1. Ciencia

¿CÓmO SE uTiLiZa ESTE LiBrO?
DOBLE PÁGINA
PRESENTACIÓN
Dentrodellibroestáincluido
unCDparaelalumnocon
materialmultimediaparaque
trabajeenelaulayencasa.
EncadaUnidaddidáctica,
enaquellosapartadosque
secomplementenconelCD,
apareceelsímbolo que
indicaelempleodelCD.
Guía de minerales y rocas
Grijalbo, Barcelona, 1997.
Esta obra de los italianos Annibale Mottana, Rodolfo
Crespi y Giuseppe Libocio es utilísima para la
identificación de rocas. Diez años después de su
publicación sigue siendo un clásico, reimpreso con
relativa frecuencia.
6
MANIfEStACIONES DE
lA DINáMICA INtERNA
EN El RElIEvE tERREStRE
DOS WEBS
http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/
La superficie terrestre se encuentra en continuo
cambio debido a la acción de desgaste llevada
a cabo por los agentes geológicos externos que
realizan los procesos geológicos de erosión,
transporte y sedimentación. Los procesos
geológicos internos actúan en sentido contrario,
es decir, elevando y creando nuevos relieves.
Biología y geología de la ESO
Página web didáctica con contenido adecuado para
el alumnado de ESO. Contiene información relativa
a esta Unidad y a otras de éste y de otros cursos de
Enseñanza Secundaria.
Las energías que mueven ambos tipos de
procesos geológicos tienen distinto origen: los
externos están condicionados por la energía
solar y los internos por la energía geotérmica.
Además, cada uno de ellos tiene lugar a diferente
velocidad, son más rápidos los internos, ya que
se pueden prolongar durante millones de años.
http://www.aula2005.com/html/cn1eso/04lalitosfera/
04lalitosferaes.htm
La litosfera terrestre
Otra web en la que se incluyen contenidos de esta y
de la Unidad anterior.
•
•
•
•
1
2
3
4
DESARROLLO
DE LA UNIDAD
CÓMO SE USA
EL CD
UNA RECOMENDACIÓN
James Hutton
Este científico inglés (1726-1797) expuso los
principios básicos de la geología. Afirmó que el
relieve terrestre evoluciona de forma continua
por movimientos lentos. Se elevan las nuevas
cordilleras que, a su vez, son destruidas por los
procesos erosivos. Descubrió el concepto de tiempo
en geología, cuya duración se mide en millones
de años, y que los procesos geológicos internos
y externos son cíclicos y ocurren hoy en día de la
misma forma que ocurrieron hace millones de años.
SecomienzalaUnidaddemanera
didácticayamena,presentandoun
textoyunesquemadelaUnidadpara
proporcionarunavisiónglobaldetodos
losconceptosquesevanatratar,así
comoparacontribuiralaorganización
yalestablecimientodelosvínculosque
losrelacionan.
Unassugerenciasqueinvitana
reflexionarapartirdelosconceptos
previosquelosalumnosdebenconocer
yapotenciarelgustoporlacienciaen
generalyporlalectura,enparticular.Se
hanagrupadoenUna recomendación,
Un personajeyUna web.
Loscontenidosseapoyanen
imágenesyfotografíasquefacilitan
lainterpretacióndelosmismos,
desarrolladosconunlenguaje
claroyasequible.Alolargodel
desarrollodelaUnidaddidáctica
seconjugademaneraequilibrada
eltextoexplicativo,orientadoa
fomentarlalectura,conlainclusión
denumerososesquemasytablas,
facilitandolaesquematizaciónde
loscontenidos.Lasactividades
sedistribuyenalolargodelaUnidad
ysontratadascomouncontenido
más.
UN PERSONAJE
4
C
La veLocidad de La Luz
La velocidad de propagación de la luz es tan alta que, hasta mediados del siglo
xvii, se suponía que era infinita. Fue el astrónomo danés Olaf Römer quien en 1675
consiguió determinar de forma aproximada la velocidad de la luz. En la actualidad
se sabe que la velocidad de la luz en el vacío es de aproximadamente 300 000 km/s
(299 796 km/s para ser más exactos).
La velocidad de propagación de la luz en cualquier medio es siempre menor que la
que tenía en el vacío. En la Tabla 4.1 tenemos algunos valores.
Información adicional
El Sistema Solar se encuentra en
la periferia de la galaxia conocida como Vía Láctea. Las galaxias
tienen tales dimensiones que,
por ejemplo, la luz tardaría unos
30 000 años en llegar desde el
centro de nuestra galaxia hasta
nuestro planeta. Tengamos en
cuenta que, aunque la luz es
muy veloz, el universo es muy
grande.
Medio
Velocidad de la luz (km/s)
Vacío
299 796
Aire
299 700
Agua
225 000
Alcohol etílico
219 945
Vidrio
199 000
Diamante
124 481
Tabla 4.1 Velocidad de la luz en diferentes medios.
Observamos que la velocidad de la luz en el aire es muy cercana a la que tiene en el
vacío, si bien algo menor.
Para redondear, se suele tomar como velocidad aproximada de la luz en el vacío
y en el aire el valor de 300 000 km/s.
Para que te hagas una idea de lo enorme que es la velocidad con la que se propaga
la luz en el aire, has de saber que su velocidad es la mayor que existe en la naturaleza
y nada es capaz de viajar más rápido.
2
Explica algún agente que provoque la erosión
del suelo.
¿Adónde van a parar los sedimentos
arrancados a las rocas?
¿Cuántos tipos de rocas conoces? ¿Cuál es el
origen de cada una de ellas?
Señala tres rocas cualesquiera y explica los
usos de cada una.
El relieve terrestre
A Formación y destrucción del relieve terrestre
Las rocas que constituyen el relieve terrestre
A Rocas ígneas o magmáticas
B Rocas sedimentarias
C Rocas metamórficas
Deformaciones de las rocas causadas por la
energía interna de la Tierra
A Formación de los estratos
B Principios de estratigrafía
C Deformaciones en los estratos
Tipos de relieve
A Relieves continentales
B Relieves oceánicos
RefLexión de La Luz
Para el estudio de la reflexión empezamos por el caso más sencillo,
que es un espejo plano como el de tu cuarto de baño. Normalmente los espejos consisten en una lámina de vidrio recubierta, en
su parte posterior, con una capa de plata protegida por un barniz
para que no se desprenda.
Cuando te miras en un espejo, ves tu imagen reflejada en él. Esto es
debido a una propiedad típica de la luz, llamada reflexión.
Es muy probable que alguna vez hayas desviado los rayos del Sol
con un espejo para dirigirlos a otro lugar. Por tanto, los espejos desvían los rayos del Sol. Como observamos en la Figura 4.8, cuando
ponemos un espejo a la luz del Sol, los rayos paralelos que inciden
sobre él son reflejados conservando su paralelismo.
Fig. 4.8
Reflexión especular de varios rayos de luz.
Línea imaginaria
llamada normal
Para mayor sencillez, nos podemos fijar únicamente en un rayo de
luz que llega al espejo. De la Figura 4.9 podemos deducir la ley
de la reflexión:
Ángulo de
incidencia
El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Cuando la superficie del cuerpo al que llega la luz no es un espejo,
y por tanto es irregular, la luz sale reflejada en todas direcciones, y
se dice que tenemos reflexión difusa. La causa de este fenómeno
está precisamente en la rugosidad de la superficie, que se comporta
como si estuviese formada por infinidad de pequeñas superficies
planas que reflejan la luz en todas las direcciones (Fig. 4.10).
Fig. 4.9
Ángulo de
reflexión
Reflexión especular de un rayo de luz.
Actividades
1 ¿Qué nombre recibe la parte de la física que
estudia la luz?
2 Explica cuáles son, básicamente, las transformaciones de energía que tienen lugar en una vela
y en una bombilla.
8 Sabiendo que la luz del Sol tarda 8 minutos
y 18 segundos en llegar hasta la Tierra (Fig. 4.7),
calcula cuál es la distancia aproximada entre esa
estrella y nuestro planeta.
3 Comenta la diferencia entre objetos opacos,
diáfanos y translúcidos. Pon ejemplos.
4 Explica la diferencia entre sombra y penumbra. No olvides hacer dibujos que ayuden a entender la diferencia.
5 ¿Sería correcto decir que la luz se propaga por
el aire en línea curva a una velocidad de 300 km/h?
¿Cómo lo expresarías correctamente?
Fig. 4.10
6 Investiga qué es un eclipse. No olvides hacer
dibujos explicativos.
80
7 En astronomía se trabaja con dimensiones
descomunalmente grandes, por lo que se suele manejar el año-luz como unidad de longitud, que es la
distancia que recorre la luz en un año. ¿A cuántos
kilómetros corresponde un año luz?
Reflexión difusa.
Gracias a la reflexión difusa, todos los cuerpos que no son fuentes de luz, como, por
ejemplo, un libro, se hacen visibles a nuestros ojos, ya que, al reflejar la luz en todas
las direcciones, siempre hay alguna que alcanza el ojo del observador.
Fig. 4.7
El Sol y la Tierra.
En la Figura 4.11, podríamos pensar que las hojas de papel son lisas, lo cual no es
cierto, pues si las observamos con un microscopio, veríamos sus considerables irregularidades.
Fig. 4.11
Reflexión difusa de la luz en
un objeto (libro).
81
7
4
Actividades
18 PRÁCTICA:
OBSERVACIÓN DE CÉLULAS Y TEJIDOS
Objetivo:
•
•
Conocer las estructuras de las células vegetales.
Diferenciar distintos tejidos vegetales.
•
•
•
•
•
Portaobjetos.
Pinzas.
Cebolla.
Microscopio.
Agua.
Se llama nutrición al conjunto de procesos por los cuales los seres vivos toman
materia y energía del exterior para mantenerse con vida.
• ¿Esa forma es más o menos semejante para todos
los objetos?
• ¿Cuál es la característica por la que distinguirías
que estas células son vegetales?
Mediante la nutrición los seres vivos obtienen materia orgánica. Dicha materia contiene mucha energía en sus enlaces químicos (energía química), que se utiliza para
las siguientes finalidades:
Interpretación y notas:
•
En las células de las hojas secas de cebolla nos encontramos unos cristales que se ven como pequeños prismas o cilindros. Son lo que se denomina
oxalatos de calcio y se supone que es un producto
de desecho de algunas funciones de la célula. Como ésta no puede eliminarlos hacia el exterior, se
acumulan en forma de cristales.
Material:
•
•
2. Ahora corta la cebolla en sentido longitudinal,
separa una de las hojas internas y desprende la
tenue membrana que está adherida a su cara
interna cóncava (Fig. 7.11).
•
A
Un buitre y un coyote se disputan
la comida.
Coloca una gota de agua sobre el portaobjetos.
Toma una hoja delgada, amarilla y seca de la cebolla, corta un trocito de pocos milímetros y con
ayuda de las pinzas deposítalo sobre la gota de
agua.
Observa la preparación con el microscopio y haz
un esquema de lo que ves (como, por ejemplo, en
la Fig. 7.10).
Fig. 7.12
Información adicional
En organismos muy activos, como muchos animales y microorganismos, gran
parte de la energía se emplea en el movimiento. Por tanto, cuanto más se mueva
un organismo, mayor aporte de energía necesitará.
Una vez utilizada la energía química, se transforma en energía calorífica y se
desprende en forma de calor: los organismos endotermos (por ejemplo, las
personas o las aves) necesitan mantener una temperatura constante para vivir y
la consiguen regulando la producción de calor.
Los organismos endotermos
son aquellos que mantienen
constante su temperatura corporal, independientemente de la del
exterior. Los ectotermos, por el
contrario, no la pueden mantener
constante, por lo que dependen
de la del medio.
A1
Fig. 7.11
Alolargodeltexto,esposible
encontrarelementostales
comoInformación adicional,
ReflexionaoVocabulario. Todos
elloscontribuyenaafianzar
loscontenidosteóricosjunto
alosqueaparecen.
Vocabulario
La palabra autótrofo procede
del griego y significa ‘que se
alimenta a sí mismo’.
Nutrición autótrofa
Es característica de los organismos capaces de fabricar la materia orgánica que les
sirve de alimento. Son autótrofas las plantas (Fig. 7.13.a), las algas (Fig. 7.13.b) y algunas bacterias.
Corta un trozo de 1 cm2 y colócalo sobre el «porta»,
donde previamente se han añadido unas gotas de
agua (intenta hacerlo sin poner agua, para que la
muestra no se enrolle). Coloca el cubreobjetos y lleva
la preparación al microscopio.
a)
b)
Identifica las células que forman la epidermis del bulbo
de cebolla y dibuja todo lo que veas (en tu dibujo no
olvides indicar el aumento con el que estás viendo la
preparación).
Célula
•
Cristal
Fig. 7.10
1. Contesta a las siguientes preguntas:
• Procura localizar un objeto que se halle dentro de
todas las células. ¿Qué forma tiene ese objeto?
Haz un dibujo de todo lo que veas y realiza estas
actividades:
a)
b)
Compara las células del bulbo y las hojas secas
y saca conclusiones.
También se pueden observar preparaciones
ya hechas de células animales y vegetales,
enumerando diferencias entre unas y otras y
dibujando todo lo observado al microscopio.
Fig. 7.13
154
Organismos autótrofos: a) plantas; b) algas.
155
LECTURAS
8
LECTURA
EL GUSANO DE SEDA
Ciclo biológico del gusano de seda
Un poco de historia
El ciclo de vida del Bombyx mori (ver Fig. 8.16) es de alrededor
de 60 días. A partir de su nacimiento, el gusano de seda pasa
por cinco etapas separadas por las mudas, durante las cuales
realiza un cambio de piel. Los gusanos aumentan su peso cerca
de 6 000 veces y su volumen cerca de 8 000 en los 27-32 días
que dura su crecimiento; luego dejan de comer, evacuan el
contenido intestinal y forman el capullo. A los veinte días la
mariposa sale del capullo y pone los huevos, que se activarán
cuando la temperatura sea de 15 a 20 ºC.
El Bombyx mori o gusano de seda, es originario de China. Al parecer, el comienzo de
la industria de producción de la seda (sericicultura) se remonta a 3 400 años antes
de nuestra era. La emperatriz Sihing Chi propagó la industria de la seda entre la casta noble del Imperio chino. Se consideraba un arte santo y sagrado, reservado
sólo a las damas de la corte y a la aristocracia. Durante
muchos años, los chinos lograron conservar el secreto
de la producción de la seda con medidas que podían
llegar hasta la pena de muerte a quien se atreviera a
sacar de su territorio huevos, gusanos o mariposas de
la especie.
a)
Textossobrenoticiasde
actualidadparadebatir,
reflexionaroinvestigar,en
losqueelhiloconductoresla
Cienciaintegrada.
b)
La seda llegó a Japón en el año 600 a. C. y se extendió
también hasta la India y Persia. Hacia el año 550 d. C.
unos misioneros griegos sacaron de Persia huevos y
semillas de morera en sus bastones. A partir de ellos,
se extendió la sericicultura por Europa.
¿Qué es la seda?
Fig. 8.27
Situadosenelmargendel
libro,tienencomoobjetivo
resaltaraspectosimportantes
delamateria.
tipos de nutrición
Ya hemos visto que todos los seres vivos utilizan la energía química contenida en la
materia orgánica. Sin embargo, hay dos formas distintas de conseguir esa materia
orgánica: fabricarla o tomarla del exterior. Según esto, existen dos tipos de nutrición:
autótrofa y heterótrofa.
Procedimiento:
•
Mantener el funcionamiento del organismo, permitiendo que se realicen las
funciones vitales. Gracias a esta energía, los seres vivos son capaces de buscar
el alimento, digerirlo, filtrar los desechos, realizar la fotosíntesis, responder a
los estímulos, generar células reproductoras, fabricar flores, frutos y semillas,
etcétera.
Crear materia propia con la que renovar las partes deterioradas y hacer posible el
crecimiento del organismo. Para ello, además de energía, se necesita un aporte de materia
que también es incorporada desde el exterior mediante el proceso de nutrición.
Fig. 7.9
•
•
ANEXOS
Y ACTIVIDADES
La nutrición de Los seres vivos
La seda es un producto natural con unas características
que lo hacen único. Tiene una extraordinaria resistencia y la cualidad de conservar el calor natural, además
de su gran capacidad para absorber agua, gases y colorantes; además, es un buen
aislante para los alambres de metal.
Grabado decimonónico sobre
la sericicultura en China. En él
se representan dos fases de
la producción de la seda: la
alimentación de los gusanos
(derecha) y la clasificación de los
capullos (izquierda).
Se ha intentado conseguir seda de forma artificial e industrial. Tras muchos intentos
fallidos se consiguieron fibras como la sedalina y el rayón, pero ninguna iguala la
resistencia de la seda auténtica.
Fig. 8.31
Dos de las fases del ciclo biológico del gusano de seda:
a) gusanos alimentándose de hojas de morera; b) mariposa saliendo del capullo.
Otros usos del gusano de seda
En Corea se le utiliza en la cocina para fabricar galletas baratas y nutritivas. También
se come hervido, frito o como ingrediente de salsas.
En la medicina tradicional china se emplea como tónico para disolver flemas y aliviar
espasmos.
Ejercicios
Cultivo de
capullos
de seda.
Fig. 8.28
184
1
Fig. 8.29
Fig. 8.30
Hervido de los capullos.
Devanado del hilo de seda
extraída de capullos.
d) NaCl + H2SO4
2 Calcula el número de protones, neutrones y electrones de los siguientes átomos:
5 Explica la diferencia entre cambio físico (Fig. 1.29)
y reacción química (Fig. 1.30). Pon ejemplos diferentes a
los utilizados en el libro.
b)
c)
d)
e)
f)
O
16
8
127
53
107
47
58
28
12
6
28
14
e) FeS + HBr
f) Fe + O2
7 PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Na2SO4 + HCl
FeBr2 + H2S
185
ACTIVIDADES
FINALES
b) Inflando globos con la química
a) Moléculas en movimiento
Fe2O3
I
Ag
Si tenemos un vaso con agua líquida, seguramente te gustaría comprobar lo que hemos estudiado en este tema: «Las
partículas que constituyen las sustancias en estado líquido se
encuentran en continuo movimiento, de forma que, cuanto
mayor sea la temperatura, la velocidad con la que se muevan
las partículas será mayor».
Pero como las moléculas de H2O son muy, muy pequeñas, no
pueden verse a simple vista. Por tanto, vamos a idear un experimento para comprobar que las moléculas del agua líquida
están en continuo movimiento y que, cuanto mayor sea la
temperatura, mayor será la velocidad de las moléculas.
Ni
C
Si
3 Completa el siguiente cuadro:
Fórmula
Ni2O3
Nomenclatura sistemática
Fig. 1.29
Ejemplo de cambio físico: el hielo (agua sólida) se
transforma en agua líquida.
MgO
CuH2
KH
HBr
¿tiempo?
CuS
AlCl3
4 Ajusta las siguientes reacciones químicas:
a) Ca + O2
b) HCl + CaCO3
c) Fe2O3 + CO
CaO
CaCl2 + CO2 + H2O
Fe + CO2
Con agua
caliente
Fig. 1.31
Resumen de los estados
de la materia según la
teoría atómica.
Vaso con agua
en la que se ha
difundido por
igual la tinta
¿tiempo?
Fig. 1.30 Ejemplo de cambio químico: la levadura (con forma
de pastilla en primer plano de la fotografía) provoca
la fermentación del pan.
6 Dado el esquema de la Figura 1.31, complétalo indicando las características de cada estado y de cambio de
estado según la teoría atómica.
Agua con el
rastro de la
tinta al caer
Fig. 1.32
Trabajando en el laboratorio.
Observaciones: ¿en qué vaso se repartió más rápidamente el color de la tinta por toda el agua, en el de agua fría o caliente?
Conclusiones:
• ¿Cómo explicarías que, dejando pasar el tiempo suficiente
y sin agitar, el color de la tinta se reparta por igual en toda
el agua?
• Basándonos en la teoría atómica, ¿podrías explicar la observación anterior? Es decir, ¿sabrías explicar por qué se
reparte el color antes en el agua caliente?
• Investiga cuál es el nombre científico que recibe el hecho
de que la tinta se reparta por toda el agua sin necesidad de
agitar (aunque se necesite un cierto tiempo).
Estructuradaspornivelde
dificultad,sonactividadesde
repaso,tantoteóricascomo
prácticas,quefacilitanla
asimilacióndeloscontenidos
propuestosdeunaformaclara
yprácticaparaelalumno.
Necesitamos:
• Una botella pequeña de refresco vacía, limpia y seca.
• Un globo.
• Una cucharita.
• Una sustancia que venden en los supermercados y en las
farmacias, que se llama bicarbonato sódico.
• Vinagre.
Manos a la obra: introducimos unas tres o cuatro cucharaditas
de bicarbonato sódico en el interior de la botella de refresco
(Fig. 1.33).
Vinagre
Fig. 1.33
Con agua
a 20 ºC
Sulfuro de dihidrógeno
Dihidruro de magnesio
Metano
Dibromuro de hierro
Trifluoruro de aluminio
Necesitaremos:
• Un vaso de agua a temperatura normal (unos 20 ºC).
• Un vaso de agua muy caliente (ten mucho cuidado para
no quemarte).
• Un cartucho de tinta para pluma estilográfica.
Vamos a comprobar de una forma muy sencilla y nada peligrosa que una reacción química no es más que la transformación
de unas sustancias en otras.
Manos a la obra:
Pinchamos con mucho cuidado el cartucho de tinta y añadimos una gota de tinta en cada vaso (intentamos que la gota
no sea demasiado gruesa). Sin mover los vasos lo más mínimo,
dejamos tiempo suficiente para que el color de la tinta se
reparta por toda el agua (Fig. 1.32).
Monóxido de zinc
Trióxido de dialuminio
24
d) ¿Qué ventajas tiene la seda frente a otros tejidos?
e) ¿Por qué necesita el gusano de seda hacer las mudas?
¿Qué le sucederá una vez realizadas?
f) ¿Qué otros usos se les da a los gusanos de seda?
g) Infórmate sobre los usos que se le dan hoy a la seda.
ACTIVIDADES DE REPASO
1 Una sustancia tiene una temperatura de fusión de
– 30 ºC y una temperatura de ebullición de – 7 ºC. ¿En
qué estado de agregación se encontrará a 25 ºC? ¿Y a
– 10 ºC?
a)
a) Lee atentamente la lectura, subraya las palabras que no
entiendas y busca su significado en el diccionario.
b) ¿Cómo consiguieron los chinos guardar el secreto de la
fabricación de la seda durante siglos?
c) ¿Cómo llegó el conocimiento de la sericicultura al continente europeo?
Experimento antes de añadir el vinagre.
Después añadimos un chorro de vinagre
dentro de la botella con el bicarbonato sódico y rápidamente tapamos la boca de la
botella con el globo (Fig. 1.34).
Observaciones: al añadir el vinagre se desencadena una reacción química muy rápida,
en la que intervienen las siguientes sustancias:
Bicarbonato sódico + vinagre
CO2 + acetato sódico
De todos los reactivos y productos de la
reacción, el único que se encuentra en estado gaseoso es el dióxido de carbono.
Fig. 1.34
Experimento
después de
añadir el
vinagre.
Conclusiones:
• ¿De qué se llena el globo una vez comienza la reacción
química?
• Si repites el experimento con limón, comprobarás que se
produce una reacción química similar. ¿Cuál es la característica común entre el limón y el vinagre?
• Investiga cuál es el nombre científico del principal componente del vinagre.
25