sábado, 22 de agosto de 2015

Bloque 3: Una Historia de Pasión y Química: El Amoníaco


BLOQUE 3:


UNA HISTORIA DE PASIÓN Y DE QUÍMICA:

EL AMONIACO


En este bloque estudiaremos el pensamiento científico a través de las ciencias químicas experimentales.

Temas a tratar:

Tema 12: El desarrollo de las ciencias y sus aplicaciones tecnológicas
Tema 13: Las demandas y necesidades sociales impulsan los descubrimientos científicos y las aplicaciones tecnológicas
Tema 14: El proceso científico en las ciencias químicas
Tema 15: Producción del amoniaco en el laboratorio utilizando el proceso de la estequiometría
Tema 16: Desarrollo de un informe con rigurosidad científica
Proyecto 3: Producción de amoniaco en el laboratorio del colegio

Preguntas Iniciales:
¿Qué es la estequiometria?
Es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactantes (o también conocidos como reactivos) y productos en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica. La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados.

¿En qué consiste el método científico?
1) El método científico es el conjunto de procedimientos lógicos que sigue la investigación para descubrir las relaciones internas y externas de los procesos de la realidad natural y social.

2) Llamamos método científico a la serie ordenada de procedimientos de que se hace uso en la investigación científica para obtener la extensión de nuestros conocimientos.
3) Se entiende por método científico al conjunto de procesos que el hombre debe emplear en la investigación y demostración de la verdad.

¿Cómo se realiza un informe científico?
OBSERVACIÓN O EXPERIMENTACIÓN
La observación consiste en un examen crítico y cuidadoso de los fenómenos, notando y analizando los diferentes factores y circunstancias que parecen influenciarlos.
La experimentación consiste en la observación del fenómeno bajo condiciones preparadas de antemano y cuidadosamente controladas. Sin la experimentación la Ciencia Moderna nunca habría alcanzado los avances que han ocurrido.
Los laboratorios son esenciales para el método.

ORGANIZACIÓN
Se refiere al análisis de los resultados cualitativos y cuantitativos obtenidos, compararlos entre ellos y con los resultados de observaciones anteriores, llegando a leyes que se expresan mediante fórmulas o en palabras.

HIPÓTESIS Y TEORÍA
En este paso se propone explicaciones tentativas o hipótesis, que deben ser probadas mediante experimentos. Si la experimentación repetida no las contradice pasan a ser teorías. Las teorías mismas sirven como guías para nuevos experimentos y constantemente están siendo sometidas a pruebas. En la teoría, se aplica razonamientos lógicos y deductivos al modelo.

VERIFICACIÓN Y PREDICCIÓN
El resultado final es la predicción de algunos fenómenos no observados todavía o la verificación de las relaciones entre varios procesosEl conocimiento que un físico o investigador adquiere por medios teóricos a su vez puede ser utilizado por otros científicos para realizar nuevos experimentos para comprobar el modelo mismo, o para determinar sus limitaciones o fallas. El físico teórico entonces revisa y modifica su modelo de modo que esté de acuerdo con la nueva información. En esta interrelación entre la experimentación y la teoría lo que permite a la ciencia progresar continuamente sobre una base sólida.





TEMA 12: EL DESARROLLO DE LAS CIENCIAS Y SUS APLICACIONES TECNOLÓGICAS

El desarrollo de la ciencia ha generado aplicaciones para el beneficio del hombre.

“Generalmente los términos “investigación científica” y “desarrollo tecnológico” suelen confundirse y pensar que significan lo mismo. Inventos novedosos como el automóvil, la televisión, el computador, etc., no son descubrimientos científicos, sino que son obra de un desarrollo tecnológico en el que se incluyen algunos descubrimientos científicos; por ejemplo, la televisión está constituida por muchos elementos semiconductores como transistores, tubos al vacío, microprocesadores, los cuales sí son descubrimientos científicos, pero que en todo su conjunto y funcionando uno junto al otro, más otro centenar de componentes dan como resultado el televisor.
Por lo anterior, podemos afirmar que, el mismo grupo de personas o científicos que desarrollan una teoría científica no son las mismas personas que desarrollan las infinitas aplicaciones tecnológicas que de ella se desprenden.
Incluso cuando un descubrimiento científico es divulgado (por ejemplo, la teoría de la relatividad), un ejército de científicos y profesionales de diversas ramas y empresas se lanzan a la tarea de diseñar experimentos prácticos para comprobar las predicciones de dicho descubrimiento. De esta manera, se crean diferentes aparatos que funcionan bajo esos principios.
Un descubrimiento científico no se patenta, aunque se divulga; a diferencia de un desarrollo o aplicación tecnológica que sí se patenta, pero no se divulga, a excepción a las de carácter social o no comercial.

Por las razones anteriormente expuestas, cada día aparecen nuevas aplicaciones tecnológicas con una rapidez que muchos de estos aparatos pasan de moda antes de llegar a las manos de todos los consumidores, a diferencia del lento avance de nuevos descubrimientos científicos, pues lastimosamente el apoyo a la investigación en la mayoría de los países es muy limitado, en contraste con los inmensos recursos que destinan las empresas e incluso algunos gobiernos para el desarrollo de nuevas aplicaciones o artefactos.”


TEMA 13: LAS DEMANDAS Y LAS NECESIDADES SOCIALES IMPULSAN LOS DESCUBRIMIENTOS CIENTIFICOS Y LAS APLICACIONES TECNOLÓGICAS
Historia de los Descubrimientos
Desde mediados del primer milenio hasta la Revolución Científica (siglo XV). Babilonia, Egipto, India y China.
Conocimientos empíricos sobre la naturaleza y la sociedad. Surgió la astronomía, matemática, ética y lógica.
En la Grecia Antigua se asimiló y transformó el sistema teórico.
La función de la ciencia fue la explicación de los fenómenos naturales y de todo el mundo.
Europa Occidental (1600 y 1700) se consolidó el pensamiento científico.
Toda la sociedad podría conocerse sobre los avances científicos.
A mediados del siglo XV comenzó la primera revolución científica.
Se iniciaron las ciencias naturales modernas.
En Europa la ciencia se convirtió en la base de la evolución científica.
Inició la Revolución Industrial.
En Gran Bretaña se produjo la Revolución Industrial (1760 y 1820)
Revolución Industrial: transformaciones económicas y sociales que originaron la industrialización.
(1800 a 1900) Grandes descubrimientos en la Química, Física y Biología
Descubre la conexión entre electricidad  y magnetismo. Teoría de la evolución biológica. Leyes de la Genética, Inventa la primera bombilla. Descubre la radiactividad y el electrón.
(1900 a 2000) Grandes descubrimientos en la Química, Física y Biología.
Teoría de la Relatividad. Teoría atómica. Bases para la teoría del Big Bang. Reacción  en cadena de fusión nuclear. Electrodinámica cuántica.
(2000) Avances más importantes en la Tecnología y Biología.
Proyecto Genoma Humano. Clonación. Terapia Génica. Redes Sociales.


DEBER

Realizar preguntas a partir del cuadro

¿Dónde y cuándo se consolidó el pensamiento científico?
En Europa Occidental entre los años 1600 y 1700.

¿Cuál fue la función de la ciencia?
Fue la explicación de los fenómenos naturales y de todo el mundo.

¿En qué años hubieron grades descubrimientos en la Química, Física y Biología?
Desde 1800 hasta el 2000

¿En qué consistió la revolución industrial?
Fueron transformaciones económicas y sociales que originaron la industrialización.

domingo, 9 de agosto de 2015

Proyecto

PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO 


1.      PROBLEMA.- Es una dificultad que requiere de solución teórica o práctica mediante investigación. Consta de:

TITULO DEL PROYECTO: Debe ser claro y preciso; indica el dónde, qué, cómo, cuándo y las variables que se interrelacionan.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA: Es definirlo, enmarcarlo teóricamente, indicando todos los elementos que son esenciales, por lo general a través de una interrogante.

OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN: Es el enunciado que expresa el resultado que se espera alcanzar mediante el proceso investigativo. Es la respuesta a la pregunta: ¿Para qué se investiga? Serán de dos tipos: General (es el resultado global que se pretende alcanzar respecto de la totalidad del problema) y Específicos (los resultados desagregados del objetivo general)

JUSTIFICACIÓN: Se refiere a todas las motivaciones que llevan al investigador a desarrollar el proyecto, para esto se debe responder a la pregunta: ¿por qué se investiga?

LIMITACIONES: Es importante verificar la posibilidad de encontrar fuentes de datos, el lugar y el espacio donde se utilizará la investigación, el tiempo, el financiamiento o determinar si solo será un estudio de factibilidad

2.      MARCO DE REFERENCIA.- Es el estudio teórico, el proceso y realidad del entorno; la investigación puede iniciar una nueva teoría o reafirmar una existente. Consta de:

FUNDAMENTOS TEÓRICOS: Se refiere a la literatura que se encuentre del tema, la información debe ser concreta, para que se pueda ampliar, debatir, conceptualizar y concluir.

ANTECEDENTES DEL TEMA: Son los estudios realizados sobre el objeto del tema.

ELABORACIÓN DE LA HIPÓTESIS: Es la proposición afirmativa que soluciona el problema y que es sometida a comprobación al final de la investigación.

IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIABLES: La variable es el valor, significado o solución del problema. Existen tres tipos: 

Variable independiente,- es el valor en relación a la causa.

Variable dependiente.- su valor se refiere al efecto.

Variable interviniente.- su valor modifica las condiciones del     problema.


3.      METODOLOGÍA.- Conjunto de métodos que se siguen en una investigación científica, un estudio o una exposición doctrinal. Compuesto por:

DISEÑO Y TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN: Se describe cómo se realiza el estudio, los parámetros a utilizar, qué se evaluará de la información obtenida.

POBLACIÓN Y MUESTRA: Población es el conjunto de elementos como personas sobre las cuales se busca la información. Cuando la población es muy grande, se extrae una muestra que sea representativa.

TÉCNICA Y ANÁLISIS: Se elabora un plan que contenga el sistema de codificación y tabulación que permitirá comprobar la hipótesis.

INDICE: Se elabora un índice tentativo con los capítulos que va a contener el trabajo.

4.      ASPECTOS ADMINISTRATIVOS.- Consta de:

TALENTO HUMANO: Son todas las personas que participarán en la investigación.

PRESUPUESTO: Es un cuadro en el que se representa los costos del proyecto.

CRONOGRAMA: Es un plan de trabajo o actividades que muestran la duración de la investigación; es flexible.


               DEBER
 

Identificar los pasos de un proyecto en el tema de  monografía.

Problema
Tema
“Tales de Mileto y sus aportaciones en las matemáticas”
Formulación del problema
¿De qué manera el estudio de la teoría matemática de Tales de Mileto puede influir en la comprensión de las matemáticas en el mundo actual?
Objetivos
Objetivo General
Conocer las aportaciones de Tales de Mileto en el campo de la matemática mediante un estudio pormenorizado de sus teoremas con la finalidad de descubrir su utilidad en el mundo contemporáneo.
Objetivos específicos
·         Promover a las matemáticas como una asignatura útil y entretenida y que es capaz de  resolver nuestras necesidades brindando una explicación clara de cómo se calcularon las alturas de las pirámides.
·         Dar a conocer la utilidad de la proporcionalidad de segmentos para determinar las longitudes de los lados de triángulos semejantes mediante la relación de sus lados.

Justificación
·         Tales de Mileto fue un gran filósofo y científico griego que realizó importantes aportes en el ámbito de la filosofía, astronomía, matemáticas, geometría, etc.  Se lo considera como el primer hombre occidental que trato de conocer la verdad de las cosas mediante explicaciones racionales.
·         A él se le atribuye la manipulación de triángulos semejantes y la proporcionalidad de segmentos mediante el teorema de Tales de Mileto.
·         Estos conceptos y otros trabajados por Tales de Mileto, que se usan en la actualidad, nos permitirá comprender el gran beneficio que prestan en el desarrollo de una sociedad.

Limitaciones
Tiempo, dinero

Marco de referencia

Fundamentos Teóricos:
El tema de Tales de Mileto y sus aportaciones en las matemáticas es un tema amplio que ha sido de vital importancia en nuestro diario vivir porque esta ciencia como la matemática se la emplea en un sin número de trabajos.

Antecedentes de Problema

Las aportaciones de Tales de Mileto en las matemáticas pueden ser de gran ayuda los ingenieros civiles, etc., debido a que estos teoremas de Tales de Mileto son de vital importancia en la ingeniería civil, en los deportes, en la naturaleza, etc.

Elaboración de la Hipótesis:
Las personas que llegan a entender las matemáticas con gran facilidad, las pueden llegar a considerar como una asignatura entretenida.

Variable dependiente:
Considerar las matemáticas como una asignatura entretenida.

Variable independiente:
Entender las matemáticas con gran facilidad.

Variable interviniente:

Interés de la persona en aprender matemáticas.


La Observación Traducida en Fórmula Matemática

La Observación Traducida en Fórmula Matemática

“La ciencia se basa en la observación para obtener datos, sus análisis para establecer hipótesis sobre las relaciones entre objetos de estudio y la comprobación de lo acertado o erróneo del supuesto.”
Las fórmulas matemáticas son el resultado de los procesos observados, se utilizan constantes, simbologías y ecuaciones este también es usado en la física, química y otras ciencias por ejemplo:
F=(m)(a)

·         F= fuerza
·         m= Masa
·         a= aceleración

Nota: la unidad de la fuerza es N (Newton), la masa kg (Kilogramos) y aceleración m/s2 (metros sobre segundos al cuadrado).

EJEMPLOS:
Una fuerza le proporciona a la masa de 2,5kg una aceleración de 1,2 m/s2. Calcular la magnitud de dicha fuerza
Datos                    Ecuación                    Proceso
m=2,5 kg              F=(m)(a)                   F=(2,5kg)(1,2 m/s2)
a=1,2 m/s2                                                        F= 3kg m/s2
F= ?                                                       F=3N

Nótese que los datos aparecen en un mismo sistema de unidades (M.K.S)

Por ejemplo:

En una esfera con un radio de 2 centímetros le caben 33,51 centímetros cúbicos que se determina al aplicar la fórmula del volumen de una esfera.

V= 4/3 (2.0 cm)3 = 33.51 cm3

La ley de ohm (observación empírica que señala la correlación existente entre los cambios en la tasa de desempleo y el crecimiento de la economía) puede ser expresada en al siguiente formula:

(ý.y) ý = c (u.ú), donde:
·        
  •     Ý es la PIB plena de empleo o producción potencial
  •           Y es la PIB actual
  •           Ú  es la tasa natural de desempleo
  •           U es la tasa actual de desempleo
  •          C es el factor que relaciona los cambios en el desempleo con los cambios de producción


Más ejemplos de aplicación

1.   Calcular la aceleración que produce una fuerza de 5N a un cuerpo de 2000g
Datos                                   Ecuación          Desarrollo
F=5N                                    F= (m) (a)       a= 5N/2kg
m=2000g 1kg/1000g = 2kg    F/m=a             a= 5kg/m/s2
a=?                                                              a= 2,5 m/s2

2.   Hallar la fuerza de un carro de juguete que tiene una masa de 8kg y aceleración con 10 m/s2
Datos               Ecuación         Desarollo
m=8kg             F=(m)(a)        F= (8kg)(10m/s2)
a=10m/s2                                       F=80N          
F=?

3.   ¿Cuál es la aceleración que tiene un balón de fútbol al ser pateado con una fuerza de 16N sabiendo que su peso es de 5N?
Datos           Ecuaciónes                        Desarollo
a=?              P= (m)(g)  F=(m)(a)       m=10kg/9.81 m/s2
F=16N          m= P/g       a=F/m           m= 1,63 kg/ms2
P= 5N                                                  
                                                           a= 16 kg/ms2/1,63 kg

                                                        a= 9,81 m/s2


DEBER: EJEMPLOS USANDO LA FÓRMULA F= (m) (a)

1. Calcular la aceleración que produce una fuerza de 5 N a un cuerpo cuya masa es de 1000g. Expresar el resultado en m/s².


DATOS
FÓRMULA
SUSTITUCIÓN
RESULTADO
             A = ?
a = F / m
                   a = 5 Kg m/s² / 2 Kg =
       2.5 m/s²
             F = 5 N



            m = 2000g = 2Kg




2. Calcular la masa de un cuerpo si al recibir una fuerza de 200N le produce una aceleración de 300 cm/s². Exprese el resultado en Kg.

DATOS
FÓRMULA
SUSTITUCIÓN
RESULTADO
         M = ?



         F = 200 N
a = f / m


         A = 300 cm/s² = 3 m/s²
m = f / a
m = 200N / 3 m/s² =
66.6 Kg
















3. Calcula la aceleración que se produce al empujar un bloque de 2 Kg con una fuerza horizontal de 20 N, sobre una mesa carente de fricción. 


DATOS
FÓRMULA
SUSTITUCIÓN
RESULTADO
          M = 2kg



         F = 20 N
a = f / m


         A =?
m = 20N / 2kg =
10m/s2



4. Calcula la fuerza horizontal que es necesaria aplicar para producir una aceleración de 2m/s2 en un disco de 1,2 kg colocados sobre una mesa que no tiene fricción.


      DATOS

FÓRMULA

SUSTITUCIÓN

RESULTADO
      A = 2m/s2



      M = 1,2 kg
F=(m)(a)


      F=?

F = (1,2kg)(2m/s2)
2.4 N