lunes, 22 de octubre de 2007

A HISTORIA DA FÍSICA

Non cabe falar de ciencias fisico-quimicas nas primeiras civilizacións orientais, e tampouco no mundo grego, ata a aparición do pensamento filosófico dos pitagóricos; Platón e Aristóteles, cos que xurdiu a necesidade de comprender o mundo en términos racionais, as suas ideas físicas, propuxéronas mediante sistemas "a priori", e non mediante unha investigación esperimental.
No mundo helénico, Arquímides estudiou no século III a.C. diversas máquinas simples; como o torno, a palanca, o tornillo sen fin, etc, etc, e fundou a hidrostática. A sua obra foi continuada polos enxeñeiros alexandrinos(Filón, Ctesibio, Herón) e, tras o derrumbamento de imperio romano, polos árabes (Avicena). Sen embargo, e a pesar dos esforzos dalgúns precursores da ciencia experimental (R.Bacon, Occam), na Europa da Idade Media seguiu ensinándose a filosofía escolástica de raiz aristotélica e orientación anticientífica.


A FÍSICA NOS SÉCULOS XVI E XVII
No século XVI surxiron algunhas figuras importantes (Copérnico, Stevin, Cardano, Gilbert, Brahe), pero houbo que esperar ata principios do século XVII para que , con Galileo, se impuxese o empleo sistemático da verificación experimental e a formulación matemática das leis físicas. Galileo descubriu a lei da caída dos corpos e do péndulo, e pode ser considerado como o creador da mecánica. Sentou as bases da hidrodinámica e o seu estudo foi continuado polo seu discípulo Torricelli, inventor do barómetro, instrumento que uns anos máis tarde Pascal usou para determinar a presión atrmosférica. Pascal precisou asemesmo o concepto de presión no seo dun líquido e ununciou o teorema da transmisión das presións. Boyle formulou a lei da comprensión dos gases (lei de Boyle e Mariotte)
Na óptica, Descartes estableceu, o mesmo tempo ca Snell (1626), a lei da refración da luz, formulou unha teoría do arco iris e estudou os espellos esféricos e as lentes. Fermat enuciou o principio da óptica xeométrica que leva o seu nome, y Huygens, a quen tamén se deben importántes contribucións a mecánica (teorema das forzas vivas, lei do péndulo composto), descubriu a polarización da luz e, en oposición a Newton, para quen a luz é unha radiación corpuscular, propuso a teoría ondulatoria da luz. Hooke estudou as franxas coloreadas que se forman cando a luz atravesa unha lámina estreita; asemesmo, estableceu a proporcionalidade válida dentro de certos limites, entre o alargamento unitario que sufre unha barra sometida a tracción e a carga que soporta, polo que cabe consideralo como o fundador da elasticidade.
Pero a figura máxima da física do século XVII é Newton, quen formulou as leis fundamentais da mecánica e a lei da gravitación universal, e realizóu importantes contribucións a óptica (aberración cromática, dispersión da luz). Foi tamén , xunto con Leibniz, o fundador do cálculo diferencial.
A FÍSICA NO SÉCULO XVIII
Dende o punto de vista da historia da física, o século XVIII é ante todo o século do desarrollo da mecánica newtoniana e, de maneira concomicante, das técnicas matemáticas necesarias. Moitos dos grandes nomes da física deste século son tamén grandes nomes da historia das matemáticas.
Daniel Bernoulli, D' Alembert, Pitot, Venturi, Euler e Lagrange desenrolaron a hidrodinámica. D.Bernoulli, Euler e D' Alembert foron tamén os fundadores da teoría matemática das vibracións. Así mesmo, Euler estudiou o movemento de rotación dun sólido cun punto fixo, e D' Alimbert e Lagrange crearon a mecánica analítica, que constitue unha formulación distinta da mecánica newtoniana.
No campo da hidrostática e da hidrodinámica, Jurín enunciou as leis da capilaridade (1718), D. Bernoulli estableceu a ecuación do movemento dun fluido sen rozamento. O século VIII foi tamén o século no que se iniciou o estudo experimental dos fenómenos eléctricos e magnéticos, e se formularon as primeiras leis empíricas (Gray, Coulomb).
A FÍSICA NO SÉCULO XIX
O século XIX foi un gran século para a física. Nas primeiras décadas, Young e Fresnel estudaron os fenómenos de interferencia e defracción da luz, e o segundo formulou as leis que os rixen. Seguindo coa óptica, Gauss creou a teoría xeral dos sistemas centrados, Dirchhoff e Bunsen introduxeron a análise espectral (1885), Wollaston e Becquerel descubriron as radiacións ultravioleta, e Herschel, Fizeau e Rubens, o espectro infravermello. Fizeau e Foucault foron os primeiros en medir a velocidade da luz con métodos terrestres (1850). Foucault ideou tamén un célebre experimento no que conseguiu demostrar a rotación da Terra.
No campo da hidrostática, Young desenrolóu o punto de vista que asimila a superficie libre du líquido a unha membrana (1805), e Laplace (1805) e Gauss (1831) definiron a tensión superficial e estableceron as fórmulas fundamentáis. Poiseuille estudou a viscosidade nos líquidos (1849) e Dutrochet descubriu a ósmose (1827).
O século XIX tamén coñeceu o desenrolo da teoría do potencial newtoniano (Laplace, Poisson) e o da teoría da elasticidade (Poisson, Lamé, Navier, Beltrami), así como progresos na hidrodinámica (Stokes) e acústica (lord Rayleigh).
Sen embargo, por riba de todo, o século XIX é o século do desenrolo do electromagnetismo e a termodinámica. O desenrolo do electromagnetismo está ligado ós nomes de Volta, Laplace, Ampère, Oersted, Gauss, Arago, Joule, Kirchhoff, Biot, Savart, Ohm, Faraday, Lenz, Genry, Weber e quizais algún outro, nomes, moitos deles, asociados co dalgunha lei da electrostática, da electrocinética o do electromagnetismo, e/o co dalgunha unidade eléctrica ou magnética. O traballo experimental e teórico destos físicos permitiu a síntese levada a cabo por Maxwell, quen propuxo a teoría electromagnética da luz e compendiou en catro ecuacións toda a teoría do electromagnetismo (1873).
Polo que se refire a termodinámica, no 1824 Sadi Carnot formulou o segundo principio desta ciencia, principio que sería obxeto de novas formulacións por parte de lord Kelvin e de Clausius. Nun experiménto célebre, en 1843, Joule estableceu o equivalente mecánico da calor. Clausius, Mayer, Clapeyron e Duhem completaron os traballos de Carnot, e lord Delvin establaceu a escala absoluta das temperaturas. A mecánica estadística e a teoría cinética da calor debense esencialmente a Maxwell, Boltzmann e Gibbs. Boltzmann adelantouse ó seu tempo relacionando, a través da constante que hoxe leva o seu nome, a entropía dun sistema e a probabilidade do seu estado.

lunes, 15 de octubre de 2007

Nomenclaturas

Acéptanse 3 tipos de nomenclaturas para nomear compostos químicos inorgánicos:

· Nomenclatura sistemática: para nomear deste xeito úsanse prefixos numéricos excepto para indicar que o primeiro elemento da fórmula só aparece unha vez (mono) ou cando non pode haber confusión posible debido a que teña unha única valencia. En diante N.ss
Prefixos gregos Número
mono- 1
di- 2
tri- 3
tetra- 4
penta- 5
hexa- 6
hepta- 7
octa- 8
nona- (o eneá) 9
deca- 10


Nomenclatura stock: Neste caso, cando o elemento que forma o composto ten máis dunha valencia atómica, indícase en números romanos ao final e entre paréntese. Normalmente, a menos que se simplificou a fórmula, a valencia pode verse no subíndice do outro átomo (compostos binarios). En diante N.st

Nomenclatura tradicional: Aquí indícase a valencia do elemento que forma o composto cunha serie de prefixos e sufijos. En diante N.tr.
Cando só ten unha valencia úsase o sufijo -ico. Cando ten dúas valencias diferentes úsanse (de menor a maior valencia) -oso -ico Cando ten tres distintas úsanse (de menor a maior) hipo- -ouso -oso -ico E cando ten catro utilízanse (de menor a maior) hipo- -ouso -oso -ico per- -ico Exemplo: Mn2O7 Óxido permangánico Cando ten 5 utilízanse (de menor a maior) Hipo- -ouso -oso -ico per- -ico Hiper- -ico

Son compostos químicos inorgánicos binarios formados pola unión do osíxeno con outro elemento diferente aos gases nobres. Segundo se este elemento é metal ou non metal serán óxidos básicos ou óxidos acedos. O osíxeno sempre ten valencia -2. O seu grupo funcional é o ión oxigeno (Ou-2). os oxidos pódense nomear en calquera das nomenclaturas; se se utiliza a sistematica non se teñen en conta as valencias senón que se menciona o prefixo de acordo ao numero que posúa o oxigeno como subindice, se se utiliza a Stock o numero romano é igual á valencia do elemento, se se utiliza a comun o sufijo é de acuerso á valencia do elemento.

Óxidos metálicos

Son aqueles óxidos que se producen entre o osíxeno e un metal. Fórmula:M2Ox se a valencia do metal é par simplifícase. Cando un oxido basico reacciona coa auga (H2O) fórmase unha base ou hidroxido, Ex. CuO H2O = CU(OH)2. A nomenclatura stock é a máis frecuente. Na nomenclatura tradicional noméanse co sufijo -oso e -ico dependendo da menor ou maior valencia do metal que acompaña ao osíxeno

Exemplo Nomenc. sistem. Nomenc. stock Nomenc.tradic.

K2O óxido de dipotasio óxido de potasio óxido potásico
Fe2O3 trióxido de diferro óxido de ferro(III) óxido férrico
FeO monóxido de ferro óxido de ferro(II) óxido ferroso
SnO2 dióxido de estaño óxido de estaño (IV) óxido estánnico

Nalgúns óxidos chamados óxidos dobres (Fe3Ou4, Pb3Ou4), os átomos do elemento que forma o óxido teñen diferente valencia (FeIIFeIII2O4=Fe3Ou4).

Óxidos non metálicos

Son aqueles formados pola combinación do óxigeno cun non metal. Fórmula xeral:N2Ox (N é o non metal) se se pode simplifícase. Neste caso, a nomenclatura tradicional emprega a palabra anhídrido en lugar de óxido fóra dun par de óxidos de nitróxeno como se mostran máis adiante. A nomenclatura sistemática é a máis frecuente. Na nomenclatura tradicional noméanse cos seguintes sufijos e prefixos en orde de menor a maior valencia do non metal

· hipo- -oso
· -oso
· -ico
· per- -ico
Exemplo Nomenc. sistem. Nomenc. stock Nomenc. tradicional
F2O óxido de diflúor óxido de flúor anhídrido hipofluoroso (excepción da norma xeral da SO3 trióxido de xofre óxido de xofre(VI) anhídrido sulfúrico nomenclatura tradicional)
Cl2O7 heptaóxido de dicloro óxido de cloro(VII) anhídrido perclórico

Os óxidos de nitróxeno, do mesmo xeito que os óxidos do xofre son importantes pola súa participación na choiva aceda. Co termo óxido de nitróxeno faise alusión a calquera dos seguintes:

· Óxido nítrico ou Óxido de nitróxeno (II), de fórmula NO.
· Dióxido de nitróxeno, de fórmula NO2.
·
Óxido nitroso o Monóxido de dionitróxeno, de fórmula N2O.
·
Trióxido de dinitrógeno, de fórmula N2O3.
·
Tetraóxido de dinitrógeno, de fórmula N2O4.
·
Pentaóxido de dinitrógeno, de fórmula N2O5.

jueves, 4 de octubre de 2007

O por que dos Mentos e da Coca-Cola

O POR QUE DOS MENTOS E DA COCA-COLA
Trátase dun proceso físico, non químico, xa que non existe reacción química. A Cocacola está sobresaturada de dióxido de carbono (CO2), por iso cando abrimos a botella saen burbullas, porque a presión iguálase co exterior e o gas fuxe. As burbullas de gas están rodeadas todas elas de líquido e, a única maneira de liberalas, aumentalas ou unílas entre elas é rompendo a tensión superficial deste (axitando a botella). Isto é o que ocorre cando se lle engaden Mentos: a xelatina e a goma arábiga rompen a tensión superficial e liberan as burbullas. Como os Mentos ademáis son porosos, favorecen o proceso.

¿ Por que sae con tanta forza?
Porque o proceso prodúcese moi rápido, e o caudal do dióxido de carbono liberado, sumado a pequena superficie de escape, no caso da botella, fai que a velocidade de escape sexa enorme.
Ah, un consello, non o intedes na casa, non é moi bo para o corpo, dígovolo por esperiencia propia, eu o principio tamen pensei que eran parvadas, pero revolve o estómago. Aínda que bueno, sigo vivo... Así que, a ver que máis experimentos se me ocorren! Pero esta vez hei de probalos primeiro con Guille...

miércoles, 3 de octubre de 2007

Mentos e Coca-Cola

Xa fixemos o esperimento, en breve (cando sepamos como colgalo) porémolo no blog, xunto cun artigo sobre o tema.
BLOG DE FÍSICA




Elemento químico

O termo elemento químico fai referencia a unha clase de átomos, todos eles co mesmo número de protones no seu núcleo. Aínda que, por tradición, pódese definir elemento químico como aquela sustancia que non pode ser descomposta, mediante unha reacción química, noutras máis simples. É importante diferenciar a un «elemento químico» dunha sustancia simple. O ozono (Ou3) e o dioxígeno (Ou2) son dúas sustancias simples, cada unha delas con propiedades diferentes. E o elemento químico que forma estas dúas sustancias simples é o osíxeno (Ou). Outro exemplo é o do elemento químico carbono, que se presenta na natureza como grafito ou como diamante (estados alotrópicos). Coñécense máis de 118 elementos. Algúns se atoparon na natureza, formando parte de sustancias simples ou de compostos químicos. Outros foron creados artificialmente nos aceleradores de partículas ou en reactores atómicos. Estes últimos son inestables e só existen durante milésimas de segundo. Os elementos químicos atópanse clasificados na táboa periódica dos elementos. A continuación detállanse os elementos coñecidos, ordenados polo seu número atómico.
Táboa periódica dos elementos químicos



Composto químico

En química, un composto é unha sustancia formada pola unión de 2 ou máis elementos da táboa periódica, nunha razón fixa. Unha característica esencial é que ten unha fórmula química. Por exemplo, a auga é un composto formado por hidróxeno e osíxeno na razón de 2 a 1 (en número de átomos). En xeral, esta razón fixa é debida a unha propiedade intrínseca. Un composto está formado por moléculas ou iones con enlaces estables e non obedece a unha selección humana arbitraria. Por este motivo o bronce ou o chocolate son denominadas mesturas ou aliaxes pero non compostos. Os elementos dun composto non se poden dividir ou separar por procesos físicos (decantación, filtración, destilación, etcétera), senón só mediante procesos químicos. Os compostos divídense en tres grandes ramas:

- Binarios: Son aqueles que teñen 2 elementos; destacan o Ácido, Óxido anhídrido, Sae(NaCl), Peróxido, Hidruro.




- Terciarios: Son aqueles que teñen 3 elementos; destacan Orto, Meta, Piro.




- Cuaternarios: Son aqueles que teñen 4 elementos; nesta rama están comprendidos os radicais

Experimento