COMPETENCIAS PARA EL SIGLO XXI Física y Química 4

Competencias para el siglo XXI para 4.º ESO es una obra colectiva concebida, diseñada y creada en el Departamento de Ediciones Educativas de Santillana Educación, S. L., dirigido por Teresa Grence Ruiz.

En su elaboración ha participado el siguiente equipo:

TEXTO Bárbara Braña Borja Raúl Carreras Soriano Ireneu Castillo Caso Diego Gallardo Maximiano David Sánchez Gómez Pablo Sanz Martínez Maribel Siles González Beatriz Simón Alonso M.ª del Carmen Vidal Fernández

EDICIÓN Bárbara Braña Borja

EDICIÓN EJECUTIVA David Sánchez Gómez

DIRECCIÓN DEL PROYECTO Antonio Brandi Fernández

ES

O

4Física y QuímicaCOMPETENCIAS PARA EL SIGLO XXI

Índice

Presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Competencia Lectora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

El lapicero y los diamantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Un Nobel para un lapicero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Marie Sklodowska, Marie Curie, una gran luchadora . . . . . . . . 10

La lejía para conseguir «mensajes secretos» . . . . . . . . . . . . . . . . 11

El tacómetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Centrifugadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Ingravidez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

El valor de G y la masa de la Tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Densímetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

¿Tiene límites la temperatura? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Competencia matemática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Ecuaciones y sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Trigonometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

tratamiento de la información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

El combustible ideal se fija en las plantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Ya es posible tomarse una taza de café en el espacio . . . . . . . 28

Prótesis con músculos sintéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Winter is coming: ¿cuál es el mejor sistema para calentar tu casa? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Competencia en el conocimiento histórico . . . . . . . . . . 34

Marie Sklodowska Curie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Johannes Kepler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Peter Higss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Edwin Powell Hubble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3COMPETENCIAS PARA EL SIGLO XXI FÍSICA Y QUÍMICA 4.° ESO Material fotocopiable © Santillana Educación, S. L.

Un nuevo proyecto para una nueva sociedad

En los últimos tiempos estamos asistiendo a una transformación rápida y profunda del modelo de sociedad. Vivimos en la Sociedad de la Información, el Conocimiento y el Aprendizaje (SICA), y quienes no estén preparados para ella se verán excluidos de las actividades más cotidianas.

¿Qué rasgos de esta nueva sociedad tienen mayor incidencia en la educación?

1. Es una sociedad postindustrial, la mayoría de las personas trabajan en los servicios, lo que significa en muchos casos el trabajo con ideas y su comunicación.

2. La innovación es un elemento competitivo fundamental. La creatividad y la inventiva son capacidades altamente valoradas; entendiendo por creatividad la capacidad de generar nuevas ideas o nuevas aplicaciones de ideas antiguas, y de aplicar lo conocido a otros con-textos para dar respuestas útiles.

3. Es una sociedad en cambio constante, se generan multitud de problemas impredecibles que requieren de personas:

– Capaces de resolver problemas y tomar decisiones en un contexto en el que las rece-tas antiguas ya no sirven.

– Que sean flexibles, versátiles y con capacidad y gusto por formarse a lo largo de la vida.

De ahí la importancia en la sociedad actual de saber manejar información y de transfor-marla en conocimiento de forma rápida y eficaz.

4. Es una sociedad con inteligencia colectiva. El éxito o el fracaso no dependen de aporta-ciones personales, sino de las sinergias entre personas, equipos e instituciones. Los entor-nos más innovadores son el resultado de los miles de contactos formales e informales entre personas de distintas empresas y organismos, de forma que es difícil relacionar una innova-ción con una persona concreta. Por tanto, el trabajo cooperativo y la comunicación inter-personal son habilidades básicas en nuestra sociedad.

5. Es una sociedad mediática, por lo que es fundamental educar en la decodificación de los medios de comunicación, incluyendo en este término también el medio digital.

6. Es un mundo global, en el que han pasado a primer plano nuevos retos sociales: la distri-bución desigual de la riqueza, el individualismo cada vez mayor, la debilidad de los vínculos sociales tradicionales, etc. Y estos retos hacen cada vez más necesaria la educación en valores y la educación emocional de nuestros jóvenes. Es preciso desarrollar en ellos actitudes de tolerancia, cosmopolitismo y empatía por los demás; fortalecer los lazos del individuo con la comunidad; y fomentar una ética de la responsabilidad, en un mundo en el que las responsabilidades por los problemas sociales parecen diluirse, son lejanas e in-tangibles.

4 COMPETENCIAS PARA EL SIGLO XXI FÍSICA Y QUÍMICA 4.° ESO Material fotocopiable © Santillana Educación, S. L.

¿Cuáles son las competencias para el siglo xxi?

Somos conscientes de que una sociedad como la descrita requiere unas capacidades muy diferentes de las que se demandaban hasta hace poco tiempo. Necesitamos personas con las siguientes destrezas:

Destrezas comunicativas

Compromiso ciudadano

Resolución de problemas

Inteligencia emocional y ética

Trabajo cooperativo

Alfabetización digital y multimedia Emprendimiento

Cultura reflexiva, aplicación de distintas formas de pensamiento

La LOMCE plantea el aprendizaje por competencias como una metodología eficaz de ense-ñanza-aprendizaje, adecuada para el desarrollo de las habilidades que requiere la sociedad del siglo XXI. Algunas metodologías se han demostrado especialmente potentes para desarrollar un aprendizaje por competencias:

• El planteamiento de actividades y tareas contextualizadas.

• El trabajo cooperativo.

• El trabajo por proyectos.

En el presente volumen de la Biblioteca del Profesorado se recogen un conjunto de proyectos que le permitirán desarrollar dinámicas y situaciones que facilitarán el desarrollo de las COM-PETENCIAS PARA EL SIGLO XXI.


Competencia lectora

EL LAPICERO Y LOS DIAMANTES

COMPETENCIA LECTORA

1

Nombre: Curso: Fecha:

CIENCIA Y TECNOLOGÍAEl lápiz moderno fue inventado hacia 1795. Su mina se compone de una mez-cla de grafito y arcilla, encolada a una funda de madera blanda, que se puede fabricar con distintos grados de dureza. Cuanto menor sea el porcentaje de grafito, carbono puro, mayor será la dureza del lápiz.

El diamante es carbono puro cristalizado; es el mineral más duro conocido hasta hoy. Los diamantes artificiales se crean a partir de grafito en condicio-nes extremas: a una temperatura por encima de 3700 °C y aplicando una presión superior a 60 000 atm; a la vez se utiliza una técnica de deposición de gases con alto contenido en carbono (metano y/o acetileno).

En los diamantes, el peso se mide en quilates. Un quilate es igual a la quinta parte de un gramo y se divide en 100 puntos.

La diferencia de propiedades (color, dureza, conductividad, densidad, punto de fusión) entre el diamante y el grafito, ambos compuestos de carbono, es consecuencia de la diferente estructura (redes cristalinas) de ambos.

Análisis a la llama

El análisis a la llama es uno de los en-sayos iniciales que se hacen para identificar una sustancia. El origen de esta técnica se remonta a 1659, cuando Johann Glauber observó que el color de la llama indicaba la pre-sencia de determinados metales.

Al mojar un alambre de platino en una disolución de la sal metálica y ponerla a la llama de un mechero Bunsen arde con un color caracterís-tico.

El color se debe a que los átomos del metal absorben energía de la llama. Dicha energía se transforma en luz cuando el átomo vuelve a su estado normal.

Estas llamas coloreadas se pueden analizar con un espectroscopio.

Algunos metales, como el bario, el estroncio, el potasio y el sodio, se emplean para dar los distintos colo-res a los fuegos artificiales.

El diamante y el grafito tienen la misma composición química: carbono puro; sin embargo, sus propiedades son diferentes.

CUESTIONES

1 ¿Por qué la mina de un lápiz y un diamante tienen propiedades tan diferentes, si la composición química es la misma: carbono puro?

2 Contesta:

a) ¿Qué tipo de enlace está presente en la mina de un lápiz?

b) ¿Y en un diamante?

c) ¿Todas las sustancias covalentes son duras? Justifícalo.

d) ¿Todos los cristales covalentes son duros? ¿Por qué?

3 Busca información sobre otras formas alotrópicas del carbono.

a) ¿Cuándo se descubrieron?

b) ¿Qué utilidad tienen?



CUESTIONES

1 ¿Qué elementos químicos están presentes en el grafeno?

2 ¿En qué se diferencia el grafeno del grafito?

3 Cita algunas de las posibles aplicaciones del grafeno.

4 ¿Qué se destaca en el artículo sobre uno de los investigadores premiados?

UN NOBEL PARA UN LAPICERO

COMPETENCIA LECTORA

2

El premio Nobel de Física del 2010 se concedió a dos inves-tigadores, Andre Geim y Konstantin Novoselov, por el des-cubrimiento del grafeno. El grafeno es un material formado exclusivamente por carbono, al igual que el grafito que for-ma la mina de un lápiz o el diamante. La diferencia entre estos materiales radica en la forma en que se unen los áto-mos de carbono unos con otros.

Básicamente, el grafeno está formado por una lámina plana de un solo átomo de espesor. El mérito consiste precisa-mente en haber conseguido aislar un material de ese espe-sor, algo que hace unos años se pensaba que era imposible. Los átomos de carbono que la forman se unen formando una red, tal y como muestra la figura.

Pero ¿por qué ha causado tanto revuelo el grafeno? Pues por las aplicaciones que tiene. Es un material muy fuerte y ligero, transparente, buen conductor de la electricidad y del calor. ¿Alguien da más?

Desde luego, es un material revolucionario. Si no, ¿concede-ría la Academia sueca, tan conservadora, un premio a un joven de 36 años (Novoselov)? Ya se trabaja en sus aplica-ciones para fabricar chips más ligeros y con menor consu-mo que los empleados en la actualidad, pantallas conduc-toras, paneles solares…

Por ejemplo, cuando el grafeno se añade en pequeñas can-tidades a un plástico, puede conseguir que este sea con-ductor de la electricidad o que resista temperaturas más altas sin fundirse. El tiempo hablará por sí solo, pero desde luego parece que el grafeno dará lugar a una revolución en el mundo de la electrónica y la elaboración de nuevos ma-teriales.

Grafito

Grafeno

Fullereno

Nanotubo


HISTORIA DE LA CIENCIANacida en Varsovia (Polonia) el 7 de noviembre de 1867, Marie Sklodowska no tuvo posibilidad de asistir a una universidad en lo que entonces era la zona rusa de una Polonia dividida. Con grandes dificultades consiguió trasladarse a París en 1891 para estudiar en la Sorbona.

Fue una de las 210 mujeres entre 9000 estudiantes varones de la universidad, pero superó a todos en los exámenes y se la reconoció como una persona brillante.

Poco después de graduarse se casó con el físico francés Pierre Curie, con quien comenzó a investigar algunos descubrimientos curiosos del físico An-toine H. Becquerel sobre radiación del uranio. Fue ella quien acuñó el término radiactividad para referirse a estas radiaciones.

En sus experimentos descubrió que la pechblenda, mineral del uranio, emitía una radiación más intensa que el elemento, lo que le llevó a descubrir otros dos: el polonio y el radio.

En 1903 compartió el premio Nobel de Física, concedido por estos descubri-mientos, con Pierre y con Becquerel, convirtiéndose así en la primera mujer que lo recibía. Este premio permitió a Pierre su admisión en la Académie des Scien-ces y una plaza de profesor de física en la Universidad de París, pero no a Marie; la discriminación hacia las mujeres estaba aún muy arraigada. En 1906, Pierre fue atropellado por un coche de caballos y murió. Marie se hizo cargo de sus clases de física y continuó con sus investigaciones. En 1910 publicó su trabajo sobre radiactividad y en 1911 recibió un segundo premio Nobel, el de Química, convirtiéndose en la primera persona que lo ganó dos veces.

Consciente de la gran uti-lidad de la radiación, du-rante la Primera Guerra Mun dial Marie Curie ayu-dó a establecer unidades de rayos X para el trata-miento de soldados heri-dos. Por sus largas exposi-ciones a la radiactividad contrajo leucemia, que fue la causa de su muerte en 1934.

Sus cuadernos de laboratorio son todavía tan radiactivos que se conservan en un baúl forrado de plomo.

El wolframio

Fue descubierto en 1783 por los her-manos, nacidos en Logroño, Fausto y Juan José de Elhuyar. A partir de un mineral llamado wolframita, obtuvie-ron, primero, el ácido wolfrámico y, f inalmente, un nuevo metal, el wolframio.

Es un metal de punto de fusión muy elevado (3400 °C), propiedad por la que, desde 1910, se utiliza para fabri-car los filamentos de las bombillas eléctricas.

El platino

Elemento químico descubierto en 1748 por el sevillano Antonio de Ulloa en las regiones ecuatoriales de Perú, llamado así por su semejanza con la plata. Actualmente, el precio del platino es mayor que el del oro (unas dos veces y media) y más de 100 veces el de la plata.

CUESTIONES

1 ¿En qué campo destacó Marie Curie?

2 ¿Por qué se conservan en baúles forrados de plomo los cuadernos de trabajo de Marie Curie?

3 Busca información y elabora una biografía un poco más detallada de Marie Curie. Céntrate en sus investigaciones científicas.



MARIE SKLODOWSKA, MARIE CURIE, UNA GRAN LUCHADORA

COMPETENCIA LECTORA

3

Competencia matemática

1 Resuelve las siguientes ecuaciones. Presta atención a los paréntesis:

a) ? ?( ) ( )x x x x4 2 7 2 2 2- + - = - +

b) ? ( )x x x x2 3 7 1 5 3 10 10 12- + - + - =- + +

c) ?( ) ( )x x x x x9 3 3 2 9 8 2- - - = - +

d) ? ?( ) ( )x x6 2 2 3 3- - - =- - -

e) ? ?( ) ( ) ( )x x x x x2 7 4 2 3 8 1 2 3- - + + = - - + -

f ) ? ?( ) ( )x x3 7 3 7 3- + + =

2 Resuelve las siguientes ecuaciones. Presta atención a los denominadores:

a) ? ( )xx

43

4 72

2- + =

-

b) ? ?( ) ( )x x x

32 7

64 2 1

52-

--

=

c) ? ( )x x

x x3

2 17 4

- +- + =

d) ? ( )x x

102

25 1

23+

--

=

e) x x x

22 4

31

72 2-

--

=+

f ) ? ? ( )x

xx

42

32 7

31

-- - + =

3 Opera con las siguientes igualdades notables. Obtén ecuaciones de primer grado y resuélvelas:

a) ( ) ( )x x3 2 12 2+ = - +

b) ? ?( ) ( ) ( ) ( )x x x x2 2 3 2 2 2+ - + - = -

c) ? ?( ) ( ) ( ) ( )x x x x x4 4 2 4 42 2+ - + + = + -

d) ?( ) ( ) ( )x x x2 1 3 2 5 12 2 2+ - - =- -

e) ? ?( ) ( )x x x3 4 1 3242 2

2

+ - - =- -e o

f ) ? ?( ) ( ) ( ) ( )x x x x2 4 2 2 2 2

3 3

2 2

2

- - - + - + =

( )x= -

4 Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado:

a) x x 6 02- - =

b) x x2 8 10 02- - =

c) xx

23

1 02- - =

d) ?( ) ( )x x4 2 0- + =

e) ?( ) ( )x x3 7 0- + =

f ) ? ?( ) ( )x x x3 6 3 0- + - =

5 Opera y resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas:

a) x x7 49 02- =

b) x 9 02- =

c) x x10 100 02- =

d) x5 125 02- =

e) ( ) ( )x x3 3 1 20 02 2+ + - - =

f ) ? ?( ) ( ) ( ) ( )x x x x x3 6 2 5 3 12 2- + - + = - + -

6 Resuelve las siguientes ecuaciones de grado mayor o igual a tres:

a) x x x6 03 2- - =

b) x x x3 15 3 15 03 2+ - - =

c) x x x x3 8 12 16 04 3 2- - + + =

d) x x x2 5 2 03 2+ - + =

e) x x x x6 16 150 225 04 3 2- - + - =

f ) x x

127 6

03- +

=

7 Resuelve los siguientes sistemas de ecuaciones por el método más adecuado:

a) x yx y

4 12 43 1

+ =

- =3

b) x yx y

2 94 9- =+ =

3

c) x yx y

3 94 2 10

=-+ =-

3

d) x yx y

2 3 43 8 5

= -+ =

3

e) ?

? ?

( )( ) ( )

x yx y x

2 4 3 54 2 7- + =

+ = +4

f ) 6- =

? ( )

x y

x

4 2

53 2+

y4=-

4

g) =

x y3

45

2

? ( )x y2 26 0+ + =

4

h) x2 1- =y

x

73

23

25

+? y3 6- =e o

4

ECUACIONES Y SISTEMAS

COMPETENCIA MATEMÁTICA

1


TRIGONOMETRÍA

COMPETENCIA MATEMÁTICA

2

1 Expresa en radianes los siguientes ángulos:

a) 360°

b) 180°

c) 60°

d) 120°

e) 330°

f) 45°

g) 150°

h) 225°

2 Expresa en grados los siguientes ángulos:

a) 2r

b) 2

3r

c) 6r

d) 4

3r

e) r

f) 3

4r

g) 4

7r

h) 2r

3 Expresa cada razón trigonométrica en función de un ángulo del primer cuadrante, como en el siguiente ejemplo:

sen 150° = sen 30°

a) cos 120°

b) sen 225°

c) tg 190°

d) tg 315°

e) cos 235°

f) sen 270°

4 A partir de la función trigonométrica dada, calcula las otras dos (seno, coseno o tangente).

a) °3021

sen =

b) °4522

cos =

c) °6023

sen =

d) cos 90° = 0

e) °24023

sen =-

f) °13522

cos =-

g) °33021

sen =-

h) ( °)3023

cos - =

5 Proyecta los siguientes vectores y escribe sus dos componentes:

a) Y

X60°

u

b) Y

X

45°

v

c) Y

X

50°

w

d) Y

X30°

s


NOTAS


Tratamiento de la información

El combustible ideal se fija en las plantasUn químico de materiales a nanoescala está cerca de imitar las hojas de las plantas y transformar el agua y el dióxido de carbono en el combustible que necesitamos

KATHERINE BOURZAC/CARMEN RUS Internacional

En un día soleado cualquiera en el campus de la Universi-dad de California (EE. UU.), el sosegado crujir de las hojas de los eucaliptos oculta la frenética actividad química que se está desarrollando en el interior de cada una de ellas. Gracias a la fotosíntesis, las hojas utilizan la energía de la luz solar para transformar el agua y el dióxido de carbono en sustancias necesarias para las plantas, y emiten única-mente oxígeno durante el proceso.

Cerca de allí, en un laboratorio, el químico Peidong Yang está creando un sistema artificial que hace lo mismo, a par-tir de una matriz de nanocables combinada con bacterias manipuladas genéticamente. Si algo así se aplicara algún día a mayor escala, daría lugar a la producción masiva de una versión mejorada de los combustibles que utilizamos hoy en día (una producción que no aumentaría el total de dióxido de carbono en el aire).

A inicios de la década de 1970, un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio (Japón) demostró por primera vez que un dispositivo alimentado con energía solar podía hacer lo mismo que hace la fotosíntesis en su primer paso: la separación de moléculas de agua para obtener hidrógeno y oxígeno.

Tras un auge inicial en las actividades, el campo se quedó estancado. Sin embargo, la investigación ha resurgido en varios laboratorios gracias al reavivado interés en torno a la cuestión energética y el cambio climático, así como a la aparición de nuevas tecnologías.

El laboratorio de Yang está realizando mejoras a partir de un diseño básico que se desarrolló en esa misma década en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL). Este modelo consta de dos electrodos fotosensibles revestidos de un catalizador (Yang está utilizando el níquel, nada caro) que separan moléculas de agua para obtener hidrógeno y oxígeno. En la instalación original, los electrodos eran pla-nos. Yang, sin embargo, utiliza matrices de nanocables de silicona y otros semiconductores. Como los nanocables tie-nen un área 100 veces mayor que la de los electrones pla-nos que cabían en ese mismo espacio, permiten que tam-bién haya más catalizador, lo cual potencia enormemente la reacción.

La separación de las moléculas de agua es la parte fácil de la fotosíntesis, pero las plantas van más allá y utilizan el hi-drógeno del agua en reacciones que transforman el dióxido de carbono del aire en moléculas complejas, y Yang desea hacer lo mismo.

Después de todo, nuestros aviones y nuestros coches no funcionan con hidrógeno: necesitan gasolina y otros com-bustibles químicamente complejos.

Para catalizar esa parte del proceso, Yang utiliza otra tecno-logía que tampoco existía en la década de 1970. Sus colegas y él han demostrado que las bacterias modificadas genéti-camente que rodean los nanocables funcionan como «cata-lizadores orgánicos». Estas bacterias absorben el hidrógeno liberado por el agua y lo combinan con dióxido de carbono para crear metano y otros hidrocarburos que se necesitan para producir combustibles o plásticos. Los microorganis-mos hacen esto con enzimas naturales que llevan a cabo una serie de reacciones químicas que los investigadores todavía no han sido capaces de producir a partir de cata-lizadores sintéticos.

En la actualidad, el sistema de Yang almacena por debajo del 1 % de la energía capturada a partir de la luz solar en forma de enlaces químicos. No está nada mal como prueba de concepto, pero será indispensable hacerlo más eficiente y por ende más rentable.

Fuente: Adaptado de https://www.technologyreview.es

INVESTIGACIÓN

TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

1 28 de diciembre de 2015


CLAVES

La fotosíntesis es un proceso químico que tiene lugar en las plantas y otros organismos con clorofila y que permite, gracias a la energía de la luz, transformar sustancias inorgánicas en materia orgánica rica en energía.

En las reacciones químicas tiene lugar una reordenación de los enlaces químicos que componen los reactivos, dando lugar a sustancias diferentes en los productos.

Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química sin consumirse durante la misma.

Los compuestos del carbono tienen gran importancia vital y social:

• Algunos son los constituyentes fundamentales de los seres vivos.

• Otros forman los combustibles más utilizados.

• Y otros, como los plásticos o los medicamentos, han supuesto cambios importantes en la vida de las personas.

CUESTIONES

Lee y comprende

1 ¿En qué consiste la reacción de fotosíntesis de las plantas?

2 ¿Cuál es el objetivo de este proyecto de investigación?

3 ¿Cuándo y dónde se imitó por primera vez la reacción de fotosíntesis en un laboratorio?

4 ¿Qué tipo de catalizadores utiliza Yang en el proceso?

Analiza

5 Describe el dispositivo que se está desarrollando en el laboratorio de Yang.

6 Explica cómo funcionan los catalizadores orgánicos.

7 Comenta la siguiente afirmación que aparece en la noticia:

«Si algo así se aplicara algún día a mayor escala, daría lugar a la producción masiva de una versión mejorada de los combustibles que utilizamos hoy en día (una producción que no aumentaría el total de dióxido de carbono en el aire)».

Investiga

8 Infórmate sobre la reacción de fotosíntesis que tiene lugar en las plantas.

• ¿Qué reactivos y productos intervienen?

• ¿Qué enlaces químicos se rompen y cuáles se forman?

Elabora

9 Elabora un esquema que represente la reacción de fotosíntesis, y otro que represente el dispositivo que está desarrollando Yang.

Debate

10 ¿Qué ventajas presentaría este nuevo combustible? Organizad un debate en clase sobre este tema.


Competencia en el conocimiento histórico

Reseña biográfica

Marie Sklodowska (Marie Curie tras casarse con Pierre Cui-rie) nació en Varsovia, Polonia, en 1867 en el seno de una familia acomodada. Su madre era maestra y pianista, y su padre era profesor. En 1891 se trasladó a París para estudiar en la Sorbona, donde conoció al profesor Pierre Curie, que sería posteriormente su marido. Durante esos años, Marie vivió en la pobreza, pasando hambre en más de una oca-sión. En 1895 se casó con Pierre Cuire, con quien trabajó conjuntamente en el nuevo campo de la radiactividad. En 1903 recibió el premio Nobel de Física, junto con Pierre Cu-rie y Henri Becquerel. Y en 1911 recibió el premio Nobel de Química (su marido había muerto en 1906).

Fue la primera persona en recibir dos premios Nobel y la primera mujer en dar clases en la Sorbona, la Universidad de París. Murió en 1934 a causa de leucemia, provocada probablemente, por su continua exposición a materiales radiactivos durante años y años de investigación.

Hallazgos científicos

Trabajando con su marido realizó investigaciones sobre el fenómeno de la radiactividad, descubierto por Becquerel. Se percató de que la cantidad de radiación emitida por un mineral de uranio era proporcional a la cantidad de uranio contenida, e identificó los átomos de uranio como la fuente de la radiación. Utilizó para ello aparatos de medida basa-dos en los descubrimientos de su marido, Pierre Curie.

Asimismo, se dio cuenta de que algunos minerales de ura-nio mostraban una actividad exageradamente grande para la cantidad de uranio que tenían, por lo que dedujo que debían contener algún otro elemento químico mucho más «activo» si cabe que el uranio, puesto que no habían detec-tado su presencia en el mineral. Es decir, una cantidad muy pequeña de dicho elemento producía una gran cantidad de radiación. Así fue como ella y Pierre descubrieron primero el polonio y luego el radio, más «activo» aún que los anterio-res. Trabajaron durante varios años hasta que consiguieron aislar una pequeña cantidad de radio.

Gracias a ella

Marie Curie identificó los tres tipos de procesos radiactivos, hoy conocidos como alfa, beta y gamma. Asimismo, fue ca-paz de aislar el radio, purificándolo a partir de minerales que lo contenían en baja proporción. También descubrió el elemento conocido como polonio, al que bautizó en honor de su patria de nacimiento.

La generosidad de Marie Curie

Marie Curie fue una persona ejemplar, tanto en el plano científico como en el personal. Tras lograr la licenciatura de-volvió el dinero que había recibido en concepto de ayuda para sus estudios. Y durante la Primera Guerra Mundial tra-bajó como voluntaria con un equipo de rayos X para aten-der a los soldados franceses heridos. Esto, junto con sus investigaciones en radiactividad, probablemente le ocasio-naron el cáncer que acabó con su vida.

Además, rehusó patentar el procedimiento de aislamiento del radio, lo que con toda seguridad le habría proporciona-do una fortuna.

MARIE SKLODOWSKA CURIE

COMPETENCIA EN EL CONOCIMIENTO HISTÓRICO

1


COMPETENCIAS PARA EL SIGLO XXI Física y Química 4

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