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UNIDAD 5

101 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Objetivos de la unidad Explicarás con claridad el principio de conservación de la masa-energía, describiendo su transformación y tipos de energía, para valorar sus impactos en la vida del ser humano.

Indagarás y representarás la escala del tiempo geológico, describiendo correctamente las características de las diferentes eras, períodos y épocas, así mismo analizando y comparando críticamente las pruebas y evidencias científicas que fundamentan la datación de la Tierra a fin de determinar su edad y origen.

Representarás y describirás la formación y estructura del planeta Tierra, describiendo las características de las eras, períodos y épocas e indagando el funcionamiento de la atmósfera, hidrósfera y geósfera para comprender algunos fenómenos meteorológicos y poner en práctica medidas preventivas y de protección.

Identificarás y describirás con interés la estructura y composición del Sistema Solar, caracterizando y representando con creatividad los diversos elementos que la conforman para explicar la dinámica de los cuerpos que la integran.

Materia, eNerGía, la tierra y el SiSteMa Solar

Unidad 5CIENCIAS NATURALES


En esta unidad se estudian dos temas principales: en primer lugar, aprenderás las relaciones entre la materia y la energía. En este campo conocerás conceptos importantes relacionados con la aplicación del principio de conservación de la materia y la energía cuando esta pasa de una forma a otra.

En segundo lugar conocerás información importante de nuestro planeta, conociendo un poco de su estructura y procesos de formación.

Unidad 5:La materia y la

energía

Lección 1: Materia y energía

Lección 2: Tipos de energía

Lección 3: La edad de

nuestro planeta

Lección 4: Estructura y

formación de la Tierra

Lección 5: El

impresionante sistema solar

Tema 1:Masa y energía

Tema 1:Energía potencial y

energía cinética

Tema 1:Medición del tiempo

geológico

Tema 1:Caraterísticas de la

hidrósfera

Tema 1:Exploración del sistema

solar

Tema 2:Principio de conservación

de la energía

Tema 2:Energía térmica, química,

luminosa

Tema 2:Importancia de los fósiles

Tema 2:Atmósfera y geosfera

Tema 2:Planetas, satélites y

cometas

se divide en

se divide en

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103Séptimo Grado - Ciencias Naturales

Motivación

Quinta Unidad Lección 1Materia y eNerGía

¿Qué será más difícil de halar, un elefante o un ratón?

Si halaras cada uno de estos animales con la misma cantidad de fuerza, el elefante respondería en menor grado. Esto es debido a que el elefante tiene más masa que un ratón, por eso el esfuerzo sería mucho mayor.

Todo lo que puedes ver y tocar es materia. También son materia algunas cosas que no puedes ver, como el aire.

Observa que la materia ocupa una cierta porción de espacio que llamas volumen.

Explicarás con claridad y ejemplificarás el principio de la conservación de la masa-energía y sus transformaciones.

Indicadores de logro:

Describirás adecuadamente la importancia de la energía en actividades de la vida cotidiana.

La masa de un cuerpo es una propiedad característica del mismo, que está relacionada con el número y clase de las partículas que lo forman. Se mide en kilogramos (kg) y también en gramos, toneladas, libras, onzas, pero cuando las partículas son muy pequeñas, por ejemplo átomos y moléculas, se expresa en moles.

Se ha establecido que la materia es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. Por lo tanto, la masa no es más que la cantidad de materia que posee un cuepo. Según se ha establecido, la materia es una cantidad constante en todo el universo, no se crea ni se destruye, solo se transforma.

La materia se presenta en tres estados: gaseoso, líquido y sólido. El protoplasma celular está en estado coloidal, es como gelatinoso. La materia está formada por partículas pequeñas: átomos y moléculas, que se mantienen unidas mediante fuerzas de atracción. Esas fuerzas son muy fuertes en los sólidos, menos fuertes en los líquidos y muy débiles o no existen en los gases.

En el caso del aire no puedes comprobar su masa ni su volumen. No es evidente. Pero la siguiente experiencia te ayudará a comprobarlo.

Masa y energía

UNIDAD 5


Experimental:a) Sumerge un tubo vacío o un vaso con la boca hacia abajo en un recipiente con agua.b) El agua no puede entrar porque el tubo está lleno de aire, y el aire ocupa su

propio volumen.c) Para que el agua pudiera entrar en el tubo tendrías que abrir una salida al aire en la

parte superior.d) Ilustra las partes de tu experiencia.

Actividad 1

La Energía:

En el lenguaje común, la energía se asocia a la fuerza, vigor, vitalidad; pero en física existe la siguiente definición: energía es la capacidad de realizar un trabajo.

La energía se define como una propiedad de los cuerpos que produce transformaciones en ellos mismos o en otros cuerpos.

Esta se pone de manifiesto cuando pasa de unos cuerpos a otros.

Por ejemplo, cuando la energía del Sol derrite la nieve o evapora el agua.

UNIDAD 5


Puedes interpretar este otro enfoque: Si observas a tu alrededor personas y cosas que se mueven y más. En todas hay algún tipo de fuerza que cambia el estado de movimiento de las cosas grandes y pequeñas.

El cuerpo que aplica o recibe una fuerza experimenta un aumento o disminución en alguna propiedad: eso es la energía.

Si participaste en mover (halar) al elefante tienes la sensación de cansancio propia de una pérdida de energía. Has perdido algo: ¿a dónde fue tu energía?

En esa situación has realizado un trabajo. Por tanto la energía al ser transferida puede producir un trabajo (W = Fd, donde W es el trabajo equivalente al producto de la fuerza F por la distancia d, si la fuerza actúa en la misma dirección del movimiento)

Ejercicios:

¿Qué trabajo realizó un móvil que al aplicarle una fuerza de 20 newton se desplazó 50 cm = 0.5 m

Datos: F = 20 N d = 0.5 m

Fórmula: W = F d Sustituir los datos en la fórmula W = 20 N × 0.5m = 10 Nm = 10 Joules

Un cuerpo puede realizar un trabajo debido a un cambio en su velocidad, en su posición. Por eso, si tu bicicleta se mueve a cierta velocidad, posee energía cinética.

El valor de esa energía en movimiento viene dado por la expresión Ec = ½ m v2 Donde E = energía cinética m = la masa del cuerpo v2 = velocidad al cuadrado.

Ejercicio:

¿Cuál será la energía cinética de un móvil de 3 kg de masa que se mueve a 2m/s?

Datos: m = 3kg v = 2m/s entonces. v2 = ( 2m/s)2 = 4 m2/s2

Fórmula: Ec= ½ m v2. Sustituir los datos en la fórmula Ec = ½ m v2 = ½ (3 kg ) × 4 m2/s2

= 6 kg ) m2/s2

= 6 joules

Un Joule (J) es la energía transferida cuando se aplica una fuerza de 1 Newton (N)sobre un cuerpo y el cuerpo se desplaza 1 metro por efecto de ella.

Energía y fuerza son conceptos distintos que no deben confundirse.

Los cuerpos poseen energía que pasa de unos a otros. En cambio, la fuerza se ejerce sobre ellos.

UNIDAD 5


Relación masa y energía

Las propiedades de la materia pueden ser físicas y químicas. Las propiedades físicas pueden determinarse sin que la materia se altere o varíe su naturaleza.

Las propiedades químicas, en cambio, modifican la naturaleza de la materia.

La masa, el peso, la densidad, el volumen y la forma son propiedades físicas de la materia.

La masa y la energía se relacionan estrechamente según las leyes de la termodinámica.

Si consideras la energía cinética Ec=2

mv 2

(Energía cinética = la mitad de la masa por la velocidad al cuadrado)

Según la fórmula, la relación de la masa y la energía es directamente proporcional y si vuelves a la comparación del ratón y el elefante, la energía gastada (trabajo) en halar el elefante será mayor que la utilizada para halar al ratón, cuya masa es mucho menor.

Principio de conservación de la masa y la energía

La ley de la conservación de la energía significa que de una fuente determinada no puedes obtener más energía de la que está almacenada en ella y cuando la obtienes, al emplearla no te debe sobrar nada, ya sea que la uses para mover un cuerpo o para calentar algo. Si dispones de 50 joules, al repartir la energía debes sumar 50 joules en condiciones ideales.

Ningún cambio físico o químico puede alterar la masa total ni la energía total.

¿Cuál de las formas de energía es más útil? En realidad, todas. Para cocinar tus alimentos, para conservarlos en refrigeración, para iluminar la casa y las ciudades, para mover los vehículos y para producir bienes materiales de todo tipo; en el momento en que vas a usar la energía debe aparecer en forma de trabajo, porque el trabajo produce movimiento y la energía cinética puede convertirse, por medio de dispositivos mecánicos, en otros tipos de energía.

El caso más común de trabajo eléctrico es la electricidad ya que ésta puede convertirse en luz, calor, movimiento y más cosas que necesitas cada día; pero para que el trabajo eléctrico pueda convertirse en todo eso, debe estar disponible como energía concentrada y de fácil acceso.

En nuestro país se obtiene la electricidad a partir de tres fuentes principales: del petróleo, de la fuerza hidráulica de los ríos y del vapor de agua que sale de la tierra (energía geotérmica).

Resuelve en tu cuaderno el siguiente ejercicio: Encuentra la energía cinética de un móvil de 2 kg si su velocidad es de 5 m/s

Actividad 2

UNIDAD 5


En las tres fuentes hay energía concentrada solo que de diferente forma: en el petróleo existe como energía química, en los ríos como energía de movimiento y presión y en el vapor de agua de la Tierra como energía interna de alta presión y temperatura.

Lo que se debe hacer es convertir estos tres tipos de energía en movimiento y luego en trabajo eléctrico.

La central eléctrica es una especie de “convertidorta” de energía; ahí la energía concentrada se convierte en trabajo y calor

A cada unidad de masa le corresponde una enorme cantidad de energía. Pero, si cada gramo de materia contiene tanta energía, ¿por qué no ha sido advertida durante tanto tiempo?

La respuesta es que en la medida en que la energía no se pierde externamente, es imposible que sea observada; es como si un hombre muy rico jamás pudiera gastar ni un centavo y nadie sabría lo rico que es.

Para que un aumento en la masa sea detectable, el cambio de energía por unidad de masa tiene que ser enormemente grande. Uno de los fenómenos donde tales cantidades de energía por unidad de masa son liberadas es la desintegración radiactiva. ¿En qué consiste? Hay grandes fuerzas que mantienen unidos a los protones y neutrones en el núcleo. Sin embargo, algunos núcleos no tienen una combinación estable de estas partículas, por ejemplo, los isótopos, entonces se vuelven radiactivos, es decir, inestables. Así pierden energía pasando de su atomos muy pesados a partículas más livianas. Para lograr ser estables, reaccionan emitiendo partículas que pueden ser protones, neutrones o electrones, según el tipo de radiactividad en particular. Esto puede dar lugar a cambios en el número atómico y másico, produciendo un nuevo tipo de átomo más estable, o sino, a un reajuste de los niveles de energía del mismo átomo, segun el principio de conservación de la materia y la energía.

UNIDAD 5


Fisión nuclear: Existen átomos que tienen núcleos muy pesados y presentan cierta inestabilidad que, cuando se rompe, da lugar a otros núcleos de masa atómica diferente. Este fenómeno es una reacción nuclear que recibe el nombre de fisión nuclear.

Para describir el proceso puedes decir que un átomo de masa M se divide en dos átomos de masas M1 y M2 que se separan con una tremenda energía cinética.

En realidad no estás en condiciones de pesar los átomos aunque hay métodos indirectos para medir sus pesos con exactitud y determinar las energías cinéticas que son transferidas a los productos de la desintegración radiactiva (M1 y M2).

La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable en el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.

En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra: por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor.

La energía eléctrica se transforma en energía calórica

Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica.

En un proceso irreversible, la entropía de un sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al estado termodinámico físico anterior.

Entropía = Desorden molecular

A mayor energía cinética, mayor entropía.

UNIDAD 5


Resumen

Toda la materia está formada por átomos. Los átomos están formados por subpartículas entre ellas los electrones, protones y neutrones.

La energía se define como una propiedad de los cuerpos que produce transformaciones en ellos mismos o en otros cuerpos.

Las propiedades de la materia pueden ser físicas y químicas. Las propiedades físicas pueden determinarse sin que la materia se altere o varíe su naturaleza. Las propiedades químicas, en cambio, modifican la naturaleza de la materia.

La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica.

La energía térmica no puede convertirse en su totalidad en energía mecánica de nuevo, ya que, como el proceso opuesto no es espontáneo, es necesario aportar energía extra para que se produzca en el sentido contrario.

Desde un punto de vista cotidiano, las máquinas y los procesos desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100%, lo que se traduce en una especie de pérdida de energía.

Lo que se da es una forma de energía disipada, por ejemplo, cuando enciendes un foco, el objetivo es para alumbrar; pero el foco se calienta. Entonces la energía se disipa en forma de calor.

En ese caso, la energía no utilizada como luz es el calor.

Esto no debe interpretarse como un incumplimiento del principio enunciado, sino como una transformación irremediable de la energía.

UNIDAD 5


Autocomprobación

La relación entre la masa y la energía es proporcionalmente:a) inversa.b) directa.c) cuadrática.d) logarítmica.

La energía cinética de un cuerpo de 5 kg que se mueve a 2 m/s, es:a) 2 Joules.b) 10 Joules.c) 24 Joules.d) 12 Joules.

El trabajo es transferencia de energía pero la dinámica lo expresa así:

a) W = F × db) W = F/dc) Ec = Fd) W + ½ m v2 = 0

El estado físico del protoplasma celular es:a) sólido.b) líquido.c) gaseoso.d) coloidal.

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El descubrimiento de la radiactividad le ha traído muchos beneficios a la humanidad. Gracias a ello

existen métodos de diagnóstico para personas con problemas de salud, por ejemplo los rayos X, estudios

metabólicos con sustancias trazadoras, tomografía axial computarizada y tomografía por emisión de positrones.

La radiactividad también se usa como método de curación para enfermedades mortales, por ejemplo,

los tratamientos de radiactividad contra el cáncer que curan a miles de personas cada año. De igual forma, las radiaciones pueden destruir las células tumorales.

LA FÍSICA Y LA SALUD

1) b.


Motivación

Quinta Unidad Lección 2tipoS de eNerGía

Observa las posiciones de las piedras, en cada posición tienen energía potencial diferente porque cambian los valores de la altura.

La energía potencial considera la posición de los cuerpos estáticos o en movimiento para diferenciar otras formas que incluye.

¿Qué tipo de energía tiene un martillo alzado en una mano? ¿Y el mismo martillo golpeando una tabla de madera? ¿Cuál es la diferencia en ambos casos?

A cierta altura, el martillo presenta una energía potencial. Cuando está golpeando la madera, está en movimiento. Su energía es mecánica y específicamente, energía cinética.

Describirás y clasificarás correctamente la energía mecánica en cinética y potencial.

Identificarás y explicarás objetivamente que la energía cinética se da en virtud del movimiento.


En la naturaleza algunas formas en que se puede manifestar la energía son:

Energía cinética y energía potencial, que son las dos formas de la energía mecánica.

La energía eléctrica y la energía química son una de las formas de energía potencial.

Energía potencial y energía cinética

Energía mecánica. La poseen los cuerpos capaces de producir movimiento en otros. La energía mecánica puede ser cinética y potencial.

Una manera de clasificar los tipos de energía es en función de la posición y la velocidad de los cuerpos que la poseen.

UNIDAD 5


Ejercicio:

¿Cuál será la energía potencial de un cuerpo de masa 2 kg y que se encuentra a 3m de altura?

Datos: Masa = 2 kg h = altura = 3 m g = gravedad =9.8 m/s2

Fórmula = Ep= mgh Sustituir los datos en la fórmula: Ep= 2kg × 9.8 m/s2 × 3m = 58.8 joules

2. Energía potencial elástica: Es la que poseen los cuerpos elásticos.

La energía cinética la tienen los cuerpos en movimiento. Por ejemplo la tiene una bola de fútbol, un automóvil en movimiento, un ventilador.

Energía Potencial:

Es la energía que tiene un cuerpo en reposo colocado en un lugar elevado. Es igual al trabajo realizado para poner al cuerpo en esa posición.

La energía potencial se refiere, por ejemplo, a la que posee un elástico estirado o los cuerpos que están a cierta altura sobre el suelo, y que genera cambios en la posición o en la forma de los cuerpos.

Es decir, es la energía que tienen los cuerpos debido a su posición y están en capacidad de realizar un trabajo.

Puedes decir que la energía potencial es la energía almacenada en un cuerpo, por ejemplo un resorte comprimido; una roca en lo alto de un cerro, también la energía química de tu cuerpo es energía potencial.

Otras formas de energía potencial

1. Energía potencial gravitatoria

La energía potencial gravitatoria es la que posee un cuerpo que se encuentra a una determinada altura sobre la superficie terrestre. Ej.: Un paracaidista al saltar desde un avión tiene energía potencial gravitatoria, por estar separado de la superficie terrestre una cierta distancia (altura). Ep= mgh.

Donde

Ep = energía potencial, m = masa, g = gravedad y h = altura

La Energía potencial, Ep, se mide en julios (J); la masa se mide en kilogramos (kg); la aceleración de la gravedad se mide en metros/segundo-cuadrado (m/s2) y la altura se mide en metros (m).

UNIDAD 5


Según los tipos de energía hasta ahora descritos, analiza y responde:1. ¿Qué tipo de energía tienen: a) La lámpara de un techo b) El ventilador de la sala, funcionando c) Un vehículo en marcha d) Los ausoles de Ahuachapán e) Una barra de margarina2. Escribe tres ejemplos de transformaciones de energía que tú realices diariamente.3. Escribe el significado de las magnitudes de la fórmula Ep= mgh 4. Investiga dos definiciones de trabajo.

Actividad 1

Energía eléctrica, química, luminosa y calorífica

La energía eléctrica es la debida al movimiento de cargas eléctricas dentro de conductores eléctricos. Ejemplos: La energía eléctrica que hace girar el motor de un coche y ponerlo en movimiento, la energía de las máquinas industriales, la de las casas, la del tendido eléctrico y más.

UNIDAD 5


Gracias a la energía electromagnética de los rayos X es posible realizar radiografías.

Energía hidráulica: es la energía del agua en movimiento.

Ejemplos: Un chorro, el caudal de un río.

Energía calorífica: energía que ocasiona en los cuerpos un cambio de temperatura. Ejemplos: una llama, un horno, el calor del Sol.

La energía calorífica es equivalente a la energía interna de los cuerpos y es directamente proporcional a la masa si la temperatura se mantiene constante.

Por ejemplo, si tu masa orgánica es 120 libras y la de tu hermanita es de 85 libras, tú tienes más energía calorífica que tu hermana porque la temperatura de ambos es de 370C (constante)

Energía química: es la energía que se da al producirse los cambios químicos de la materia, brindando calor, luz o electricidad.

La energía química es la energía que se desprende o absorbe en las reacciones químicas. Ejemplo: La energía química liberada en la combustión del gas propano permite calentar el agua de un recipiente.

La energía electromagnética es la que transportan las llamadas ondas electromagnéticas, como la luz, las ondas de radio y TV, las microondas, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioleta y los rayos gamma de la radiactividad.

UNIDAD 5


Los alimentos almacenan energía química:

Energía luminosa: es una emisión de ondas electromagnéticas capaces de estimular la retina del ojo.

Energía sonora: es la que se obtiene con la vibración o perturbación de un cuerpo sonoro que se transmite a través de los sólidos, líquidos o gases.

Energía eléctrica: es la energía de la corriente de los electrones que a su paso por un conductor produce luz y calor. Ejemplo: un rayo.

Energía nuclear: es aquella que se obtiene a partir de reacciones nucleares, que pueden ser espontáneas o también aprovechadas por el ser humano. Se puede producir a partir de isótopos inestables de ciertos elementos, como el torio, el plutonio, el estroncio o el polonio, pero el más utilizado para producir este tipo de energía es el uranio - 235 (235 U).

Energía eólica: es la energía del viento en movimiento, por ejemplo, en la foto se observan molinos de viento modernos moviendose con el viento.

Los vientos se producen por cambios de densidad del aire sobre superficies que reciben diferentes cantidades de calor del Sol. Sucede que las masas frías bajan y las calientes suben.

En los países desarrollados ya están usando las energías alternativas como la energía eólica para no depender solamente del petróleo.

Parque éolico

UNIDAD 5


Energía térmica

Es la suma de las energías que, en razón de su movimiento, tienen todas las partículas (átomos y molécula) que componen un cuerpo.

Por consiguiente, la energía térmica depende de la cantidad de partículas, es decir, de la masa que posee el cuerpo y de su grado de agitación térmica, o sea, su temperatura.

La energía térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura.

El movimiento de las partículas en la materia en estado sólido es menor que el movimiento de las partículas en la materia en estado gaseoso.

La transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor.

El calor es una forma particular de la energía y se relaciona directamente con la temperatura y con la energía interna. Para calcular el calor absorbido (Q ) por un cuerpo se toma en cuenta la masa y la variación de la temperatura.

Q = m (tf -t0) donde m= masa, Q = cantidad de calor y Δt = cambio de temperatura.

Fision nuclear

La fisión nuclear es la división del núcleo de un átomo pesado en otro más ligero. Mientras ocurre esta reacción se libera gran cantidad de energía que puede ser aprovechada y convertida en electricidad en los reactores nucleares, para beneficio de la humanidad.

El combustible que estas centrales nucleares es un isótopo del uranio llamado uranio enriquecido, que tiene una composición entre un 3,5% y un 4,5% de U-235 y el resto de U-238. La reacción nuclear en

cadena genera la energía controlada se produce cuando un núcleo de Uranio-235 se divide en dos o más núcleos por la colisión de un neutrón. De este modo, los neutrones liberados colisionan de nuevo formando una reacción en cadena.

Energía nuclear

Los neutrones rápidos generados en la fisión nuclear de un átomo de uranio con núcleo pesado alcanzan otros átomos y se producen tres reacciones idénticas a la primera.

Los nuevos neutrones que surgen en cada una de ellas alcanzan a otros átomos de uranio, y el proceso continúa indefinidamente: se produce una reacción en cadena y se genera así una gran cantidad de energía que, si no se controla, da lugar a una explosión atómica.

Las técnicas de control de la reacción en cadena permiten aprovechar así la cantidad de energía que se libera en la fisión del Uranio.

Impacto de la energía atómica

Hoy en día se habla de la importancia de buscar nuevas fuentes de energía para sustituir la dependencia de los combustibles derivados del petróleo. Y esa búsqueda ha dado buenos resultados con la energía atómica. Los países desarrollados han construido centrales nucleares en las cuales se obtiene energía eléctrica a partir de reacciones nucleares. De ese modo suplen la energía eléctrica de sus pueblos a un costo relativamente bajo. Sin embargo, a pesar de esta bondad de la energía nuclear, es importante destacar que esta forma de obtener energía produce sustancias toxicas radiactivas de desecho, que de no ser bien manejadas ponen a la humanidad al borde de una catástrofe. Por otra parte, si la energía nuclear se utiliza con fines no pacíficos, ponen al ser humano al borde de la extinción. Lo mismo podría ocurrir, si algún accidente ocurriera en un reactor. El daño causado tardaría muchos años en solventarse y los afectados serían pueblos enteros.

UNIDAD 5


Resumen

Conservación de la energía

El término «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo.

La energía mecánica es la combinación de las energías cinética y potencial.

La energía cinética la tienen los cuerpos en movimiento.

La energía que utilizamos proviene de diversas fuentes que pueden ser renovables o no renovables. Entre las fuentes renovables podemos mencionar el gas natural, el petróleo, el carbón y el uranio. Este último es la materia prima en las centrales nucleares. Las fuentes renovables son el sol, el viento y la leña, entre otras. Así como hay distintas fuentes, también hay diferentes tipos de energía, entre ellas se puede mencionar la energía térmica, luminosa, eléctrica, mecánica, química y nuclear.

La ley de conservación de la energía establece que la energía no se crea ni se destruye sino que solo se transforma. Debemos hacer uso adecuado de las fuentes de energía, para que podamos disponer de ellas por más tiempo.

Puede ser

RenobablesNo renobables

Térmica

Eléctrica

Mecánica

Química

Luminosa

NuclearGas natural

Sol

Viento

LeñaPetroleo

Carbon

Uranio

Ejemplos:

Ejemplos:

Ejemplos:

La energía

Aparecen en distintos tipos

Se obtiene de

Fuentes

La energía potencial es la asociada a la posición dentro de un campo de fuerzas y puede ser de dos tipos: la energía potencial gravitatoria y la energía potencial elástica o energía de deformación.

Otras formas de energía son la electricidad, el calor y la energía química, la energía luminosa y la energía nuclear.

UNIDAD 5


Autocomprobación

La energía que se produce por acción de los vientos es:a) química.b) eólica.c) térmica.d) potencial.

Hay energía geotérmica en:a) un resorte.b) una lámpara.c) el aceite.d) un ausoles.

La energía que consiste en un flujo de electrones en un conductor es:a) calóricab) hidráulicac) p. gravitatoriad) eléctrica

Es la energía total si se suma la energía cinética más la E. potencial:a) eléctrica.b) mecánica.c) atómica.d) luminosa.

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El 26 de abril de 1996, un accidente en un reactor nuclear en Chernobyl, Ucrania, ocasionó que pueblos

enteros quedaran expuestos a una venenosa nube radiactiva que causó un terrible daño a las comunidades vecinas. Toda la naturaleza quedó contaminada: el suelo, el agua y el aire. Después

de 23 años, las consecuencias siguen latentes en la zona: debido a la presencia de material radiactivo en el ambiente, se han disparado los casos de cáncer de tiroides sobre todo en los niños, a los cuales se les llama Generación Chernobyl, porque son los más

vulnerables desde el vientre materno.


Motivación

Lección 3Quinta Unidad

la edad de NueStro plaNeta

¿Cuál es la edad de nuestro planeta?

Vivimos en un planeta en el cual duramos poco tiempo. Millones de personas han existido y ya no están más. Dentro de cien años también nosotros seremos historia, pero la Tierra, el planeta, sigue siendo el mismo. Nos parece que las cosas que vemos siempre estuvieron allí, sin embargo, también el planeta he tenido cambios que le han dejado huellas a lo largo de los siglos. ¿Te has preguntado ¿cómo era el planeta en sus inicios?

¿Había vida desde el principio?

¿Qué fósiles son testigos de pasado de nuestro país?

Identificarás y describirás con argumentos válidos las pruebas y evidencias científicas en las que se ha basado la medición del tiempo geológico.

Interpretarás y construirás con destreza representaciones de la escala de tiempo geológico basada en eones, eras, períodos y épocas.


Indagarás, analizarás y describirás con objetividad la importancia de los hallazgos fósiles del río Tomayate en El Salvador.

La geología es la ciencia que estudia la composición, estructura y evolución de la Tierra a lo largo de los tiempos geológicos.

¿Cómo han hecho los geólogos para determinar, con un cierto grado de certeza, por ejemplo, que el Triásico en la Tierra abarcó desde hace 245 hasta hace 208 millones de años, más o menos, con un error de uno a tres por ciento?

Medición del tiempo geológico: períodos y eras

Estas fechas de la Tierra han se determinado por datación radiométrica. Cuando se forma una roca, algunos de sus elementos físicos, como el uranio, el torio o el potasio, suelen encapsularse en su interior en condiciones inestables. Con el correr del tiempo, estos elementos se deterioran, emiten radiactividad, y se convierten así en otra forma elemental. Por ejemplo, el uranio 238 se convierte en plomo 206, el torio 232 se convierte en plomo 208 y el potasio 40 se convierte en argón 40.

UNIDAD 5


Todas estas transiciones tienen un momento intermedio que se puede medir, es decir, el tiempo que tardan en deteriorarse la mitad de los elementos originales.

La escala que se acepta en la actualidad está dividida en tres grandes Etapas o marcas temporales llamadas eras. Las eras están subdivididas en Períodos y éstos a su vez en Épocas.

Las eras aceptadas actualmente son: Paleozoica, Mesozoica y Cenozoica.

Cada una de estas divisiones representa extinciones, desapariciones de grupos de organismos vivos característicos y apariciones de nuevos grupos de especies.

Unidades de tiempo de la escala de tiempo geológico

Eón Era Período Época

Cen

ozoi

coM

esoz

oico

Paleo

zoico

Fane

rozó

icoPr

oter

ozoi

coAr

caico

Hád

ico

Cuaternario

Terciario

Cretàcico 144

Jurásico 208 “Edad de los reptiles”

“Edad de los an�bios”

“Edad de los peces”

“Edad de los invertebrados”

Triásico 245

Holocelano 1.01

Pleistoceno 1.6

Plioceno 5.3Mioceno 23.7Oligoceno 36.6Eoceno 57.8Paleoceno 66.4

Desarrollo de plantas yanimales.

Desarrollo de los sereshumanos.

“Edad de los mamíferos”

Extinción de los dinosaurios y muchas otras especies.

Primeras plantas con�ores.Primeras aves.

Dinosaurios dominantes.

Extinción de trilobites,primeros reptiles, grandespantanos carboníferos,an�bios abundantes.

Primeros insectos fósiles,peces dominantes,primeras plantas terrestres.

Primeros peces, trilobitesdominantes, primerosorganismos con concha.

Primeros organismospluricelulares.

Primeros organismosunicelulares.

Edad de las rocasantiguas.

Edad de las rocasantiguas.

Pérmico 286

Carbonífero 320

Devónico 408

Silúrico 438

Ordovícico 505

Cámbrico 570

2500

3800

4600

UNIDAD 5


Microfósiles (visibles al microscopio óptico) Nanofósiles (visibles al microscopio electrónico) Macrofósiles o megafósiles (aquellos que vemos a simple vista)

Microfósil es un término descriptivo que se aplica al hablar de plantas o animales fosilizados cuyo tamaño es menor que aquel que puede llegar a ser analizado por el ojo humano.

Los cambios de Era representan extinciones masivas, a gran escala. Por ejemplo, se estima que en el último periodo de la era Paleozoica, llamado Pérmico, se perdieron cerca del 96% de las especies.

A finales del Cretácico, en la era Mesozoica, se extinguieron los dinosaurios y otros muchos tipos de seres vivos, terminando así el período y la era.

Estas extinciones masivas de especies u organismos no implican la desaparición de todas las especies (lo que habría significado que hubiese desaparecido la vida sobre el planeta), muchas de ellas permanecen en la actualidad a través de sus descendientes modificados.

Las especies desaparecidas se extinguen para ya no volver a aparecer y sólo conocemos ahora sus restos fósiles. Es importante explicar esto con un ejemplo: los dinosaurios pertenecen a un orden de la clase de los reptiles que se extinguió hace 65 millones de años.

Importancia de los fósiles

La ciencia que estudia los fosiles es la Paleontología. Los fósiles son importantes para la investigación de las edades de las rocas que muchas veces los contienen. A partir de eso se hace el cálculo de las épocas, eras y periodos al que pertenece algún espécimen animal o vegetal.

Se entiende por registro fósil el conjunto de fósiles existentes hasta este momento sin duda. Es una pequeña muestra de la vida en el planeta como un rompecabezas todavía no completo, pero para esto ha servido el modelo fósil.

Los fósiles por lo general sólo muestran las partes duras del animal o de la planta: el tronco de un árbol, el caparazón de un caracol o los huesos de un dinosaurio o un pez.

Desde un punto de vista práctico se distinguen:

UNIDAD 5


Las eras y los períodos: Las rocas más antiguas con presencia de fósiles conspicuos se han clasificado como pertenecientes al período cámbrico.

El concepto de Era se aplica a partir del Cámbrico, pues es en ese Período en el que aparece, en el registro fósil, una gran variedad de tipos de animales y plantas.

El inicio de ese periodo marca entonces el comienzo de la era Paleozoica.

Era paleozoica o paleozoico

Empezó hace 570 millones de años y terminó 325 millones de años después. La palabra paleozoico significa “vida antigua”. Se divide en los periodos siguientes:

Cámbrico

Se caracteriza por la profusión e importancia de los trilobites ya extintos. Aparecieron también otros tipos de animales invertebrados como los primeros moluscos.

Ordovícico

El periodo comenzó hace 505 millones de años y terminó hace 438 millones, o sea que se extendió por 67 millones de años. Se diversifican los moluscos, por ejemplo los gasterópodos (caracoles) y los corales y aparecen los primeros vertebrados, los peces ostracodermos.

Silúrico

Se inicia hace 438 millones de años y termina 30 millones de años después.

Aparecen las primeras plantas terrestres, las cuales habitan terrenos pantanosos y se reproducen por esporas. Las plantas ya existían, pero todas eran marinas, recién hacia fines de este periodo comienzan a invadir tierra firme.

Devónico

Tiene una duración aproximada de 43 millones de años, pues se extiende desde hace 408 hasta hace 360 millones de años.

Se caracteriza por la progresiva colonización de tierra firme por las plantas y la continua aparición de nuevos tipos. Los fósiles predominantes en esta época son los

de insectos sin alas, ammonoides, peces y varios tipos de artrópodos y moluscos. Al final aparecieron las primeras plantas con semilla.

Carbonífero

Este periodo empezó hace 360 millones de años y finalizó hace 286 millones. En él se desarrollan muchísimas plantas, principalmente en los pantanos, llamados “pantanos de carbón”. Aparece el polen en las primeras gimnospermas, hay muchos helechos sin semillas y helechos con semillas.

Aparecen los primeros insectos voladores (como las libélulas, algunas con alas de hasta 50 cm) y surgen los primeros vertebrados totalmente terrestres: los reptiles.

Pérmico

Es el último periodo de la era Paleozoica, que tiene una duración de 41 millones de años, empezando hace 286 millones. Se produce una diversificación de los moluscos, los reptiles, las coníferas, los ginkgofitos y las gimnospermas.

Hacia finales del Pérmico se suscitó una gran crisis biológica que produjo una extinción masiva que afectó a diversos grupos, tanto marinos como terrestres.

UNIDAD 5


La era Mesozoica o Mesozoico

Esta era, que surge después de la gran extinción, se extiende durante 180 millones de años, iniciándose hace 245 millones y finalizando hace 65 millones.

Es conocida como la era de los reptiles, pues se caracteriza por la diversificación y expansión de éstos, y, especialmente, por la aparición de los dinosaurios. En el reino de las plantas, las gimnospermas dominan la superficie continental del planeta.

Triásico

Es el primer periodo de la era mesozoica, comienza hace 245 millones de años y termina hace 208 millones

Durante su transcurso hay un gran desarrollo de los helechos. Inicialmente hay escasez de fauna tanto marina como terrestre, pero lentamente comienzan a expandirse algunos reptiles. Se han encontrado también corales fósiles de este periodo. Para finales del Triásico ya podemos encontrar a los primeros dinosaurios.

Jurásico

Comienza hace 208 millones de años y finaliza hace 144 millones.Las gimnospermas siguen siendo las plantas dominantes y tienen una gran expansión, en especial las coníferas. Aparecen los reptiles voladores y, hacia el final del periodo, las primeras aves, representadas por el Archaeopteryx, considerado un eslabón entre los reptiles y las aves.

Cretácico

Es el último periodo de la era mesozoica y tiene una duración de 79 millones de años, comenzando hace 144 millones y finalizando hace 65 millones.

En el Cretácico los grandes reptiles del Mesozoico llegan a su máximo desarrollo. En este periodo aparecen los cocodrilos, las víboras y las tortugas. Los mamíferos son de tamaño muy pequeño, lo que se atribuye a la presencia y dominio de los dinosaurios. Las plantas con flores son un grupo dominante. Al final del periodo se produjo una crisis biológica que provoca la rápida desaparición de los dinosaurios.

Tipos de fósiles

Los fósiles más antiguos conocidos son los estromatolitos, que consisten en rocas creadas por medio de la sedimentación de sustancias, como carbonato cálcico, por la actividad bacteriana. La formación ferrífera de Gunflint de Ontario, Canadá, que tiene una antigüedad aproximada de 1900 millones de años (Precámbrico inferior y medio) contiene abundantes microfósiles aceptados como restos microbianos. Los fósiles más comunes son restos de caracoles o huesos transformados en piedra. Muchos de ellos muestran todos los detalles originales del caracol o del hueso, incluso examinados al microscopio.

Los fósiles por lo general sólo muestran las partes duras del animal o planta: el tronco de un árbol, el caparazón de un caracol o los huesos de un dinosaurio o un pez. Algunos fósiles son más completos. Si una planta o animal queda enterrado en un tipo especial de lodo que no contenga oxígeno, algunas de las partes blandas también pueden llegar a conservarse como fósiles.

UNIDAD 5


Fósiles del río Tomayate

Tomayate es un sitio paleontológico ubicado a las orillas del río del mismo nombre en el Municipio de Apopa, departamento de San Salvador, El Salvador. El sitio ha producido abundante megafauna y sus fósiles pertenecen a la época del Pleistoceno.

Era Cenozoica, 65 m.a. a la actualidad aproximadamente de 1.8 a 0.01 m.a. este sitio paleontológico fue descubierto de manera accidental en el año 2000 por Teófilo Reyes Chavarría, quien al caminar a la orilla del río notó un objeto semi-enterrado

Un fósil viviente es un término informal usado para referirse a cualquier especie viviente que guarde un gran parecido con una especie conocida por fósiles (se podría decir que es como si el fósil hubiera “cobrado vida”).

Los braquiópodos son un ejemplo perfecto de “fósiles vivientes”. Por ejemplo, el pez llamado lingula es un braquiópodo fósil de hace unos 200 millones de años. Otro ejemplo es el celacanto. Fue una gran sorpresa encontrar este pez en las costas de África en 1938,

cuando se pensaba que llevaban 70 millones de años extinguido.

El registro fósil es el conjunto de fósiles existentes. Es una pequeña muestra de la vida del pasado distorsionada. No se trata, además, de una muestra al azar. Cualquier investigación paleontológica debe tener en cuenta estos aspectos, para comprender qué se puede obtener a través del uso de los fósiles y qué no.

parecido a un enorme diente. Don Teófilo reportó este hallazgo a las autoridades unos meses después y el objeto encontrado resultó ser un molar del proboscidio Cuvieronius conocido como mastodonte. En el año siguiente se inició una excavación a cargo del Museo de Historia Natural de El Salvador, la cual reveló no sólo varios restos de Cuvieronius, sino de varias otras especies vertebrados de proboscídeo.

Mandíbula del proboscídeo Cuvieronius encontrada en el Tomayate. El objeto que aparece en medio mide 20 cm.

UNIDAD 5


Características del sitio

En el Río Tomayate se han recuperado por lo menos 16 especies de vertebrados, entre las que se incluyen tortugas gigantes, megaterios, gliptodontes, toxodontes, caballos extintos, paleo-llamas y especialmente un gran número de restos óseos de proboscidios del género Cuvieronius. Cuvieronius es un proboscidio cuyos restos han sido encontrados desde el sur de EUA hasta los Andes bolivianos, y en muchas localidades centroamericanas. Cuvieronius es conocido popularmente como el mastodonte de los Andes. En el Tomayate también se ha obtenido abundante polen y madera fósil, los cuales aún se encuentran en estudio. Es notable la ausencia de restos de pequeños vertebrados, tan comunes en otros yacimientos pleistocénicos del continente.

Los vertebrados del Tomayate se encuentran en general en estado desarticulado o semi-desarticulado, lo que indica que los animales ya estaban muertos y habían permanecido algún tiempo expuestos a la intemperie antes de ser cubiertos por una espesa capa de sedimento. El sitio muestra evidencias de que el evento responsable por el soterramiento de esta gran camada de huesos fue súbito. El sedimento habría sido llevado por una tormenta tropical o un deslave de tierra.

Por medio de la correlación de sus especies con otras presentes en sitios de Norteamérica, se ha estimado una edad Pleistocena Temprana para el Río Tomayate (entre 0,5 y 1,8 millones de años de antigüedad). De esta manera, el Tomayate podría ser contemporáneo con la barranca del Sisimico, otra importante localidad paleontológica de El Salvador, ubicada en San Vicente donde también se han encontrado megaterios, toxodontes y proboscidios.

Importancia: El Tomayate sobresale entre la mayoría de yacimientos pleistocénicos centroamericanos por ser más antiguo y mucho más rico, por lo cual nos brinda información valiosa sobre el gran intercambio o puente faunístico americano, en el cual el istmo centroamericano jugó el papel principal.

Resumen

1. La Geología es la ciencia que estudia la composición, estructura y evolución de la Tierra a lo largo de los tiempos geológicos.

2. La escala para medir el tiempo geológico que se acepta en la actualidad está dividida en tres grandes etapas llamadas eras. Las eras están subdivididas en períodos y éstos a su vez en épocas. Las eras aceptadas actualmente son: Paleozoica, Mesozoica y Cenozoica.

3. La era Paleozoica empezó hace 570 millones de años y terminó 325 millones de años después. Sus periodos fuero: Cámbrico, Ordovícico, Silúrico, Devónico, Carbonífero y Pérmico.

4. La era Mesozoica fue la era de los grandes reptiles. 5. Un sitio que ha aportado muchos fósiles para la investigación en nuestro país es el río

Tomayate.

UNIDAD 5


Autocomprobación

Los fósiles visibles a través del microscopio electrónico son:a) nanofósiles.b) microfósiles.c) megafósiles.d) fósiles.

El río Tomayate pertenece al municipio de:a) Nejapa.b) Guazapa.c) Apopa.d) Ataco.

Un fósil grande observado en el río Tomayate es un:

a) gasterópodo.

b) triásico.

c) uranio.

d) megaterio.

Es la escala más grande del tiempo geológico:

a) Era

b) Periodo

c) Etapa

d) Eón

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42

En la vía que de San Salvador conduce a la frontera de El Poy, entre El Salvador y Honduras, está el río Tomayate, receptáculo desafortunado de aguas servidas de la zona. Es considerado el sitio paleontológico de vertebrados más rico de

Centroamérica y una de las mayores acumulaciones de proboscidios en América.

Eso constituye un aporte muy importante a la cultura regional y a las investigaciones sobre las especies del pasado, algunas ya extinguidas, otras que han

evolucionado.


Motivación


eStruCtura y forMaCióN de la tierra

Estructura de la geosfera

La Tierra, tiene forma esférica ligeramente achatada por los polos. En ella se pueden diferenciar tres capas concéntricas que desde el exterior hacia el interior son: corteza, manto y núcleo y a las cuales se les llaman capaz internas.

También están las capas externas más importantes de la Tierra: la atmósfera y la hidrósfera. La corteza es parte de la litosfera en la porción sólida de la Tierra o geosfera.

¿Te gustaría explicarte las causas e importancia de estas capas de la Tierra?.

Indagarás y representarás en forma creativa las capas que componen la Tierra: atmósfera, hidrósfera y la geósfera.

Describirás adecuadamente las funciones, composición y capas que forman la atmósfera.


Describirás con exactitud los diferentes cuerpos de agua y estados físicos de la hidrósfera, océanos, ríos, lagos, glaciares, agua subterránea.

Construirás con originalidad modelos físicos que representen las capas externas e internas de la Tierra.

Estructura de la Tierra La parte sólidad de la Tierra es la Litosfera o geosfera, la líquida es la hidrosfera y la gaseosa, la atmósfera.

Estructura de la geósfera o Litósfera En La Geosfera tiene forma esférica ligeramente achatada por los polos. En ella se pueden diferenciar tres capas concéntricas del exterior hacia el interior son: la corteza, el manto y el núcleo.

Corteza Es la capa más superficial de la Tierra. Las rocas que la forman están compuestas principalmente de oxígeno, silicio, aluminio y hierro. Se pueden distinguir dos tipos de corteza: la continental y la oceánica.

Manto Es la capa situada debajo de la corteza. Las rocas que la constituyen son ricas en oxígeno, magnesio, silicio y hierro. Se encuentra a temperaturas entre los 1500 y los 3000 grados centígrados.

Núcleo Ocupa el centro de la Tierra. Se compone fundamentalmente de hierro y níquel. Su temperatura es de unos 6000 grados centígrados

UNIDAD 5


Hidrosfera Es la capa de agua que cubre casi toda la superficie terrestre. Puedes distinguir aguas oceánicas y aguas continentales.

Atmósfera La atmósfera es la capa gaseosa que rodea a la Tierra. Se extiende hasta unos 10,000 km de altitud.

La atmósfera protege la vida de la Tierra absorbiendo en la capa de ozono la radiación solar ultravioleta, reduciendo las diferencias de temperatura entre el día y la noche.

Formación y características de la hidrósfera

La hidrósfera Es la capa discontinua de agua que recubre el 70% de la superficie del planeta y está formada por ríos, lagos, mares, las aguas que se encuentran en los mantos acuíferos, los hielos polares, la nieve de las montañas y el hielo de los glaciares.

UNIDAD 5


Las tres cuartas partes de la superficie de la Tierra están cubiertas por agua. El 98% del agua que existe en el planeta es agua salada que se encuentra concentrada en océanos, y sólo un 2% es agua dulce, la cual podemos encontrar en los lagos, aguas subterráneas y en los glaciares.

El agua es sumamente importante para la vida, de la mayoría de organismos vivos. Por ejemplo, el 75% del cuerpo del ser humano está constituido por agua.

En algunos seres acuáticos, como las medusas, el 99% de su organismo está formado por agua.

La hidrosfera está en continuo movimiento. A este movimiento se le conoce como ciclo hidrológico.

El ciclo hidrológico

En el planeta, el agua pasa de unos lugares a otros, por ejemplo, de la atmósfera cae en forma de lluvia a la tierra, a los lagos, y a los océanos. Un glacial expuesto al calor del sol se evapora y el agua vuelve a la atmosfera en forma de nubes. Cuando el vapor de agua en la atmósfera se encuentra con una masa de aire frío, se condensa y origina finísimas gotitas que componen las nubes.

Si la temperatura desciende más, se forman gotas de agua de mayor tamaño, y por su peso se precipitan o caen en forma de lluvia, granizo o nieve, según las condiciones de la atmósfera. El agua, al caer, puede evaporarse inmediatamente o ser aprovechada por los seres vivos, por el suelo, o ir hacia los ríos y océanos.

Cuando el agua cae en el suelo puede filtrarse, es decir, penetrar en la tierra y originar ríos y pozos subterráneos. Pero para que eso suceda, el suelo tiene que ser poroso. El agua que no se filtra se escurre a través de riachuelos y quebradas que la conducen a los lagos, a los ríos, y estos últimos al mar, de donde se evapora de nuevo y es así como vuelve a comenzar el ciclo del agua.

Disponibilidad del agua

El ciclo del agua es un proceso que se desarrolla en todo el planeta, pero su distribución natural no es igual en todos los lugares. Hay zonas en donde abunda el agua, pero hay otras en las que escasea, como en las zonas desérticas.

En nuestro país tenemos una época lluviosa entre los meses de mayo a octubre.

Al año se ha estimado que caen unos 1800 milímetros de lluvia. Es decir, hay abundancia de agua pero a pesar de ello, la deforestación y destrucción de los bosques y zonas verdes para construir carreteras y centros comerciales impide que el agua lluvia se infiltre a los mantos acuíferos subterráneos debido al pavimento, provocando que estos bajen de nivel y haya escasez de agua para el consumo humano, usos industriales y agropecuarios. A eso se suman los desastres naturales, como las inundaciones que sufre la capital por la insuficiencia de quebradas naturales por las que antes escurría en el invierno.

UNIDAD 5


Capas de la atmósfera La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve y protege a la Tierra de los rayos ultraviolestas provenientes del Sol se divide en varias capas separadas por variaciones térmicas o de calor. Estas son:

Troposfera Es la capa más baja y agitada de la atmósfera. Alcanza una altura aproximada de 12 a 15 kilómetros. En ella se originan las corrientes de aire, las variaciones de temperatura, las nubes, las lluvias y las tormentas eléctricas.

Estratosfera Se encuentra arriba de la troposfera y está constituida por capas de aire con poco movimiento. Casi siempre el aire está en perfecta calma.

La estratosfera tiene un espesor de 50 km. Es en esta capa donde se encuentra la mayor concentración de ozono, gas que nos protege contra los rayos ultravioleta, causantes del cáncer en la piel y cataratas en los ojos. Lamentablemente, la capa de ozono está desapareciendo debido al uso de productos químicos llamados clorofluorocarbonados (CFC’s) provenientes de aerosoles y desechos industriales gaseosos.

UNIDAD 5


Mesosfera Se extiende desde la estratosfera hasta unos 80 ó 90 km de altura.

Biosfera La biosfera es una capa discontinua formada por el conjunto de todos los seres vivos que habitan sobre la Tierra y el medio físico en el que desarrollan su vida. Se extiende desde la parte superior de la troposfera, donde podemos encontrar microorganismos, hasta las mayores profundidades de los océanos.

La atmósfera terrestre es la capa gaseosa que rodea a la Tierra. Está compuesta por oxígeno (20,946%) y nitrógeno (78,084%), con pequeñas cantidades de argón (0,93%), dióxido de carbono (variable, pero alrededor de 0,033% ó 330 ppm), vapor de agua (aprox. 1%), neón (18,2 ppm), helio (5,24 ppm), kriptón (1,14 ppm), hidrógeno (5 ppm) y ozono (11,6 ppm). ppm = partes por millón ( unidades de concentración)

La atmósfera protege la vida de la Tierra absorbiendo en la capa de ozono parte de la radiación solar ultravioleta, reduciendo las diferencias de temperatura entre el día y la noche, y actuando como escudo protector contra los meteoritos. El 75% de la atmósfera se encuentra en los primeros 11 km de altura desde la superficie planetaria.

La troposfera, que abarca hasta un límite superior llamado tropopausa que se encuentra a los 9 Km en los polos y los 18 km en el ecuador. En ella se producen importantes movimientos verticales y horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua, por su cercanía a la hidrósfera. Por todo esto es la zona de las nubes y los fenómenos climáticos: lluvias, vientos, cambios de temperatura, etc. Es la capa de más interés para la ecología. En la troposfera la temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su límite superior.

UNIDAD 5


La estratosfera comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un límite superior llamado estratopausa que se sitúa a los 50 kilómetros de altitud. En esta capa la temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa.

Casi no hay movimiento en dirección vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/hora, lo que facilita que cualquier sustancia que llega a la estratósfera se difunda por todo el globo con rapidez, que es lo que sucede con los CFC que destruyen el ozono.

En esta parte (la estratosfera) la atmosfera, entre los 30 y los 50 kilómetros, se encuentra el ozono que tan importante papel cumple en la absorción de las dañinas radiaciones de onda corta ( rayos ultra violeta).

La ionosfera y la magnetosfera se encuentran a partir de la estratopausa. En ellas el aire está tan enrarecido que la densidad es muy baja. Son los lugares en donde se producen las auroras boreales y en donde se reflejan las ondas de radio, pero su funcionamiento afecta muy poco a los seres vivos.

La geósfera o geosfera corresponde a la porción sólida del planeta. Técnicamente, la geósfera sería la Tierra misma (sin considerar la hidrosfera ni la atmósfera). De modo práctico y sencillo, diremos que la geósfera está formada por tres grandes zonas diferentes:

Corteza terrestre, Manto terrestre Núcleo terrestre.

Corteza terrestre

Es la parte más superficial de la Tierra. Las rocas que la forman están compuestas principalmente de oxígeno, silicio, aluminio y hierro. Se pueden distinguir dos tipos de corteza:

La corteza continental: Tiene un espesor de unos setenta kilómetros aproximadamente y su roca más abundante es el granito.

La corteza oceánica: Tiene un espesor de unos diez kilómetros aproximadamente y su roca más abundante es el basalto.

UNIDAD 5


El mantoEs la capa que está situada debajo de la corteza. Las rocas que la constituyen son ricas en oxígeno, magnesio, sicilio y hierro. Se encuentra a temperaturas situadas entre los mil quinientos y los tres mil grados centígrados.

Núcleo Ocupa el centro de la tierra. Las rocas que lo constituyen fundamentalmente son de hierro y níquel. Sus temperaturas son aproximadamene de unos seis mil grados centígrados.

Está claro que el interior terrestre está formado por varias capas, y en esto coinciden todos los modelos. Pero las investigaciones sobre el interior de la Tierra se han centrado en dos aspectos:

1. El modelo estático. La composición de materiales que forman distintas capas del planeta.

2. El modelo dinámico. En el comportamiento mecánico de dichos materiales (su elasticidad, plasticidad, el estado físico). Por eso se distinguen dos tipos de modelos que presentan diferentes capas aunque coinciden en muchos puntos:

a) ¿Cuál es la función de la capa de ozono?b) ¿Qué son los rayos ultravioleta ?c) ¿Qué compuestos son clorofluorocarbonados? ¿Por qué

son dañinos para la salud?

Actividad 1

Resumen

atmósferahidrósfera

litósferacortezamantonúcleo

capas externas

capas internas

UNIDAD 5


Autocomprobación

La capa donde se concentra la mayor cantidad de materia de la Tierra es la:

a) atmósfera. b) hidrósfera. c) geósfera. d) tropósfera.

La parte más superficial de la Tierra es:a) el manto.b) la corteza.c) el núcleo.d) la tropósfera.

Contiene a la capa de ozono y absorbe, en parte, la radiación ultravioleta:a) hidrósferab) atmósferac) geósferad) tropósfera

La capa de agua que cubre casi toda la superficie de la Tierra es la:

a) hidrosfera.

b) atmósfera.

c) geosfera.

d) troposfera.

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42

La tectónica de placas es la teoría que explica que la superficie terrestre está formada por fragmentos

llamados placas tectónicas que flotan y se desplazan continuamente. En este movimiento producido por

la energía interna de la Tierra, las placas tectónicas chocan en algunos puntos y se separan en otros.

Como es un movimiento lento, no puedes notarlo, por lo que es necesario utilizar instrumentos de medidas muy sensibles y precisos. Las fronteras o las uniones entre estas placas son zonas con actividad tectónica intensa,

en donde tienden a producirse sismos y erupciones volcánicas, tal como sucede en El Salvador.


Motivación


el iMpreSioNaNte SiSteMa Solar

Uno de los acontecimientos más espectaculares del siglo fue la llegada del hombre a la Luna. El 20 de julio de 1969, Neil Armstrong fue la persona por primera vez un pie en la superficie lunar. Este fue un gran paso para el desarrollo de la conquista del espacio. En la fotografía está otro compañero de Armstrong, él es Aldrin. Para realizar esta hazaña fue necesario tener un conocimiento básico sobre cómo funciona el Universo. Ya antes los rusos habían puesto en órbita la Spunik un sátelite que daba una órbita alrededor de la Tierra. Entre los EEUU y la ex Unión Soviética se inició la carrera espacial y la conquista del espacio.

Explicarás con interés y seguridad el origen del Sistema Solar y del planeta Tierra en el marco de la teoría del Big Bang.

Analizarás y explicarás el funcionamiento del Sistema Solar, valorando los aportes de Newton.


Indagarás, representarás y describirás con creatividad los componentes del Sistema Solar.

Describirás y ubicarás con exactitud los satélites naturales de los planetas del Sistema Solar.

Formación del Sistema Solar

Antes de que existiera la Tierra, hace más de 4.500.000 millones de años, todo lo que después sería el Sistema Solar era una inmensa nube de gas y polvo.

La mayor parte de esta nube se condensó en el centro dando lugar a un cuerpo de gran tamaño. Debido a su masa, los primitivos átomos de hidrógeno se fusionan dando lugar a otros elementos como el helio y liberando una enorme cantidad de energía radiante (luz, calor...). Este astro es el Sol.

Exploración del Sistema Solar

UNIDAD 5


La Tierra era en principio una gran masa semilíquida (magma) debido a la alta temperatura, por lo que se produjo una separación de los distintos materiales que la formaban.

Los más pesados se depositaron en el centro (núcleo). Sobre estos, otros menos pesados y por último los que se encontraban en estado gaseoso, que son los más ligeros.

Poco a poco la temperatura de la Tierra comenzó a descender. La parte exterior lo hizo rápidamente.

Algunos gases como el vapor de agua, se condensaron produciendo enormes lluvias que ayudaron a enfriarse más rápidamente el magma. Así se formó una costra de magma sólido (corteza) que quedó prácticamente cubierta por el agua (hidrosfera). Esta corteza se resquebrajó dando lugar a una serie de trozos que aún flotan sobre el magma (placas tectónicas).

El Universo

¿Has visto últimamente una noche con un hermoso cielo estrellado? ¿Has tratado alguna vez de contar las estrellas que hay? Si lo has hecho, seguramente has quedado sorprendido por la cantidad de estrellas que hay en el cielo.

Y eso que sólo podemos observar una pequeñísima parte del vasto universo.

Desde el inicio de la humanidad, el ser humano ha levantado los ojos al cielo y se ha formulado múltiples preguntas en varios intentos por explicar el origen y el funcionamiento del Universo.

Concepciones antiguas y modernas

Desde las primeras civilizaciones humanas, el Sol, la Luna y las estrellas han sido objeto de curiosidad, reverencia y estudio.

La necesidad de establecer con precisión las épocas adecuadas para sembrar y recoger las cosechas y para las celebraciones, así como de orientarse en las largas travesías comerciales o en los viajes, hizo que los astrónomos de la antigüedad fijaran su vista en el cielo y rastrearan el movimiento de los astros.

Es así como nace la astronomía, la ciencia que se ocupa del estudio de los cuerpos celestes del universo.

Algunas de las civilizaciones que sobresalieron por sus logros en el estudio de los astros, fueron los egipcios, incas, mayas y aztecas.

Estas culturas adoraban al Sol como uno de sus dioses principales, por lo que la astronomía estaba en estrecha relación con la religión. Por ejemplo, el calendario solar maya, basado en el movimiento del Sol, es mucho más exacto que el que utilizamos actualmente.

UNIDAD 5


Planetas, satélites, cometas y asteroides

Los Planetas

Desde la redefinición de planeta de 2006 llevada a cabo por la Unión Astronómica Internacional, el término clásico asteroide no desaparece, pero se ve englobado dentro de los denominados cuerpos menores del Sistema Solar (excepto Ceres, que se considera planeta enano), junto con los cometas, la mayoría de los objetos transneptunianos y cualquier otro sólido que orbite en torno al Sol y sea más pequeño que un planeta enano.

Planeta es, según la definición adoptada por la Unión Astronómica Internacional el 24 de agosto de 2006, un cuerpo celeste que:

1. Orbita alrededor del Sol.

2. Tiene suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuma una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica).

3. Ha limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales.

El nombre de los planetas del Sistema Solar procede de la mitología griega y romana. Así, según la mitología:

Mercurio: mensajero de los dioses.

Venus: diosa del amor y de la belleza.

La Tierra: madre de todos los dioses.

Marte: dios de la guerra.

Júpiter: dios supremo y creador del universo.

Saturno: dios titán, padre de Júpiter.

Urano: dios del cielo.

Neptuno: dios del mar.

a) Dibuja en tu cuaderno el Sistema Solar.

Actividad 1

UNIDAD 5


En diferentes culturas los días de la semana provienen de los nombres de los dioses asociados con cada uno de estos astros. Lunes por la Luna, Martes por Marte, Miércoles por Mercurio, Jueves por Júpiter, Viernes por Venus, Sábado por Saturno y Domingo por el Sol (die domini en latín). Los satélites mayores de los diferentes planetas reciben su nombre de personajes mitológicos, excepto los satélites de Urano, cuyos nombres conmemoran personajes de obras de William Shakespeare. Otros cuerpos menores del Sistema Solar reciben su nombre de diversas fuentes: mitológicas (Plutón Sedna, Eris, Varuna o Ceres), de sus descubridores (cometas como el Halley) o de códigos alfanuméricos relacionados con su descubrimiento.

Satélites

Comparación de la Tierra con las lunas de cada planeta del Sistema Solar

Se denomina satélite natural a cualquier objeto que orbita alrededor de un planeta. Generalmente el satélite es mucho más pequeño y acompaña al planeta en su evolución alrededor de la estrella que orbite (si orbita alguna).

En el caso de la Luna de la Tierra, tiene una masa tan similar a la masa de la Tierra que podría considerarse como un sistema de dos planetas que orbitan juntos (sistema binario de planetas). Tal es el caso de Plutón y su satélite Caronte. Si dos objetos poseen masas similares, se suele hablar de sistema binario en lugar de un objeto primario y un satélite. El criterio habitual para considerar un objeto como satélite es que el centro de masas del sistema formado por los dos objetos esté dentro del objeto primario. El punto más elevado de la órbita del satélite se conoce como apoápside.

UNIDAD 5


Por extensión se llama lunas a los satélites de otros planetas. Se dice los cuatro satélites de Júpiter, pero también, las cuatro lunas de Júpiter. También por extensión se llama satélite natural o luna a cualquier cuerpo natural que gira alrededor de un cuerpo celeste, aunque no sea un planeta, como es el caso de la luna asteroidal Dactyl girando alrededor del asteroide Ida .

En los planetas y planetas enanos del Sistema Solar se conocen 170 satélites, distribuidos así:

Tierra 1. La Luna

La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Es el astro más cercano y el mejor conocido. La distancia media entre el centro de la Tierra y la Luna es de 384.400 km. Su diámetro (3.476 km) es de menos de un tercio del terrestre, su superficie es una catorceava parte (37.700.000 km2), y su volumen alrededor de una cincuentava parte (21.860.000.000 km3).

Marte 2. Deimos y Fobos

Luna baja en el cielo; el color rojo es causado por la atmósfera terrestre. En los eclipses de Luna, ésta toma un color parecido y se debe a una extraordinaria casualidad. El Sol es 400 veces más grande pero también está 400 veces más lejos, de modo que ambos abarcan aproximadamente el mismo ángulo sólido para un observador situado en la Tierra.

La Luna en un eclipse lunar puede contener hasta tres veces su diámetro dentro del cono de sombra causado por la Tierra. Por el contrario en un eclipse solar la Luna apenas tapa al Sol (eclipse total) y en determinadas parte de su órbita, cuando está más distante, no llega a ocultarlo del todo, dejando una franja anular (eclipse anular). La complejidad del movimiento lunar dificulta el cálculo de los eclipses y se tiene que tener presente la periodicidad con que éstos se producen.

UNIDAD 5


Cometas

Los cometas (del latín cometa y el griego kometes, “cabellera”) son cuerpos celestes constituidos por hielo y rocas que giran en torno al Sol siguiendo órbitas muy elípticas. Los cometas, junto con los asteroides, planetas y satélites, forman parte del Sistema Solar. La mayoría de estos cuerpos celestes describen órbitas elípticas de gran excentricidad, lo que produce su acercamiento al Sol con un período considerable. A diferencia de los asteroides, los cometas son cuerpos sólidos compuestos de materiales que se subliman en las cercanías del Sol. A gran distancia (a partir de varias unidades astronómicas (UA) desarrollan una atmósfera que envuelve al núcleo, llamada coma. Esta coma está formada por gas y polvo. Conforme el cometa se acerca al Sol, el viento solar azota la coma y se genera la cola o cabellera característica. La cola está formada por polvo y el gas de la coma ionizado.

Fue después del invento del telescopio por Galileo que los astrónomos comenzaron a estudiar a los cometas con más detalle, advirtiendo entonces que la mayoría de estos tienen apariciones periódicas. Edmund Halley fue el primero en darse cuenta de esto y en 1705 pronosticó la aparición del cometa Halley en 1758, para cual calculó que tenía un periodo de 76 años. Sin embargo, murió antes de comprobar su predicción. Debido a su pequeño tamaño y órbita muy alargada, solo es posible ver los cometas cuando están cerca del Sol y por un periodo corto de tiempo.

Los cometas son generalmente descubiertos visual o fotográficamente usando telescopios de campo ancho u otros medios de magnificación óptica, tales como los binoculares. Sin embargo, aun sin acceso a un equipo óptico, es posible descubrir un cometa rasante solar en línea con una computadora y una conexión a Internet. En los años recientes, el Observatorio Rasante Virtual de David (David J. Evans) (DVSO) le ha permitido a muchos astrónomos aficionados de todo el mundo, descubrir nuevos cometas en línea (frecuentemente en tiempo real) usando las últimas imágenes del Telescopio Espacial SOHO

Algunos de los cometas más famosos (por orden alfabético):

Gran cometa de 1811 Cometa de 1843 Cometa de 1882 Cometa 3D/Biela: a finales del siglo XIX se partió en dos, y más tarde en fragmentos minúsculos, dando lugar a una lluvia de estrellas, con lo que despareció para siempre.Cometa Coggia: obtuvo mucha fama debido a su extraordinaria belleza. Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, destino de la sonda espacial europea Rosetta Cometa 2P/Encke Cometa Hale-Bopp Cometa 1P/Halley: describe su órbita cada 76 años. En 1910 su aproximación a la Tierra conllevó que su cola rozara con las capas superiores de la atmósfera.

Asteroides

Otras pequeñas porciones de esta nube de asteroides se condensaron formando miles de millones de pequeños cuerpos sólidos que giraban alrededor del Sol siguiendo órbitas que se entrecruzaban. Debido a la atracción gravitatoria chocaban entre sí

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quedando unidos en muchos casos, haciéndose cada vez más grandes, y debido a la energía producida en el choque, se alcanzaba una temperatura capaz de mantener los materiales fundidos. Al ir decreciendo el número de estos pequeños cuerpos, los choques disminuyeron, quedando grandes cuerpos girando alrededor del Sol. Estos son los planetas del Sistema Solar, y entre ellos la Tierra.

Imagen tomada por la sonda Galileo el 28 de agosto de 1993, donde se ve el asteroide (243) Ida y su satélite Dactyl.

Un asteroide es un cuerpo rocoso, carbonáceo o metálico más pequeño que un planeta y que gira alrededor del Sol en una órbita interior a la de Neptuno. Desde la Tierra tienen aspecto de estrellas de ahí el nombre de asteroides que en griego significa de figura de estrella). Los asteroides también se llaman planetoides o planetas menores, denominaciones que son más adecuadas a lo que, en realidad, son. La mayoría de los asteroides que se hallan en nuestro Sistema Solar poseen órbitas semi-estables entre Marte y Júpiter, pero algunos son desviados a órbitas que cruzan las de los planetas mayores

El 1 de enero de 1801 el astrónomo siciliano Giuseppe Piazzi descubrió el asteroide o planeta menor (1) Ceres, mientras trabajaba en un catálogo de estrellas. Este planeta menor fue denominado Ceres Ferdinandea en honor del entonces rey de las Dos Sicilias, Fernando I.

Al descubrimiento de Piatzi le siguieron otros parecidos, pero de objetos más pequeños. Hoy se estima que existen cerca de dos millones de asteroides con un

Resumen

Una inmensa nube de gas y polvo cósmico es el origen de nuestro sistema solar.

La fusión de átomos de Hidrógeno en Helio fue la causa de la liberación de la enorme cantidad de energía en el Sol, hasta nuestros días.

El nombre de los planetas del Sistema Solar procede de la mitología griega y romana, por ejemplo: Mercurio era el mensajero de los dioses

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Autocomprobación

En la formación del Sistema Solar, los elementos químicos primitivos eran:

a) oro y plata. b) helio e hidrógeno. c) cloro y bromo. d) níquel y zinc.

Un objeto que orbita alrededor de un planeta es:a) Mercurio.b) El Sol.c) un asteroide.d) satélite natural.

Es el cometa que se observó en 1910 y describe su órbita cada 76 años:

a) Halley.

b) Coggia.

c) Humason.

d) 3D/Biela.

Un cuerpo celeste con suficiente masa que orbita alrededor del Sol es un:

a) cometa.

b) asteroide.

c) planeta.

d) satélite.

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En el universo hay miles de millones de galaxias situadas a enormes distancias unas de las otras. Las

distancias que las separan son tan grandes que se tuvo que crear una nueva unidad de medida para calcular su longitud: el año luz. En astronomía un año luz equivale a 9.46 billones de km, igual a la distancia que recorre

la luz en un año.

No se conoce con exactitud cual es la forma y el tamaño del universo; si éste es finito o infinito, si es abierto o cerrado. Lo que sí se conoce, con un poco

de amplitud y en todas las latitudes y esferas del conocimiento, son los elementos que lo componen:

las galaxias.

UNO EN MILES DE MILLONES

1) b.


Actividad integradora

El universo y la energía

1. Consistirá en representar imágenes o un dibujo grande de la Vía Láctea y de ahí extraer el Sistema Solar como si de un pastel partido en varios sectores extranjeras solamente uno. Lo separas, pero sigue siendo parte de un todo, por poner un ejemplo.

2. Para estudiar el Sistema Solar por separado, según las dimensiones de los planetas y algunos satélites descritos en el texto.

3. Con una pelota grande formarás el planeta Tierra. Le harás un recorte, forrarás esa parte y con papeles de colores diferenciarás las capas internas de la esfera terrestre.

4. Ubicas el globo terrestre seccionado en un lugar que te permita hacer una ilustración de las capas externas ( litósfera, hidrósfera y atmósfera. Puedes escribir el nombre de todas las capas en pequeñas tiras de papel todas iguales.

5. Como el centro de tu Sistema Solar es el Sol, ahí escribirás la palabra energía solar, la fuente de todos los tipos de energía.

6. En papel más grande escribe el principio de la conservación de la masa y la energía, con letra clara que sea legible; además, que tú lo puedas explicar.

7. Estos materiales los tendrás preparados para la exposición final que es el proyecto de asignatura.


Recursos

Lección 1

Enciclopedia libre Wikipedia: Radiactividad

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiactividad Julio 2008

Faculdat de Química de Tarragona: Aplicaciones de la radioactividad

http://www.quimica.urv.es/~w3siiq/DALUMNES/01/siiq38/aplicaciones.htm

Lección 2

E renovable: Fusión nuclear http://erenovable.com/2006/06/01/fision-nuclear/ Junio 2006

Enciclopedia libre Wikipedia: Energía nuclear

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_nuclear 2004

Unicef: Desastre en Chernobyl http://www.unicef.org/spanish/health/ukraine_33604.html Abril 2006

Lección 3

Delgado Rodríguez, Héctor: La escala del tiempo

http://www.correodelmaestro.com/anteriores/1999/enero/5anteaula32.htm Enero 1999

Duiops.net: La medición del tiempo geológico http://www.duiops.net/dinos/mediciontie.html Enero 2004

I España: Las eras geológicas http://erasgeologicas.ues.iespana.es/

Lección 4

AstroMía: Estructura de la Tierra

http://www.astromia.com/solar/estructierra.htm 2008

Enciclopedia libre Wikipedia: Estructura interna de la Tierra http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_interna_de_la_Tierra 2007

Egger, Anne E.: La Estructura de la Tierra http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=69&l=s 2003

Lección 5

Enciclopedia libre Wikipedia: Sistema Solar Sistema Solar http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Solar

Calvin J., Hamilton El Sistema Solar http://www.solarviews.com/span/solarsys.htmSistema,1997

Educar.org: El Sistema Solar http://www.educar.org/SistemaSolar/, 2008

Foro Libre: Todo sobre el Sistema Solar http://www.todoelsistemasolar.com.ar/, 2008

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