspendidas en la atmósfera, y van a la deriva por
el viento, tales como: humo, polvo, contaminantes industriales como el hollín, gotitas de
agua salada (salitre), ceniza volcánica. Provienen de diferentes fuentes tales como:
fuegos forestales, tormentas de polvo del desierto, industrialización, rompimiento de las
olas o erupciones volcánicas. Los aerosoles pueden elevarse a gran altura y ser
arrastrados por los vientos globales. Generalmente a finales de la primavera se generan
tormentas de polvo en los desiertos del norte de África, el polvo es arrastrado por los
vientos alisios y puede cruzar el Océano Atlántico, depositándose en las Antillas.

Estructura Vertical
La envoltura de gas que rodea a la Tierra es bastante homogénea en el plano horizontal,
pero esta estratificada en el plano vertical. Se pueden distinguir cinco capas, basándonos
en las siguientes propiedades físicas: cambios en temperatura, densidad, composición
química y movimiento. Partiendo desde la superficie terrestre las capas son: troposfera,
estratosfera, mesosfera, termosfera, exosfera. Cada capa esta separada por una capa de
transición, donde la temperatura no cambia con la altura y a la que llamamos pausa.
Estas son: tropopausa, estratopausa y mesopausa (vea Figura).
La troposfera es la capa donde vivimos, se extiende desde la superficie hasta una altura
entre 6 a 20 km (4 -12 mi). La troposfera es tres veces más gruesa en el ecuador que en
los polos. En el ecuador alcanza los 20 km y en los polos solo 6 km. La temperatura
decrece con la altura desde 17° C (62° F) hasta unos -51° C (-60° F). Es la capa más
densa y responsable por el tiempo meteorológico y el clima. Casi la totalidad del vapor
de agua y nubes se forman en la troposfera. Contiene el 90% de los gases atmosféricos.
La estratosfera se extiende desde la tropopausa (6-20 km) hasta unos 50 km de altura y
contiene el 19% del total de gases. La temperatura asciende debido a que el oxígeno
absorbe la radiación ultravioleta para formar la molécula triatómica de oxígeno, el
ozono. A mayor altura, mayor será la radiación ultravioleta y aumenta la temperatura.
Ocurre formación de nubes llamadas PSC (Polar Stratospheric Clouds) que se forman
en el Polo Sur, cuando las temperaturas son extremadamente bajas en el invierno austral.
En la parte superior de la estratosfera tenemos la capa de ozono, responsable en detener
la mayoría de la radiación ultravioleta. Las nubes PSC sirven de substrato, lugar donde
ocurre la reacción entre el Cloro (Cl) y el ozono (O3). Reacción responsable de la
destrucción del ozono.
La mesosfera se extiende desde los 52 km hasta los 85 km de altura. La concentración de
oxígeno es menor y la absorción de energía por éste decrece. Esto explica porque la
temperatura decrece a mayor altitud. A pesar que la densidad es mucho menor que en la
troposfera, hay suficiente gas para detener a los meteoros que bombardean
constantemente a la Tierra. El meteoro entra con una rapidez de 70 km s-1 provocando la
ionización extrema del gas (plasma) que interfiere con su paso. El plasma emite la luz
característica que observamos cuando ingresa el meteoro. Aquí se forman las nubes
noctilucentes o PMC (Polar Mesospheric Clouds), nubes que emiten luz propia. Se
pueden observar en latitudes altas en noches bien oscuras.
La termosfera se extiende de 90 km hasta 690 km de altura. Aquí los gases se han
rarificado en tal grado, que sólo es posible la absorción de rayos ultravioleta y rayos x.
Esto provoca aumentos de temperatura de hasta 2000° C (3600° F). Pero si pudieras
respirar a esa altura, cosa que no es posible, te morirías de frió. Esto se debe a que la
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densidad del aire es muy baja. En la termosfera ocurren las auroras boreales. Partículas
del Sol de alta energía (protones) que se liberan en eyecciones de masa coronal, (CME’s
Coronal Mass Ejections) chocan con los átomos de nitrógeno y oxígeno, provocando
excitación electrónica. Para que los electrones retornen a sus niveles previos de energía
tienen que liberar fotones. Esa cascada de fotones produce la luz roja y verde típica de la
aurora boreal.
La exosfera es la capa más externa y marca la región donde la atmósfera puede escapar
al espacio. Se extiende hasta una altura de 10,000 km. En esta región se encuentran los
satélites y estaciones espaciales.
Figura 16. Perfil de temperatura en las capas más bajas de la atmósfera. En la troposfera y
mesosfera la temperatura decrece directamente con la altura. En la estratosfera y termosfera la
temperatura incrementa directamente con el aumento en la altura. Las capas donde la temperatura
no cambia se les conocen como pausas. Dibujo cortesía del Servicio Nacional de Meteorología,
http://www.srh.noaa.gov/srh/jetstream/atmos/atmprofile.htm
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La Ionosfera
Entre la mesosfera y termosfera tenemos una fuerte ionización de gases por la radiación
x, radiación ultravioleta y partículas cargadas provenientes del viento solar. La radiación
disocia las moléculas de nitrógeno, oxígeno y de algunos átomos, liberando electrones
libres. Se establece un equilibrio entre los electrones libres y los iones, generando una
densidad estratificada de iones. En la ionosfera podemos identificar tres capas
importantes, éstas son: D, E y F; con elevaciones de 50 km, 100 km y 400 km,
respectivamente. Durante el día penetra más la radiación X y UV, que genera la capa D
y E. Las tres capas reflejan las ondas de radio de alta frecuencia (HF) y permiten la
transmisión de onda corta entre países. La onda es reflejada por la capa y por la
superficie del mar y tierra. Así se mantiene una trayectoria en forma de zigzag, y la onda
puede ser captada por receptores localizados más allá del horizonte de la estación de
transmisión. Ondas electromagnéticas con una longitud de onda menor de 40 m y
frecuencias mayores de 7000 kHz (7 MHz) son reflejadas por la capa D y E. En cambio,
frecuencias menores de 7000 kHz son absorbidas durante el día. Al anochecer estas
capas bajas desaparecen y permanece la capa F. Las ondas con frecuencias menores de
7000 kHz ya no son absorbidas y pueden alcanzar la capa F. La capa F refleja ondas con
longitudes entre 40 m hasta 160 m y frecuencias tan bajas como los 1800 kHz (1.8
MHz). Si la onda es reflejada de una altura mayor, entonces puede abarcar una distancia
mayor. Esto explica porque durante la noche podemos recibir transmisiones de países
lejanos. La capacidad de absorber y reflejar ondas electromagnéticas depende de las
propiedades físicas de la capa. Estas propiedades a su vez dependen de la cantidad de
radiación y de partículas cargadas que excitan la atmósfera. La duración del día, las
estaciones del año, y el ciclo de actividad solar de 11 años modulan la cantidad de
radiación y partículas que recibe la atmósfera, y por lo tanto, las propiedades físicas de
la ionosfera. En el Observatorio de Arecibo se hacen estudios de la ionosfera.
Opacidad de la Atmósfera
La radiación electromagnética es absorbida, difundida y refractada por la atmósfera y
estos fenómenos dependerán del largo de onda de la radiación incidente. La atmósfera es
opaca a la mayoría de los largos de onda. Sólo se transmiten ondas de radio con largos
de onda entre 1 mm hasta 20 m y luz visible desde 290 nm (ultravioleta cercano) hasta 1
μm (infrarrojo cercano). Esta es la ventana que tenemos para ver hacia el Universo con
nuestros telescopios y radiotelescopios. Largos de onda menores de 290 nm disocian e
ionizan la atmósfera, por eso son absorbidos por ésta. La capa de ozono absorbe la
radiación ultravioleta de 300 hasta 210 nm. En la región del infrarrojo, largos de onda de
1 μm hasta 1mm son absorbidos al excitar las moléculas de agua (H2O), de dióxido de
carbono (CO2), nitrógeno (N2) y oxígeno (O2). En largos de onda mayores de 13 m la
ionosfera actúa como un escudo conductor que absorbe y refleja la radiación incidente.
Esta propiedad de la ionosfera permite la radiodifusión de onda corta alrededor del
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mundo. Al generarse la ionosfera se absorbe parte de la radiación X, eso no permite que
llegue a la troposfera.

actividad de metalectura

Recuerden que el reporte es a mano, a computadora ni se recibirán. fecha de entrega miercoles 17 de febrero de 2016

Lectura 20: Propiedades de los fluidos (Líquidos)

Las principales propiedades de los líquidos son:

1. La superficie de un líquido que está en equilibrio es plana y horizontal.
2. La fuerza ejercida por un líquido sobre una superficie cualquiera, es siempre perpendicular a esta superficie.
   (perpendicular: se dice de la línea o plano que forma ángulo recto con otra línea o con otro plano)
3. Si en un recipiente se colocan varios líquidos, estos se ubican en orden de sus densidades (masas específicas) (sustancias más densas en el fondo)
4. La presión en el interior de un líquido aumenta con la profundidad.
   Esta propiedad se puede representar matemáticamente por la ecuación fundamental de la hidrostática p = p₁ + ρgh. Donde p, es la presión ejercida sobre un objeto sumergido; p₁ es la presión atmosférica; ρ es la densidad del líquido, g es la aceleración de gravedad del planeta y h es la (profundidad) distancia entre la superficie y el objeto. De esta fórmula se deduce que la presión sobre un objeto sumergido depende directamente de la profundidad a la cual esté. La tabla muestra las densidades de algunos líquidos.
   
   

   Sustancia	ρ Kg/m3
   Agua	1
   Agua de mar	1.03
   Mercurio	13.6
   Gasolina	0.675

5. Cuando sumergimos un cuerpo en un líquido, este ejerce sobre el cuerpo una fuerza orientada hacia la superficie. A esta fuerza se le denomina fuerza de empuje (E), y es igual al peso del líquido desplazado por el objeto sumergido. E = ρv_c g. Donde ρ es la densidad del líquido; v_c es el volumen sumergido del cuerpo y g es la aceleración de gravedad del planeta. Si se sumerge un cuerpo lentamente, la fuerza de empuje aumenta hasta que el cuerpo es sumergido totalmente. Luego de eso, la fuerza de empuje se mantiene contante aunque aumente la profundidad.

Taller de lectura 20

1. Escriba la segunda propiedad de los líquidos y escriba el significado de la palabra “perpendicular”
   
2. La figura 1 representa un recipiente lleno de agua, con 4 agujeros. Con base en las respuestas al punto anterior, trace flechas que indiquen la dirección en la que saldría el agua por cada uno de los orificios.
3. En un recipiente cilíndrico se colocan cantidades iguales de agua de mar, mercurio y gasolina. Haga un dibujo que represente la situación, especificando el orden en el que se depositan los líquidos.
4. Se coloca una pieza de madera en la superficie de un líquido. ¿Cual es la fuerza que mantiene la madera a flote? Haga un esquema de la situación y represente dicha fuerza con una flecha.
   
5. Se colocan objetos similares en el fondo de recipientes con igual nivel de agua como muestra la figura 2. Relacione las presiones recibidas por los objetos a través de los signos >, < o =. Sustente su respuesta.
6. Escriba la ecuación fundamental de la hidrostática y con base en ella realice los siguientes ejercicios:
   1. Cual es la presión que soporta un buzo a 110 metros de profundidad en el mar, si la presión atmosférica es de 1At = 1.013×10⁵ pascales.
   2. ¿Qué presión soporta un objeto en el fondo de un tanque de gasolina de 6 metros de altura totalmente lleno, si la presión atmosférica es de 0.8 atmósferas?
7. Escriba la quinta propiedad de los líquidos.
8. La figura 3 muestra un objeto en un recipiente con agua en 4 situaciones diferentes:
   
   1. ¿en cual de las situaciones es mayor la fuerza de empuje? ¿Por qué?
   2. ¿en cual de las situaciones es menor la fuerza de empuje? ¿Por qué?
   3. Se afirma que la fuerza de empuje es igual en las situaciones C y D, ¿Cómo se explica esa afirmación?
9. Escriba la fórmula que permite calcular la fuerza de empuje y con base en ella, realice los siguientes ejercicios:
   1. Calcule la fuerza de empuje que el agua ejerce sobre un cubo de madera de 1000cm³, cuando este ha sido sumergido:
      • Un tercio de su volumen
      • Dos tercios de su volumen
      • Completamente
10. Copie y complete el mapa conceptual

ejercicios de presión

1.- Rodolfo y Carlos pesan lo mismo, es decir 50 kg sin embargo Rodolfo tiene los pies más largos. Los pies de Rodolfo tienen un area de 320 cm² y Carlos 288 cm² ¿Quién de los dos ejerce mayor presión sobre el piso y cuál es el valor?

Fórmula  P = F                                            

                      A

2.- Se tiene un terreno de 800 cm de largo y 400 cm de ancho, en dicho terreno se tiene un cargamento de 3 Tonleadas. ¿Cuál es la presión que ejerce dicho cargamento sobre el área determinada en pascales?

3.- Sobre un liquido encerrado en un recipiente se aplica una fuerza de  6.1224 Kgf mediante un pistón de área igual a 0.01 m² ¿Cuál es el valor de la presión?

INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN SEMESTRE "B" PRIMER CORTE

Faltan un instrumento, pero por lo mientras deben tener estos en su libreta.
Saludos chicas y chicos.

ESTRATEGIA DE EVALUACION: REPORTE CIENTIFICO

 Producto: Reporte de práctica de laboratorio

Instrumento de Evaluación: Lista de cotejo. (Individual y por equipo)

INDICADORES Para la elaboración de la práctica	SI Valor 1	NO Valor 0	OBSERVACIONES
Equipo de seguridad
Presentación del material para la práctica
Trabajo colaborativo y manejo de material
Entrega del reporte de Prácticas (producto) en tiempo y forma (valor 2)
El reporte deberá contener:
Desarrollo del procedimiento
Observaciones.
Dibujos y Esquemas
Cuestionario
Conclusión Argumentada
Total de puntos

ESTRATEGIA DE EVALUACION:     PROYECTO COLECTIVO

 Producto: Proyecto                Instrumento de Evaluación: Rubrica 

	CATEGORIA	EXCELENTE (10)	BUENO (9-8)	REGULAR (7-6)	INSUFICIENTE (5)
	Manejo de la información, fluidez y claridad en la presentación.	Maneja adecuadamente la información, la aplica y da solución a problemas Presenta su proyecto con una excelente claridad y fluidez.	Maneja la información, la aplica y propone soluciones. Presenta su proyecto con claridad y fluidez	Maneja la información. Presenta su proyecto.	No  presenta proyecto
	Trabaja en equipo	Se organiza adecuadamente, participa y trabaja de forma colaborativa	Se organiza, participa y trabaja de forma colaborativa	Si participa y trabaja	No trabaja en equipo
	Utiliza las tic´s	Utiliza las Tic´s de manera adecuada y presenta trabajo de de calidad	Utiliza las Tic´s y presenta trabajo buenos	Utiliza las Tic´s presenta trabajo	No utiliza las Tic´s y no presenta trabajos
	Respeto del tiempo máximo de exposición y respeto del orden cronológico para pasar a realizar su presentación  ( 1 punto)	Utiliza el tiempo máximo y pasa conforme se le indica a la presentación de su proyecto.	Pasa conforme le corresponde, no maneja bien sus tiempos de presentación de proyecto	No utiliza sus tiempos adecuados y no pasa conforme le corresponde su turno a la exposición de su proyecto.	No presento su proyecto
	Elaboración creatividad y funcionamiento del proyecto (3 puntos)	La elaboración del proyecto es de calidad y funciona adecuadamente	La elaboración del proyecto es    correcta y funciona	La elaboración del proyecto es correcta, pero no es funcional	No elabora ni desarrolla un proyecto
	Suma  total