El passat 1 de febrer els alumnes de 2n d’ESO van visitar el Cosmocaixa i van participar en el taller “L’energia”. En aquest taller es descobreix, a través d’experiments, què és l’energia, quin n’és l’origen i quines són les transformacions que pot experimentar. És prou conegut que cal energia per fer qualsevol activitat, però d’on surt l’energia? Podem «fabricar-ne»? Què volem dir quan afirmem que es transforma? En el taller també van aprofundir en el coneixement de les energies renovables, així com en la comprensió que l’energia és un bé escàs que cal aprofitar.

En el primer experiment, el Sergi va comprovar com l’energia tèrmica es pot transformar en energia cinètica.

En un altre experiment l’Esteve va haver de pedalejar el més ràpid possible per comprovar com augmentava la temperatura de la roda per efecte del fregament. Aquí es podia veure com l’energia cinètica es transformava en energia tèrmica. A més, quan pedalejava s’encenia el llum de la bicicleta, per tant, l’energia cinètica també es podia transformar en energia lluminosa.

Altres experiments que vam realitzar:

L’Helena i la Raquel van veure com s’encenia un paper dins d’un tub. Fent una compressió ràpida  de l’aire contingut en el tub, s’aconseguia escalfar l’aire ràpidament. Cal dir que el paper que s’utilitza en aquest experiment és de nitrocel·lulosa.

La Melysa, la Carol i l’Aldrin van comprovar que l’objecte que tenia una forma diferent a una pilota, tenia més energia que la resta, ja que botava a una alçada major; això era a causa de l’energia potencial elàstica.

Aquí el David va comprovar el funcionament del pèdol.

En aquest experiment, l’Eira va fer encendre uns llumins gràcies a la llum projectada per  la làmpada. Gràcies a la forma parabòlica de la làmpada, la radiació emesa pel llum es concentrava i l’energia calorífica feia que s’encenguessin els llumins.

Amb la Laia vam observar com un braçalet canviava de color després d’exposar-lo a la llum ultraviolada.

També, amb la col·laboració de la Nerea, vam poder veure l´’us de les energies renovables (hidràulica, eòlica, solar) en la vida quotidiana: produir electricitat per a les cases.

Per últim, vam poder provar un prototip en miniatura d’un cotxe d’hidrogen. Per al seu funcionament s’utilitza l’energia elèctrica resultant de la reacció de d’electròlisi.

Si voleu saber més del taller en el següent enllaç podeu accedir al dossier:

Dossier del taller “Energia”

En aquesta unitat estudiarem els canvis físics i els canvis químics. Els canvis físics es caracteritzen perquè no modifiquen la naturalesa de la substància i en canvi, els canvis químics sí que modifiquen la naturalesa de les substàncies de manera que se’n formen de noves amb propietats diferents.

Per exemple, els canvis d’estat de l’aigua són exemples de canvis físics ja que tant el gel, com l’aigua líquida com el vapor són la mateixa molècula d’aigua i podem tornar a l’estat inicial fàcilment (canvis reversibles). També són exemples de canvis físics les mescles, les dissolucions i la separació de substàncies en mescles o dissolucions.

En canvi, en els canvis químics desapareixen unes substàncies i se’n creen altres de noves amb propietats molt diferents. Aquest procés s’anomena reacció química: una o més substàncies, anomenades reactius, es transformen en una o més substàncies amb propietats diferents, anomenades productes. Aquest procés és difícilment reversible.

ACTIVITAT
(Llegeix atentament l’enunciat!)
Digues si els processos següents corresponen a canvis físics o químics i explica quina transformació s’ha donat en cada cas:
a)    Una porta de ferro rovellada
b)    El desgel de les muntanyes a la primavera
c)    Posar sal i oli a l’aigua per cuinar
d)    Una foguera
e)    Aigua bullint

L’energia es pot transferir de diferents maneres, fent un treball o en forma de calor i radiació.
La calor representa la quantitat d’energia que un cos transfereix a un altre com a conseqüència d’una diferència de temperatura. Com més calent està un cos, més energia té. Aquest tipus d’energia que té un cos pel fet d’estar més calent s’anomena energia tèrmica.

Els canvis de temperatura d’un cos són una conseqüència d’una transferència d’energia tèrmica d’aquest cos a un altre cos. L’energia tèrmica que es transfereix s’anomena calor (Q).

Q = m • c • (Tf – Ti)

La quantitat de calor absorbida o cedida per un cos depèn de tres factors: la seva massa (m), la variació de temperatura que experimenta (Tf – Ti) i la capacitat calorífica específica (c) de la substància que forma el cos. La capacitat calorífica específica és una propietat característica de cada substància que depèn de la seva naturalesa.

La unitat de calor al SI és el joule (J). També es fa servir la caloria (cal).
1 J = 0,24 cal
1 cal = 4,17 J

Hi ha diferents maneres de transferència d’energia tèrmica:

CONDUCCIÓ
La conducció és la forma de transmissió de l’energia tèrmica en els sòlids. En aquest cas es transmet energia tèrmica però no matèria.
Els materials com l’or, la plata o el coure ( i els metalls en general) tenen conductivitats tèrmiques elevades i condueixen bé la calor, per això s’anomenen conductors. D’altra banda, materials com el vidre o l’amiant tenen conductivitats centenars i fins i tot milers de vegades menors i es coneixen com a aïllants.

CONVECCIÓ
La convecció és el procés on es transfereix energia tèrmica d’un punt a un altre d’un fluid (líquid o gas) pel moviment del propi fluid. En la convecció es trasmet energia tèrmica mitjançant el transport de matèria. En els líquids i els gasos, el fluid més calent i menys dens ascendeix, mentre que el fluid més fred i més dens descendeix.

RADIACIÓ
La radiació és el procés pel qual els cossos emeten energia que pot propagar-se pel buit.
En aquest cas, les substàncies que intercanvien l’energia tèrmica no han d’estar en contacte, sinó que poden estar separades per un buit. La radiació és un terme que s’aplica genèricament a tota classe de fenòmens relacionats amb les ones electromagnètiques.
Les superfícies opaques poden absorbir o reflectir la radiació incident. Generalment, les superfícies mats i rugoses absorbeixen més calor que les superfícies brillants i polides, i les superfícies brillants reflecteixen més energia radiant que les superfícies mats. A més, les substàncies que absorbeixen molta radiació també són bons emissors mentre que les que reflecteixen molta radiació i absorbeixen poc són mals emissors.

La temperatura és la propietat física de la matèria que mesura el grau de calor que té un cos. Així, podem dir que la temperatura és directament proporcional a la calor d’un cos, o el que és el mateix a la seva energia tèrmica.
La temperatura es pot mesurar en diferents escales: escala Celsius, Fahrenheit, Kelvin, entre d’altres. A continuació teniu les conversions entre aquestes escales:

ºC = K – 273
ºC = (F – 32) x 5/9

LA DILATACIÓ TÈRMICA
Si un cos rep energia tèrmica augmenta l’agitació de les partícules que el formen (àtoms, molècules o ions) i es poden produir també canvis en la matèria: dilatació, canvis de color (pensa en una barra de metall en escalfar-la), variació de la seva resistència a la conducció, etc.
En posar en contacte dues substàncies de diferents temperatures, l’agitació de les partícules d’una es transmet, mitjançant xocs, a les partícules de l’altra fins que s’igualen les seves velocitats. Les partícules de la substància més calenta són més ràpides i posseeixen més energia. En cada impacte cedeixen part de l’energia a les partícules més lentes amb les quals entren en contacte. Finalment les partícules de les dues substàncies aconsegueixen la mateixa velocitat mitjana i per tant la mateixa temperatura: s’aconsegueix l’equilibri tèrmic.

Avui els alumnes de 1r d’ESO han fet les pràctiques de separació de mescles. Aquesta vegada no hem anat al laboratori sinó que hem convertit l’aula en un taller de ciència.

Han pogut experimentaramb les tècniques que han estudiat a classe. Aquí teniu una mostra dels experiments que han fet!!!

IMANTACIÓ

Separació d’una mescla heterogènia de llimadures de ferro i sofre mitjançant un iman.

EVAPORACIÓ

Separació d’una solució aquosa de sal mitjançant l’evaporació.

DECANTACIÓ

Separació d’una emulsió d’oli i aigua mitjançant un embut de decantació.

CROMATOGRAFIA

Separació dels colorants de la tinta de bolígraf mitjançant la cromatografia en paper.

Les màquines simples s’utilitzen, normalment, per vèncer una força resistent o aixecar un pes en condicions més favorables. És a dir, realitzar un mateix treball amb una força aplicada menor. Aquest avantatge mecànic comporta haver d’aplicar la força seguint un recorregut (lineal o angular) més llarg. Alhora, cal augmentar la velocitat per mantenir la mateixa potència.

La màquina es dissenya per tal que les forces aplicades siguin les desitjades, d’acord amb la força resistent a vèncer o el pes de la càrrega.

En el següent esquema teniu exemples màquines simples que s’utilitzen per a fer més fàcil la vida quotidiana:

La palanca, una de les cinc grans màquines simples de l’Antiguitat, ha estat i continua sent un component bàsic en els nostres enginys mecànics, permetent-nos estalviar multitud d’esforç en tasques quotidianes. Les palanques ens permeten obtenir el que cridem un avantatge mecànic, bé sigui multiplicant la nostra força, ampliant la velocitat del moviment o augmentant la nostra precisió.

Però les palanques no estan només en els artefactes construïts per l’home, podem trobar-les en la naturalesa. I com no, no podien faltar en una de les màquines més perfectes que existeixen: el cos humà. De fet, gran part del moviment del nostre cos pot explicar-se a través del treball conjunt d’ossos, músculs i articulacions, que actuen com a simples palanques.

En el següent video podeu veure l’explicació del fonament de la politja, una de les màquines simples que estudiarem en aquesta unitat:

En el següent esquema podeu trobar l’explicació del per què utilitzem algunes màquines simples:

Per a més informació podeu consultar l’enllaç: http://www.edu365.cat/eso/muds/tecnologia/problemes/maquines_simples/msimples.htm

En aquesta unitat estudiarem l’aparell circulatori, tant la seva anatomia com la seva fisiologia, així com també les diferents alteracions o patologies relacionades amb aquest.

En aquest vídeo trobareu una explicació més detallada del funcionament del sistema circulatori

L’aparell circulatori s’encarrega de portar la sang per tot el cos. Està format pel cor i els vasos sanguinis (artèries, venes i capil·lars). La funció del cor és impulsar la sang pels vasos sanguinis.

http://www.youtube.com/watch?v=P5fR2pCzm3k&feature=player_embedded

No podem estudiar l’aparell circulatori sense estudiar la sang i la seva composició. La sang és un líquid vermellós que circula per l’interior dels vasos sanguinis que recorren tot el nostre organisme. En el nostre cos tenim cinc litres de sang. Algunes de les seves funcions són transportar substàncies per tot l’organisme i protegir el cos de malalties.

L’energia és una magnitud física present a qualsevol sistema físic i que es pot manifestar en forma de treball útil, de calor, de llum o altres maneres. Dit d’una altra manera, l’energia d’un cos es pot definir com la capacitat de realitzar un treball.
La unitat d’energia en el Sistema Internacional és el joule (J).

Treball
El treball és el producte de la força que s’aplica pel desplaçament produït en la direcció de la força. Es representa amb la lletra W i es mesura en Joules (J):

W = F • d

És molt important remarcar que només hi ha treball si amb la força aplicada es produeix un desplaçament en la mateixa direcció. És necessari que hi hagi desplaçament per fer treball.

Potència
La potència és una mesura de la rapidesa amb la que es realitza un treball. Es representa amb la lletra P i es mesura amb Watts (W):

P= W/t

Sovint la potència es mesura en Cavalls de Vapor, CV. L’equivalència entre un Watt i un CV és: 1 CV = 736 W

En un univers tancat l’energia no es crea ni es destrueix sinó que es transforma, malgrat això, l’energia útil disminueix a cada transformació, ja que inevitablement una part es dissipa en forma de calor.

Els éssers vius necessiten fer transformacions energètiques al seu cos per a poder viure. Els humans introduïm energia al cos humà per mitjà de l’alimentació i transformem aquesta energia química en energia cinètica (moviment), la utilitzem per dur a terme tots els processos metabòlics i de manteniment del cos i fins i tot la podem emmagatzemar com a energia potencial.

Quan respirem, intercanviem gasos entre el nostre cos i l’exterior. Per realitzar la nutrició, necessitem prendre oxigen de l’aire i eliminar el diòxid de carboni que es forma al nostre cos.
L’aparell respiratori és l’aparell encarregat de fer la respiració. L’aparell respiratori és l’aparell encarregat de fer la respiració. Està format per les vies respiratòries, els pulmons i el diafragma.

En aquesta unitat a més d’estudiar l’anatomia i la fisiologia de l’aparell respiratori, també estudiarem les malalties relacionades amb aquest. Les principals malalties són:

•    Insuficiència respiratòria. Disminució de la capacitat pulmonar per a intercanviar gasos. Pot ser causada pels dipòsits de quitrà del tabac sobre la superfície respiratòria, per asma, per infeccions, etc.
•    Asma bronquial. Contracció sobtada dels músculs bronquials generalment deguda a una reacció al•lèrgica. Provoca una sensació d’ofec molt desagradable.
•    Edema pulmonar. Infiltració d’un líquid serós que envaeix l’interior dels pulmons provocant insuficiència respiratòria.
•    Infart de pulmó. Dolor molt fort al pit provocat per embòlia pulmonar, és a dir per un coàgul que obstrueix un vas que aporta sang als teixits pulmonars.
•    Malalties infeccioses. Víriques. Les principals són refredat i grip. Bacterianes. Segons el tram afectat es diferencien les següents malalties: sinusitis, amigdalitis, faringitis, laringitis, bronquitis, pleuritis (pleures), pulmonia o pneumònia. A més cal citar la tuberculosi (infecció produïda pel bacil de Koch que dóna lloc a la formació de cavernes en els pulmons) i la tos ferina (tos convulsiva, afecta a lactants i nens petits).

Una alteració del sistema immune que afecta a l’aparell respiratori és l’al•lèrgia respiratòria. Una quarta part de la població catalana té algun tipus d’al•lèrgia respiratòria. Les causes més freqüents d’aquesta malaltia que afecta l’aparell respiratori són els àcars de la pols, el pol•len i el pèl dels animals domèstics.

Els alumnes de 3r han realitzat les pràctiques de laboratori, que consistien en la determinació de nutrients en aliments.

En la primera han determinat la presència de midó. El midó és un glúcid present a molts aliments d’origen vegetal, com les patates, llegums, cereals, etc. La presència de midó en aquests aliments es pot posar de manifest fàcilment, ja que en afegir un colorant anomenat lugol es tenyeix de color violeta fosc. Han realitzat l’experiment en aliments com la patata, farina, arròs, sucre, pernil i llet.

Encara que segons la Legislació Alimentària espanyola, els embotits no poden tenir en seu composició més que productes càrnics i conservants i colorants autoritzats, a vegades poden posar de manifest pràctiques fraudulentes que consisteixen en l’addició de fècules (midó). Per això, també han comprovat si en diferents mostres d’embotits: pernil cuit, xoriç i llonganissa es detecta la presència de midó.

La segona consistia en determinar la presència de glúcids senzills en sucre i mel. Els monosacàrids i alguns disacàrids són glúcids reductors, la presència dels quals es pot posar de manifest fàcilment mitjançant d’una reacció rèdox, portada a terme entre ells i el sulfat de coure (I). Les solucions d’aquesta sal tenen color blau. Després de la reacció amb el glúcid reductor, es forma òxid de coure (I) de color vermell. D’aquesta forma, el canvi de color indica que s’ha produït l’esmentada reacció i, per tant, que el glúcid és present.

La darrera pràctica consistia en determinar la presència de proteïnes en ou i en pernil cuit. Les proteïnes produeixen una coloració violeta característica amb el sulfat de coure (II) en medi bàsic.

Els alumnes de 1r han realitzat les pràctiques de laboratori ,que consistien en la preparació de solucions i mescles.

La primera pràctica consistia en calcular la concentració d’una dissolució i veure que la solubilitat depèn del tipus de solut i d’altres factors físics, com ara la temperatura. Aquests experiments els han realitzat en solucions aquoses de sal i sucre.

En la segona han preparat diverses mescles: suspensions (farina i aigua, xocolata i aigua) i emulsions (oli  i vinagre).