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Jun 30 2018
¡26 ejercicios de CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA con respuesta!.

Conceptos usados en este artículo:

  • Energía.
  • Energía potencial gravitatoria.
  • Energía potencial elástica.
  • Energía cinética.
  • Energía mecánica.
  • Masa.
  • Peso.
  • Conservación de la Energía Mecánica.

¿Qué es la energía?

En artículos anteriores de Ensamble de Ideas, hemos visto que la energía no se crea ni se destruye. La primera ley de la termodinámica nos afirmaba que la energía, esa capacidad de poder realizar un trabajo, podía transformarse de un tipo a otro, así como a partir de la energía del viento, que llamábamos energía eólica, podíamos obtener energía eléctrica. Esto es válido en todos los ámbitos y decimos que la energía se conserva.

La energía es la capacidad que tiene un sistema de producir un trabajo, esto es, la capacidad que presenta de realizar algún tipo de cambio en un sistema, ya sea físico o químico. En otras palabras, todo cambio requiere de energía para que suceda.

¿Sabes de dónde proviene la energía que utilizas en este momento para leer y comprender este texto? Continúa leyendo para enterarte de todo esto y más, pues analizaremos un caso práctico de conservación de la energía mecánica en una montaña rusa.

La conservación de la energía en la vida cotidiana.

Conservación de energía en la naturaleza

La energía que utilizas día a día en tu vida cotidiana proviene, sin duda, de los alimentos que has ingerido en las últimas horas. Por ejemplo, un almuerzo puede estar constituido por un bife de carne vacuna y algunas verduras frescas que has puesto en tu ensalada. Esos alimentos tienen, en las moléculas que lo conforman, energía química acumulada en sus enlaces. Esa energía es la que tú utilizas al leer esto, o bien al jugar un partido de fútbol o al correr el bus que te lleva a la escuela, universidad o trabajo. ¿Esa energía siempre estuvo ahí? Seguro que estás adivinando la respuesta: claro que no. (Y claro, te lo habíamos adelantado al principio de este tedioso texto.)

Es evidente que la energía presente en el animal, como la vaca o cerdo, ha provenido de los alimentos que  consumió. Por ejemplo, la vaca, herbívora, ha conseguido su energía del vegetal consumido. ¿Y éste? Por fotosíntesis, ha transformado la energía lumínica proveniente del Sol en energía química. La energía lumínica se produce en el Sol por reacciones nucleares en su interior. Como vemos, todo esto es un claro ejemplo de cómo se conserva la energía.

Energía en la naturaleza.
¿De dónde proviene la energía del Sol en su interior? Te recomendamos la lectura de nuestro artículo sobre el ciclo protón-protón.

Entonces, la energía que utilizamos para bailar en un boliche, ¿proviene indirectamente del Sol? ¡Correcto! La energía siempre se conserva. ¿Puedes imaginarte qué transformaciones de la energía ocurren durante el funcionamiento de una licuadora?

La energía eléctrica que utiliza el aparato proviene de centrales eléctricas, que pueden obtener energía a partir de la energía hidráulica (como en una central hidroeléctrica), de energía eólica (como en una planta eólica), de la energía de combustibles fósiles (como las centrales térmicas), de la energía nuclear (como en una central nuclear), de la energía solar, etc. Esta energía eléctrica es transformada en otros tipos de energía, tal como la energía cinética con la que se licúan nuestros alimentos.

¿Toda la energía eléctrica es transformada en energía cinética en una licuadora? Claro que no. Lamentablemente, la eficiencia de los artefactos eléctricos no es del 100%, sino que una considerable parte de la energía se disipa en forma de calor al ambiente. Muchas veces, como en nuestra licuadora, una parte de la energía eléctrica también puede transformarse en energía sonora. ¡Otro gran ejemplo de transformación de la energía! Así vemos cómo se cumple, nuevamente, la primera ley de la termodinámica.

La conservación de la energía en una montaña rusa.

Sin ir más lejos, en el día a día encontramos múltiples ejemplos de la energía y su conservación. Analicemos un último caso más.

Ante todo, recordemos algunos conceptos físicos importantes: cuando un objeto se encuentra a cierta altura, presenta energía potencial gravitatoria (\( E_{p_g}\)). Por otro lado, si un objeto se encuentra en movimiento, presenta energía cinética (\( E_c \) ). La suma de energía potencial más energía cinética es llamada energía mecánica. En conclusión, \( E_m=E_{p_g}+E_c \) .

Conservación de la energía mecánica.
Ejemplo de la montaña rusa.

Ahora, imaginemos una montaña rusa. En el punto más alto, antes de que se inicie la vertiginosa caída (punto al que llamaremos “A”), el carrito presenta energía potencial gravitatoria máxima, sin energía cinética pues se encuentra quieto. Según lo expresado en el párrafo anterior, la energía mecánica del carrito en “A” es igual, en este caso, a la energía potencial gravitatoria, pues la energía cinética en “A” es cero. A medida que el carrito caiga, la energía potencial disminuye (pues disminuye la altura) y la energía cinética aumenta (pues la velocidad va aumentando). Llamaremos “B” a algún punto que se encuentre entre “A” y el punto más bajo de la trayectoria.

Sin embargo, la suma de ambas energías, que es igual a la energía mecánica, se conserva en todo momento. Es decir, la energía mecánica se conserva (¡y en todo punto de la trayectoria!). Al llegar al punto más bajo, que llamaremos “C”, observamos que la energía cinética es máxima y la energía potencial gravitatoria es nula.

La suma de ambas, claro está, es la energía mecánica y vale lo mismo que en “A” y en “B”. Cuando el carrito siga su recorrido, podrá volver a alcanzar el punto más alto, pero no podrá superarlo, pues el carrito no tendrá la suficiente energía mecánica para hacerlo. Esto es válido si consideramos una montaña rusa ideal, en la que hipotéticamente no exista rozamiento entre el carrito y el riel, así como entre el carrito y el aire.

En los casos reales, parte de la energía mecánica se disipa en forma de calor al ambiente. Esto último no significa que “se pierda” energía. La energía total, la mecánica más la disipada en forma de calor -o algún otro tipo de energía como sonora o lumínica-, será constante, ¡siempre! Es decir, la conservación de la EM (Energía Mecánica) se cumplirá en cualquier situación, como establece la Primera Ley de la Termodinámica.

¿Cómo hacer ejercicios de CONSERVACIÓN DE ENERGÍA MECÁNICA?

Para realizar un ejercicio de física sobre CONSERVACIÓN DE ENERGÍA MECÁNICA, debemos tener en cuenta algunas cosas:

Conceptos principales sobre CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

Analicemos teóricamente, en forma de conclsusión, los principios básicos de la conservación de la EM:

  • (I) La energía mecánica (\( E_m \) ) es igual a la suma de energía potencial gravitatoria (\( E_{p_g} \)) más la energía cinética ( \( E_c \) ). Es decir:  \( E_m = E_{p_g}+E_c) \) .
  • (II) La energía mecánica se conserva SÓLO si no hay fuerzas de rozamiento actuando, tales como la fuerza del rozamiento con el aire o con el piso.
  • (III) Consideraremos el valor de la fuerza de gravedad en la Tierra como \( \left | g \right |=10 \frac{m}{s^{2}}\) (sólo para hacer más fáciles las cuentas). En caso de que tú lo hagas con el valor de \( \left | g \right |=9,8 \frac{m}{s^{2}} \), el procedimiento es el mismo. Sólo cambia el valor de \( \left | g \right | \) por el que tú tomes. De acuerdo con esto, si estamos hablando de un ejercicio que considera que estamos en la Luna, por ejemplo, el valor de \( \left | g \right | \) corresponderá a \( 1,6 \frac{m}{s^{2}} \) .
  • (IV) La teoría relacionada con la conservación de energía mecánica nos dice que \(\Delta E_m=0 \).

Esto significa que:

\( \Delta E_m=0 \)
\(E_{m_f}-E_{m_i}\)
\( E_{m_f}=0+E_{m_i}\)
\( E_{m_f}=E_{m_i}\)

¿Qué significa esto? Que la energía mecánica final siempre es igual a a la energía mecánica inicial. En otras palabras, ¡La energía mecánica se conserva siempre en todo el movimiento! Presten mucha atención a esta frase, pues será de gran utilidad.

Una vez que tuvimos en cuenta esas pequeñas aclaraciones, es hora de realizar algunos ejercicios:

Ejercicios Prácticos de Conservación de la Energía Mecánica

Ejemplo 1

1. ¿Con qué velocidad toca el suelo una pelota que se deja caer desde 20m de altura?

Típico ejercicio de examen. Para resolverlo, consideraremos que no hay fuerzas de rozamiento con el aire durante la caída.

Veamos la siguiente representación de lo que expresa el enunciado:

En el punto más alto, la pelota se deja caer. Es importante aclarar que “se deja caer” es equivalente a decir que la velocidad inicial de la pelota es 0, es decir: \( v_i=0\) . En ese punto, la energía mecánica estará dada por:

\( E_{m_i}=E_{p_g}+E_c \)

Como \( E_{p_g}=m\cdot g\cdot h \) y \( E_c=\frac{1}{2}\cdot m\cdot v^2 \) , entonces:

\( E_{m_i}=m\cdot g\cdot h+\frac{1}{2}\cdot m\cdot v^2\)

Sin embargo, como la velocidad inicial de la pelota es 0, no hay energía cinética en el punto más alto: sólo existe energía potencial gravitatatoria:

\( E_{m_i}=m\cdot g\cdot h \)

Por otro lado, en el punto más bajo:

\( E_{m_f}=E_{p_g}+E_c \)

\( E_{m_f}=m\cdot g\cdot h+\frac{1}{2}\cdot m\cdot v^2 \)

Pero en el punto más bajo, no existe energía potencial gravitatoria dado que la altura es 0, es decir: \( h=0\). Por ello, nos queda que:

\( E_{m_f}=\frac{1}{2}\cdot m\cdot v^2 \)

Aplicando la conservación de energía mecánica, descripta en (IV), tenemos que:

\( E_{m_f}=E_{m_i} \)
\( \frac{1}{2}\cdot m\cdot v^2=m\cdot g\cdot h \)

Como debemos hallar v, despejamos:

\( v^{2}=\frac{m\cdot g\cdot h}{\frac{1}{2}\cdot m}\)
\( v^{2}=\frac{g\cdot h}{\frac{1}{2}} \)
\( \left | v \right |=\sqrt{\frac{g\cdot h}{\frac{1}{2}}} \)

Colocando los datos:

\( \left | v \right |=\sqrt{\frac{10\frac{m}{s^{2}}\cdot 20m}{\frac{1}{2}}}=20\frac{m}{s} \)

¡Y listo!

Ejemplo 2

2. Dada la siguiente situación de un carrito de 8kg:

Conservación de Energía Mecánica.
El estudio de la conservación de la energía es importantísimo para comprender los cambios experimentados en una montaña rusa, tanto ideal como real.

Datos:
Masa del carrito = 8 kg.
X (estiramiento del resorte) = 0,81 metros.
K (constante de elasticidad) = 10,2 N/m

Calcular:

  • La energía potencial elástica del carrito en el punto A.
  • La energía cinética del carrito cuando éste está quieto (v=0 m/s)
  • Calcular la energía potencial gravitatoria del carrito en el punto A y en el punto B.
  • Calcular la energía mecánica del carrito en el punto A. Tener en cuenta que la velocidad en el punto A es 0 m/s.
  • Calcular la energía mecánica del carrito en el punto B.

1. a) La energía potencial elástica del carrito (\( E_{p_{e}} \)) en el punto A viene dada por la expresión: \( E_{p_{e}}=\frac{1}{2}\cdot k\cdot X^{2}\), siendo k la constante elástica del resorte (k=10,2 N/m) y X, el estiramiento del resorte (X=0,81m). Reemplazando los valores:

\( E_{p_{e}}=\frac{1}{2}\cdot k\cdot X^{2}\)
\( E_{p_{e}}=\frac{1}{2}\cdot 10,2 \frac{N}{m} \cdot (0,81m)^{2}\)
\( E_{p_{e}} =3,35J\)

b) La energía cinética (\( E_{c} \)) del carrito en cualquier punto viene dada por la expresión \( E_{c}=\frac{1}{2}\cdot m\cdot v^{2}\), siendo m la masa del cuerpo y v, la velocidad. Como el cuerpo, según el enunciado, está quieto, entonces la energía cinética vale 0J.

c) La energía potencial gravitatoria (\( E_{p_{g}} \)) del carrito en cualquier punto viene dada por la expresión \( E_{p_{g}}=m\cdot g \cdot h\), donde m es la masa del cuerpo, g es la aceleración de la gravedad (\( g=9,8\frac{m}{s^{2}}\) y h es la altura del cuerpo. Según el enunciado, la masa del cuerpo es de 8kg.

En el punto A, la altura es de 20m, por lo que la energía potencial gravitatoria será:

\(x E_{p_{g}}=m\cdot g \cdot h\)
\(E_{p_{g}}=8kg\cdot 9,8\frac{m}{s^{2}} \cdot 20m \)
\( E_{p_{g}}= 1568J\)

Mientras que en el punto B, en donde la altura es 0m, la energía potencial gravitatoria será de 0J, puesto que no hay altura.

d) La expresión de la energía mecánica es: \( E_{m}= E_{p_{g}} + E_{c} + E_{p_{e}} = m\cdot g \cdot h + \frac{1}{2}\cdot m\cdot v^{2} + \frac{1}{2}\cdot k\cdot X^{2} \). Sabiendo que, en el punto A, la altura es de 20m y la velocidad del carrito es de 0 m/s, entonces:

\( E_{m}= E_{p_{g}} + E_{c} + E_{p_{e}}\)
\( 8kg\cdot 9,8\frac{m}{s^{2}} \cdot 20m + \frac{1}{2}\cdot 8kg\cdot (0\frac{m}{s})^{2} + \frac{1}{2}\cdot 10,2\frac{N}{m}\cdot (0,81m)^{2} \)
\( E_{m}= 1571,35J \)

Este valor también podría haber sido hallado sumando los resultados obtenidos en los puntos anteriores.

e) La energía mecánica se conserva en toda la trayectoria, por lo que la energía mecánica en B será igual a la energía mecánica en A: \( E_{m_{B}}= 1571,35J\)

Actividades

En todos los casos se considerará que los fenómenos detallados ocurren en cercanías de la Tierra, a menos que se exprese otra cosa. Se considerará que la aceleración de la gravedad es de g=9,8 m/s². Los resultados pueden variar ligeramente respecto de los tuyos teniendo en cuenta el valor de g utilizado o el redondeo que hayas hecho en cada paso.

  1. ¿Qué es la energía potencial gravitatoria? 
  2. Un cuerpo de 65 kg se encuentra a una altura de 45m y luego asciende 25m. ¿En qué punto tiene el cuerpo mayor energía potencial?
  3. ¿Qué diferencia existe entre peso y masa? Definir cada término.
  4. ¿Cuál es el peso de un objeto en la Tierra cuya masa es de 5kg? Rta: 49N
  5. Un alumno tiene una masa de 65kg. ¿Cuánto vale su peso? Rta: 637N
  6. Si el alumno anterior se fuera a la Luna, ¿cuánto pesaría allí si la gravedad lunar es de 1,6 m/s2? Rta: 104 N
  7. El alumno anterior, que ya está cansado de viajar a través del espacio, se va a Marte y descubre que pesa 241,15 N. ¿Cuánto vale la gravedad allí? Rta: g=3,71 m/s2.
  8. Un objeto pesa en la Tierra unos 130 N. ¿Cuánto vale su masa? Rta: 13,27kg
  9. Una bolsa de compras que tiene 1kg de papas adentro se encuentra colocada en un costado del supermercado. a) ¿Cuánto pesa la bolsa de papas? b) ¿Cuánto vale su energía potencial? Rta: a) 9,8N; b) 0J
  10. Y si la bolsa que avanza por un camino es levantada a una altura de 1,5 m… Calcular: La energía potencial de la bolsa a esa altura. Rta: 14,7J
  11. ¿Cuánto vale la energía potencial de un objeto de 34kg ubicado en la terraza de un edificio de 49 m de altura? Rta: 16 326J
  12. El peso de una bola es de 5N. Se está por tirar desde un puente a 30 m de altura. Calcular su energía potencial. Rta: 150J
  13. La energía potencial de una pelota a 36 metros de altura es de 720J. ¿Cuál es su masa? Rta: 2,04kg.
  14. Un cuerpo de 3,5kg de masa tiene una energía potencial gravitatoria de 112J. ¿A qué altura se encuentra? Rta: 3,26m
  15. ¿Qué es la energía cinética? ¿Qué fórmula se usa para calcularla?
  16. ¿Qué es la energía mecánica?
  17. Pasar de m/s a km/h o viceversa según corresponda: a) 12m/s a km/h; b) 72km/h a m/s; c) 25,6m/s a km/h; d) 23m/s a km/h; e) 340km/h a m/s.Rta: a) 43,2 km/h; b) 20 m/s; c) 92,16km/h; d) 82,8 km/h; e) 94,44 m/s
  18. ¿Cuál es la energía cinética de un móvil que circula a 20m/s y tiene una masa de 500kg? Rta: 100.000J
  19. ¿Cuál es la energía cinética de un móvil que circula a 25km/h y tiene una masa de 500kg? Rta: 12.040,9J
  20. ¿Cuál es la energía cinética de un pájaro que circula a 25km/h y tiene una masa de 1000g? Rta: 24,11J
  21. ¿Cuál es la masa de un objeto que se mueve a razón de 3m/s y su energía cinética es de 11,25J? Rta: 2,5kg.
  22. ¿Cuál es la velocidad de un objeto que circula con una energía cinética de 54J y tiene una masa de 3kg? Rta: 6m/s.
  23. ¿Cuál es la energía mecánica de un objeto de 3kg que se mueve a 2m/s y se encuentra a una altura de 10m? Rta: 300J
  24. ¿Cuál es la energía mecánica de un objeto de 2kg que se mueve a 5m/s y se encuentra a una altura de 2m? Rta: 64,2J
  25. ¿Cuál es la energía mecánica de un objeto que pesa 20N, se mueve a 5m/s y se encuentra a una altura de 2m? Rta: 65,5J. 
  26. ¿Cuál es la energía mecánica del móvil del ejercicio 14? Rta: Su energía mecánica vale lo mismo que su energía potencial porque no se encuentra en movimiento. Es, entonces, 112J.

Te recomendamos la siguiente aplicación realizada por le PhET Colorado, sobre la conservación de la EM, disponible en: https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_es.html

Screenshot del Applet del PhET Colorado sobre Energía Mecánica.
  • Con el cursor, envía a nuestro patinador hacia la cima de la rampa de patinaje.
  • Suéltalo y asegúrate de tener activadas la casilla de “Gráfico de Barras”, para que tu pantalla quede como se muestra a continuación:
  1. A medida que cae, observarás que, en el gráfico de barras, se producen modificaciones. ¿Qué variables van cambiando? ¿Cómo lo hacen? Describir el cambio observado. ¿Cuál se mantiene constante?
  2. ¿Cuál es la variable que alcanza su máximo valor cuando nuestro querido patinador toca el suelo? ¿Qué valor tienen, en ese momento, las otras variables?
  3. ¿Cuál es la variable que alcanza su máximo valor cuando nuestro valiente patinador alcanza los puntos más altos de la rampa? ¿Qué valor tienen, en ese momento, las otras variables?
  4. Modifica la masa del patinador. ¿Qué sucede con la energía total cuando la colocamos en “pequeña” y en “grande”?

Fuente

Sears y Zemansky. Hugh D. Young, Roger A. Freedman, A. Lewis Ford; “Física universitaria con física moderna 1”; Ed. Pearson Educación; disponible en: https://www.pearsonenespanol.com/mexico/educacion-superior/sears_index/sears-fisica-universitaria-1

Hernan Gomez 0 Comments
Jun 27 2018
¿Qué es una CROMATOGRAFÍA? + 2 experimentos para hacer en casa.

En la cromatografía, se realiza un proceso de separación de los componentes de una solución, basándonos en las diferentes velocidades con que se mueve cada una de las sustancias de la solución a través de un medio poroso, al ser arrastradas por el solvente cuando se desplaza. Es aquí donde distinguimos, dos fases: la fase estacionaria y la fase móvil. La fase estacionaria es el medio poroso, como puede serlo un papel secante o gel de sílice, y la fase móvil es aquélla que se desplaza.

La cromatografía es un método para separar mezclas homogéneas basado en la velocidad de movimiento de las sustancias a través de un medio poroso cuando son arrastradas por el solvente.

Los componentes de la mezcla tienen diferente afinidad por la fase estacionaria y por el solvente. Cuando mayor sea la afinidad por la fase fija y menos por la fase móvil, más lentamente se desplazarán y, a la inversa, cuanto menos afinidad tengan por la fase fija y más afinidad tengan por la fase móvil, más rápidamente se desplazarán. Esto produce la separación de los solutos de la solución, debido a que cada soluto invierte un tiempo diferente en recorrer el medio poroso. Una vez separados los solutos en el papel, estamos en presencia de un cromatograma.

Existen varios tipos de cromatografía, entre las que podemos encontrar la cromatografía de papel, de capa fina o de columna, dependiendo el soporte en el que se lleve a cabo la cromatografía.

Te recomendamos una sencilla experiencia para realizar tu propia cromatografía, donde podrás separar de manera divertida muchos pigmentos que esconde una planta como la acelga. Anímate:

Experiencia 1: Cromatografía de las hojas de la acelga.

Objetivo:

PARA EL ÁREA DE BIOLOGÍA:

Separar y analizar, mediante una sencilla cromatografía, los pigmentos que se encuentran en el interior de los cloroplastos (organelas de las células vegetales), tales como la clorofila, la xantofila y los carotenos.

PARA EL ÁREA DE FISICOQUÍMICA:

Realizar una cromatografía sencilla de las hojas de una acelga con el objetivo de separar los distintos componentes de una solución de clorofila, xantofila, carotenos y alcohol.

Materiales:

  • 1 paquete de acelga.
  • 1 mortero.
  • 1 colador de red metálica (parecida a los que se utilizan, en Argentina, para hacer mate cocido).
  • 500 ml de alcohol etílico medicinal.
  • 1 tupper cuadrado o con forma de prisma, de tamaño mediano o grande.
  • 1 papel secante.
Cromatografía de una acelga
Beta vulgaris var. cicla

Procedimiento:

  1. Lavar bien las hojas de acelga. Esto no es obligatorio, pero el resultado será mucho mejor cuanto menos impurezas haya en los materiales.
  2. Trozar las hojas de la acelga en pequeños pedazos. Es importante que cortes sólo las hojas, dejando fuera las nervaduras (es decir, las “venas” que pueden observarse en las hojas) y los tallos.
  3. Colocar los pequeños pedazos en un mortero.
  4. Cubrir los trozos con alcohol etílico.
  5. Machacar la acelga, con el mortero, hasta que se obtenga un líquido de color verde fuerte.
  6. Colar la mezcla en un tupper, haciendo uso del colador metálico.
  7. Doblar levemente (pero no completamente) la hoja secante por la mitad, de manera que tenga la posibilidad de quedar parado cuando se lo apoya en una superficie.
  8. Colocar el papel secante dentro del tupper delicadamente.
  9. Esperar de dos a tres horas y observar resultados.

Conclusiones

Para el Área de Biología:

  1. ¿Qué sucedió con el papel secante? Observarás que parte de la solución verdosa comenzó a subir por el mismo, dejando una franja de color verde oscuro, que corresponde a la clorofila a que se encuentra en las hojas, un pigmento presente en los cloroplastos muy importante para la fotosíntesis de la planta. Asimismo, se verá una franja de color verde claro (que corresponde a la clorofila b), también de suma importancia para la fotosíntesis. Luego, se notará una franja de color amarillento. Esto corresponde a la xantofila. Una franja transparente vendrá después, que será alcohol, nuestro solvente. Y por último, una pequeña franja roja, que son los carotenos. Estos están presentes en gran cantidad en zapallos y zanahorias. Cabe destacar que las plantas posen todos estos pigmentos, mas algunos como la xantofila y los carotenos sólo se hacen visibles cuando llega el otoño y las bajas temperaturas no permite que se sintetice clorofila. Es decir, el verde de la clorofila “enmascara” los demás pigmentos, que no se ven fácilmente.
  2. ¿Cuál es la función en la planta de cada uno de los pigmentos presentes en los cloroplastos?
  3. ¿En qué compartimientos dentro de los cloroplastos se encuentran dichos pigmentos? Se espera que el alumno logre modelizar y describir la estructura interna de un cloroplasto, diferenciando, por ejemplo, granas, tilacoides, etc.
que es una cromatografia
Células vegetales, en donde se observan claramente los cloroplastos.

Para el Área de Fisicoquímica

  1. ¿Qué sucedió con el papel secante? (Esta respuesta es idéntica a la presentada para el área de biología.)
  2. ¿Qué clase de sistema material es el líquido verde formado inicialmente? ¿Por qué decimos que es una solución?
  3. ¿Cuál es el solvente utilizado en la experiencia? ¿Podría haberse usado agua? ¿Por qué?
  4. ¿Cuáles son las características básicas de una cromatografía? ¿Cuál es la fase dispersa y la fase móvil en esta experiencia?
  5. Intenta colocar una tiza en vez de un papel secante en la experiencia. ¿El resultado es similar?

¡También puedes realizar esta experiencia con un fibrón, siendo capaz de separ los componentes que están disueltos en su tinta! Para ello, te invitamos a hacer click en el artículo que Ensamble de Ideas te trae para ello:

Experimento 2: Cromatografía de tinta de fibrón (marcador).

Objetivo:

Realizar una cromatografía sencilla de la tinta de dos fibrones de diferente color o marca, con el fin de separar los pigmentos que poseen disueltos.

Materiales:

  • Dos fibrones indelebles de diferente color o marca.
  • Un vaso de precipitados (en su defecto, un vaso transparante de vidrio).
  • Dos tiras de papel secante.
  • Alcohol (u otro solvente similar).

Procedimiento:

  1. Trazar una pequeña línea horizontal con un fibrón distinto en cada tira de papel a 1cm del borde.
  2. Pegar las tiras en las paredes internas de un recipiente que contenga el solvente, como el alcohol, sin que las marcas lo toquen.
  3. Dejar que el solvente, absorbido por el papel, ascienda por la tira de papel y arrastre los componentes del fibrón afines a él.
  4. Observar y anotar resultados: al finalizar la cromatografía, se pueden observar en el cromatograma, separados, los distintos pigmentos (es decir, los distintos solutos) que componen cada tinta de cada fibrón.

Conclusiones

  1. ¿Qué sucedió con el papel secante?
  2. ¿Qué clase de sistema material es la tinta del fibrón? ¿Por qué decimos que es una solución?
  3. ¿Cuál es el solvente utilizado en la experiencia? ¿Podría haberse usado agua? ¿Por qué?
  4. ¿Cuáles son las características básicas de una cromatografía? ¿Cuál es la fase dispersa y la fase móvil en esta experiencia?

Cromatografía – Ensamble de Ideas – Copyright MMXXII

Hernan Gomez 0 Comments
Jun 25 2018
Las 4 FUERZAS FUNDAMENTALES de la naturaleza.

Existen cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: la fuerza nuclear débil. fuerza nuclear fuerte y electromagnética , que logran explicar muchos de los fenómenos con los que los físicos se han encontrado en los últimos años. En este artículo analizaremos estas cuatro fuerzas para descubrir cuáles son, sus características y cómo actúan cada una de ellas.

De las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, es la gravitatoria la más incomprendida. Las demás han podido ser cuantificadas, es decir, han podido ser descriptas matemáticamente. Ya han pasado más de tres siglos desde que Newton empezó a entender cómo trabaja la fuerza gravitatoria, pero -sin duda- sigue siendo un misterio a dos voces. ¿Cómo? ¿Los científicos siguen estudiando sus enigmas? Correcto. Una hipótesis que se baraja constantemente es la idea de que existe una “quinta” fuerza (que se supone que puede ser la antimateria) que podría servir como puente entre la fuerza gravitatoria y las demás fuerzas.

¡Entendamos cada uno de ellos!

La fuerza nuclear débil

Es la responsable de fenómenos como la desintegración radiactiva y la producción de radiación y energía calórica por el Sol en los procesos de fisión nuclear.

La fuerza nuclear fuerte

Es responsable de la estabilidad del núcleo atómico, ya que permite que los protones no se rechacen entre sí. Analizando mejor la situación, cuando dos protones se encuentran muy cerca uno de otro, la fuerza eléctrica repulsiva entre ellos es muy intensa. Sin embargo, cuando están lo suficientemente cerca, comienza a actuar la fuerza nuclear fuerte, que los mantiene unidos. Cuando el núcleo es demasiado grande, se vuelve inestable, y a pesar de la existencia de esta fuerza, algunos átomos son capaces de desintegrarse y transformarse en partículas más sencillas y estables.

Fisión Nuclear.
Modelo de fisión nuclear, fenómeno en el que el átomo se desintegra, venciendo las fuerzas nucleares fuertes.

¿Cuándo actúa la fuerza nuclear fuerte?

Esta fuerza fundamental de la naturaleza aparece cuando la distancia entre las partículas es menor que el radio de las mismas. ¡Espera! ¡Un momento! ¡Digámoslo un poco más fácil! Quizás, con algunos dibujos, esto se entienda mejor. Dos protones presentan la misma carga eléctrica (positiva), por lo que se separan debido a la fuerza eléctrica repulsiva que experimentan, tal como se ve en el siguiente modelo:

Fuerza Eléctrica.
Fuerza Eléctrica Repulsiva (Fer) entre protones, de carga positiva.

Sin embargo, cuando ambas partículas se encuentran demasiado cerca, aparece entre ellas la fuerza nuclear fuerte. Observemos la imagen siguiente, en la cual se marca el llamado radio del protón:

Radio del protón.
Radio del protón.

La distancia que separa a los protones debe ser menor que este radio para que aparezca la fuerza nuclear fuerte, la cual es 100 veces mayor que la fuerza eléctrica. Por esta razón, los protones se mantienen unidos en el núcleo.

Fuerzas fundamentales de la naturaleza: FUERZA NUCLEAR FUERTE.
Fuerza Nuclear fuerte entre protones. La FNF aparece cuando la distancia que separa a los protones es menor que el radio del protón.

La fuerza electromagnética

La fuerza electromagnética es la fuerza fundamental del universo responsable de, por un lado, la fuerza electrostática generada entre partículas en reposo y, por el otro, el efecto combinado entre las fuerzas magnéticas y eléctricas que actúan entre cargas que se mueven. Pudiendo ser tanto atractiva como repulsiva, es una interacción más fuerte que la gravitatoria, la siguiente fuerza fundamental de la naturaleza que veremos.

Fuerzas fundamentales de la naturaleza: FUERZA ELECTROMAGNÉTICA.
La fuerza electromagnética es, en conclusión, la interacción entre partículas con carga eléctrica.

La interacción gravitatoria

La interacción gravitatoria es una fuerza fundamental de la naturaleza que es únicamente de carácter atractivo, generada por todos los cuerpos que posean masa. Es una fuerza muy débil a nivel atómico, mas su importancia es muy evidente en cuerpos masivos que se encuentran a grandes distancias, tales como las estrellas y los planetas. Es mejor conocida como fuerza de gravedad.

¿Fuerza de gravedad? Eso es muy conocido por todos: con tan sólo pensar en la manzana que se le cayó a Newton por la cabeza ya sabemos de qué estamos hablando. ¡Ah! ¡Por cierto, ese cuento es mentira! Jamás ha ocurrido, pero sigue siendo parte del imaginario de todos. ¿O no? La fuerza de gravedad es la fuerza fundamental de la naturaleza responsable de esa “hipotética” caída de la manzana.

Fuente

Sears y Zemansky. Hugh D. Young, Roger A. Freedman, A. Lewis Ford; “Física universitaria con física moderna 1”; Ed. Pearson Educación; disponible en: https://www.pearsonenespanol.com/mexico/educacion-superior/sears_index/sears-fisica-universitaria-1

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Jun 24 2018
Los 4 tipos de MODELOS CIENTÍFICOS

Modelos

Un modelo es una representación material o mental de un fenómeno, un objeto o un proceso. Se usan para poder analizar una realidad que no puede ser observada en forma directa, de forma más sencilla, basándose, generalmente, en analogías.

En el arte, los modelos son, por lo general, objetos para ser copiados. Los modelos científicos son copias de los objetos, ya que sólo son simulaciones o representaciones sencillas y acotadas de ellos.

Modelo del ciclo protón-protón.
Éste es un modelo escolar del complejo ciclo de reacciones que ocurren en el interior del Sol: el ciclo protón-protón. Los círculos rojos representan protones; los azules, neutrones; los verdes, neutrinos; y los amarillos, positrones. Es una representación sencilla que facilita el estudio, dejando de lado múltiples factores que pueden ser encontrados en un modelo científico.

La construcción de un modelo.

https://youtu.be/RVTlm6nRtfk

Cuando se construye un modelo, existen cuatro pasos básicos que se deben tener en cuenta:

  1. La elección del objeto a modelar: corresponde al fenómeno u objeto que se representará, tal como una fuerza, una proteína, el sistema digestivo de un perro, el continente africano, etc. Podemos decir, entonces, que un objeto a modelar puede ser cualquier parte del universo que se quiera analizar, con límites reales o imaginarios. ¿Qué significa esto último? Imagínate que un meteorólogo quiere analizar el clima de Buenos Aires, en Argentina. El estudio de su atmósfera tendrá limites imaginarios, pues no puede “encapsular” el aire que allí se encuentra.
  2. La percepción del objeto: a partir de los datos obtenidos, que incluyen su apreciación por medio de uno o múltiples sentidos, como la vista o el tacto. Por ejemplo, un mapa ofrece la representación de una porción de superficie, siendo percibida mediante los ojos. Evidentemente, es una imagen parcial, pues no puede representar todos los detalles del sitio real.
  3. La representación del objeto. Un sistema de imágenes, ideas o juicios puede construir una representación, usando los datos de la percepción y la memoria.
  4. La fabricación de un artefacto. Ya sea un artefacto concreto o una idea, esto funcionará como analogía del objeto o fenómeno original, permitiendo una comparación. ¿Una comparación de qué? Se deben reconocer semejanzas y diferencias. Un artefacto concreto puede ser una maqueta de la membrana plasmática, por ejemplo. Una idea puede ser, por ejemplo, la teoría neordarwinista.
Galería Ensamble
Esta fotografía de los tallos de una planta trepadora es el “artefacto” de un modelo concreto. NO es la planta trepadora, sino una representación bidimensional de ella. (c) Ensamble de Ideas 2018.
Disponible en https://www.youtube.com/watch?v=RVTlm6nRtfk

¿Cuáles son los tipos de modelos científicos que existen?

Existen tres tipos de modelos científicos:

  • Formales se obtienen como producto de trabajos de investigación referidos a áreas centrales de cada una de las disciplinas científicas. Un claro ejemplo de modelo formal es el modelo atómico de Rutherford o la Teoría de la Relatividad.
  • Materiales son, por lo general, representaciones concretas de los modelos formales, expresados a través de un lenguaje específico, como el de la física. Una imagen impresa en una radiografía es un modelo material, por ejemplo. Otro ejemplo de modelo material es la fotografía de los tallos de una planta trepadora que encuentras en este artículo.
  • Modelos matemáticos son representaciones matemáticas de teorías y leyes. No necesariamente pueden ser expresados mediante fórmulas o ecuaciones, sino también mediante símbolos, gráficos o diagramas. La ecuación que corresponde a la Ley de Boyle-Mariotte, referida a las leyes de los gases \( P\cdot v=k\)) es un modelo matemático.

Algunas biblografías sugieren la existencia de un cuarto tipo de modelos:

  • Computacionales: Son programas de computadora diseñados para simular y estudiar fenómenos o procesos complejos. Estos modelos utilizan algoritmos y reglas que imitan el comportamiento de un sistema real. Se utilizan para simular el clima, predecir la propagación de enfermedades o analizar los efectos de diferentes políticas públicas, entre muchas otras aplicaciones.

En conclusión, los modelos son herramientas poderosas que nos ayudan a comprender, analizar y predecir fenómenos o sistemas complejos. Nos permiten simplificar la realidad y explorar diferentes escenarios de manera controlada, lo que resulta invaluable en el avance del conocimiento y la toma de decisiones informadas.

Actividades

  1. En base a esta información, te proponemos clasificar los siguientes ejemplos en alguno de los tres tipos de modelos que existen. ¡Manos a la obra!
  • Una fotografía de una bacteria.
  • Un mapa de la Ciudad de México.
  • La teoría heliocéntrica.
  • La famosa ecuación de Einstein, \( E=m\cdot c^2\).
  • Un video de las olas del mar en las costas de Chile.
  • El modelo atómico de Bohr.
  • Un gráfico de la cantidad de nacimientos que hubo en 2003 en la ciudad de Lima, en Perú.

2. El texto propone un sistema con límites imaginarios (el de la atmósfera bonaerense). Da un ejemplo de sistema con límites reales. Da otro ejemplo similar de sistema con límite imaginario que se te ocurra.

3. Realiza un cuadro conceptual con los contenidos más importantes del texto leído.

4. Proponé dos ejemplos de modelo formal, dos ejemplos de modelo material y dos ejemplos de modelo matemático, que no aparezcan en este artículo.

5. ¿Conoces algún tipo de modelo computacional? ¡Cuéntanos cuál conoces o bien investiga alguno para esta actividad!

Mesografía Sugerida

En el portal argentino Educ.ar del Ministerio de Educación de la Argentina, podrás encontrar múltiples actividades sobre Modelos Científicos, disponibles en: https://www.educ.ar/recursos/70054/los-modelos-cientificos

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Jun 21 2018
Los TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS

Hemos visto en otros artículos que a los cambios químicos (esos fenómenos en los que cambia la naturaleza de las sustancias involucradas en el proceso) se los denomina reacciones químicas, que consisten en una combinación de átomos para formar nuevas sustancias o en la descomposición de compuestos en sus átomos u otras sustancias. Hemos visto también que a estas reacciones químicas se las puede modelizar mediante ecuaciones químicas. En esta oportunidad, analizaremos los tipos de reacciones químicas más populares.

Reacciones Químicas

Los tipos de reacciones químicas

De acuerdo a la ubicación y reubicación de átomos entre compuestos involucrados en el cambio químico, a la variación de los números de oxidación de los átomos involucrados y la energía que se pone en juego en el proceso, podemos clasificar las reacciones químicas en:

Reacciones químicas de síntesis

Una reacción de síntesis, en química, es una reacción que implica la combinación directa de dos o más reactivos para generar un producto. Los reactivos pueden ser átomos o compuestos. Se pueden simbolizar de la siguiente forma:  \( A+B\rightarrow C\) . En otras palabras, dos o más reactivos se combinan para dar lugar a un sólo producto final.

Reacciones químicas de descomposición

Una reacción de descomposición, en química, es una reacción en la que un único reactivo se descompone y forma dos o más productos. Son reacciones teóricamente opuestas a las reacciones de síntesis y se pueden simbolizar de la siguiente forma: \( A\rightarrow B+C\).

En el caso en el que las reacciones de descomposición se produzcan por la presencia de un agente externo, pueden ser clasificadas en tres tipos diferentes. Veamos cada una de ellas:

  • Reacción térmica. Estas reacciones son producidas por la presencia de una temperatura elevada.
Reacciones químicas de la vida cotidiana
Un ejemplo de reacción térmica es la reacción que ocurre en los airbag, en los que -ante un impacto-, un mecanismo genera una temperatura de 275 °C y esto desencadena la reacción de descomposición de la azida de sodio en sodio y nitrógeno gaseoso. Este último será el responsable de inflar el airbag.
  • Reacción electrolítica. Estas reacciones son producidas por la presencia de una corriente eléctrica). Por ejemplo, la electrólisis del agua ocurre cuando se le hace pasar una corriente eléctrica al H2O, dando lugar al hidrógeno gaseoso y oxígeno gaseoso según: H2O (l) → H2 (g) + O2 (g)
  • Reacción catalítica (producida por la acción de un catalizador). En nuestro organismo, ocurren numerosas reacciones de este tipo. Por ejemplo, el almidón que contiene ciertos alimentos es descompuesto en la boca a maltosa, por acción de la amilasa salivar, un catalizador biológico presente en la saliva. ¿Lo sabías?

Reacciones químicas de sustitución simple

Una reacción de sustitución simple, en química, es una reacción en la que un átomo reemplaza a otro que forma parte de un compuesto. Esta reacción puede ser modelizada según la ecuación:

A+BC→AB+C

Reacciones químicas de sustitución doble

Una reacción de sustitución doble, en química, es una reacción semejante a la de sustitución simple, sólo que, en esta clase de reacciones, los iones en solución acuosa de dos compuestos intercambian sus posiciones, generando, por ejemplo, un compuesto poco miscible con el agua. Uno de los productos, de carácter sólido, precipita al fondo del recipiente en donde ocurre la reacción química. Esta clase de reacciones puede ser modelizada según la ecuación:

\( AB+CD\rightarrow AC+BD\)

Un ejemplo de reacción de síntesis es la reacción del nitrato de plata con el bromuro de litio:

AgNO3 (ac) + LiBr (ac) → LiNO3(ac) + AgBr (s)

Como se observa, hubo un “intercambio” de lugares entre los compuestos involucrados.

Reacciones químicas Rédox (óxido-reducción)

Las reacciones rédox o de óxido-reducción son aquéllas en las que cambia el número de oxidación de los átomos involucrados. En el artículo de nomenclatura de hidruros, hemos definido como número de oxidación a la carga asignada a cada átomo de un compuesto químico. Por ejemplo, veamos el caso de la formación de óxido ferroso:

2 Fe (s) + O2 (g) → 2 FeO (s)

Aquí, el número de oxidación del hierro como reactivo es 0, mientras que la del oxígeno, también. En los productos, el hierro tiene número de oxidación +2 (se oxidó) y el oxígeno tiene número de oxidación -2 (se redujo).

Reacciones químicas de neutralización

Las reacciones de neutralización son aquellas reacciones en las que se hace combinar un ácido con una base para formar una sal y agua, según la ecuación:

ÁCIDO + BASE → SAL + H2O

Un ejemplo de reacción de neutralización es la que ocurre entre el ácido clorhídrico (HCl) y el hidróxido de sodio (NaOH), según:

HCl (ac) + NaOH (ac) → NaCl (ac) + H2O (l)

Reacciones químicas endotérmicas

Las reacciones endotérmicas son aquellas reacciones químicas que absorben energía durante el fenómeno químico. Por ejemplo, la descomposición del agua en hidrógeno gaseoso y oxígeno gaseoso es una reacción endotérmica, pues necesita de energía para que se produzca, según:

2 H2O (l) + energía → 2 H2 (g) + O2 (g)

Reacciones químicas exotérmicas

Las reacciones exotérmicas son aquellas reacciones químicas que liberan energía durante el fenómeno químico. Por ejemplo, la combustión del metano es una reacción exotérmica, pues libera energía en forma de luz y calor al producirse, según:

CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)

Actividades

Clasificar las siguientes reacciones químicas:

  1. AgNO3(ac) + LiBr (ac) →   LiNO3(ac) + AgBr (s)
  2. H2O (l)  → H2 (g) + O2 (g)
  3. 2 Fe (s) + O2(g) → 2 FeO (s)
  4. Fe (s) + Br2(g) → FeBr2

Fuentes

Atkins & Jones; “Principios de Química: Los caminos del descubrimiento”, disponible en: https://www.medicapanamericana.com/Libros/Libro/4433/Principios-de-quimica.html

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Jun 19 2018
¿Qué tipos de PLANTAS TREPADORAS existen?

Tigmotropismo

El tigmotropismo es la respuesta lenta e irreversible de las plantas a los estímulos mecánicos. Esta respuesta, que les permite a las plantas trepadoras elevarse del suelo en dirección a la luz del sol, es posible gracias a que presentan algunas estructuras para trepar sobre otras plantas o algún soporte, como caños, paredes o postes. Según las estructuras que usan para trepar, las plantas trepadoras pueden dividirse en diferentes clases. ¡Veamos cada una de ellas!

Tipos de plantas trepadoras

Plantas con zarcillos

Tipos de plantas trepadoras: plantas con zarcillos.
Zarcillo de la vid de uva.

Tienen tallos, hojas o pecíolos que pueden enrollarse entre sí o sobre diversas superficies, y sostener la planta, como ocurre con la vid.

Plantas con tallos volubles.

Las plantas con tallos volubles se enrollan en los soportes por medio de tallos, como en la planta de poroto.

Plantas con tallo voluble. Imagen de Galerías Ensamble de Ideas.
Planta Trepadora.

Plantas con raíces aéreas.

Las plantas con raíces aéreas trepan y se afirman con sus raíces aéreas incluso a superficies con poco agarre, como las paredes, tal como sucede con la Enamorada del Muro.

Ficus repens (“Enamorada del Muro”).

Mesografía Sugerida

El portal argentino Biología.edu.ar (Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional del Nordeste, Corrientes, Argentina) presenta un gran artículo sobre plantas trepadoras y epífitas, disponible en http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema3/tema3_5luz.htm Te recomendamos echarle un vistazo.

Te recomendamos, además, el artículo de Ensamble de Ideas disponible en:

Respuestas de las plantas: Las NASTIAS, TROPISMOS y RITMOS CIRCADIANOS
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Jun 18 2018
TRePEV y la geometría molecular
trepev geometria molecular

Introducción

Las fórmulas de Lewis permiten visualizar la manera en que los electrones se vinculan en una molécula. No obstante, al dibujar la estructura según Lewis, lo hacemos en un plano; es decir, sobre el papel. No tenemos en cuenta que las moléculas o cualquier otra partícula se encuentran en espacios tridimensionales.

Teoría de Repulsión de los Pares de Electrones de Valencia o TRePEV
En otras palabras, las partículas tienen una estructura espacial.

Teoría de Repulsión de los Pares de Electrones de Valencia o TRePEV

La forma de la molécula y su polaridad es muy importante para la química, pues gracias a su estudio podemos comprender algunas propiedades de cada sustancia, como la solubilidad o los puntos de ebullición. La Teoría de Repulsión de los Pares de Electrones de Valencia o TRePEV es un modelo teórico que se utiliza para representar la geometría molecular, elaborada por los ingleses Nevil  V. Sidgwick y Herbert Powell en la década del 1940. Ellos, experimentalmente, comprobaron la forma de algunas moléculas y enunciaron:

  • Los electrones de valencia de los átomos que componen la molécula o ion se distribuyen en pares, alrededor de un átomo central.
  • Como los pares de electrones se repelen entre sí, ocupan en el espacio posiciones en las cuales la repulsión sea mínima (lo más alejados que sea posible).
  • Los pares de electrones no compartidos (pares de electrones libres), se repelen con mayor intensidad, por lo cual ocupan mayor espacio.
  • Los enlaces dobles o triples se indican como simples (se considera que el efecto que producen es equivalente).

En pocas palabras, la teoría de Sidgwick y Powell nos dice que los electrones se orientan en el espacio, de manera que la distancia entre ellos sea máxima, para que la repulsión de sus nubes electrónicas sea mínima.

Las formas posibles de las moléculas serán:

formas posibles de moleculas
Derechos pertenecientes a su autor.


Algunos ejemplos de geometrías moleculares:
LINEAL, 180°: BeH2, BeF2, CdI2, ZnBr2, CO2
ANGULAR, <120°: PbCl2, SnCl2, SO2
ANGULAR, <109,5°: H2O, I2O, H2S, OF2
TRIANGULAR, 120°: BH3, BF3, BI3, AlCl3, SO3
PIRAMIDAL, <109,5°: NH3, PH3, PF3, NCl3, PCl3
TETRAÉDRICA, 109,5°: CH4, SiH4, CCl4

Geometría molecular según Trepev – Ensamble de Ideas – Copyright MMXXII
 

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Jun 13 2018
El ciclo de Calvin explicado fácil
El ciclo de Calvin

El ciclo de Calvin

En las células vegetales, la energía y la capacidad reductora que se generan en la etapa lumínica se utilizan para la conversión del CO2 en glúcidos.

El ciclo de Calvin consta de tres etapas:

1) La fijacion del carbono (por acción de la enzima ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa: “RUBISCO“).
2) La reducción del carbono fijado para la síntesis de la hexosa.
3) La regeneración de la ribulosa- 1,5-bifosfato.

El ciclo de Calvin comienza con la fase de fijación, cuando moléculas de ribulosa-1,5-bisfosfato se transforman en 3-fosfoglicerato por acción de la importantísima enzima ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa, dando lugar a tres moléculas de dióxido de carbono. Las moléculas de 3-fosfoglicerato da lugar a la 1,3-bisfosfoglicerato, por acción de la 3PGquinasa. En este punto, las moléculas de ATP pasan a ser ADP + fosfato.

En la segunda fase, de reducción, la molécula de 1,3-bisfosfoglicerato, por acción de la enzima GA3Pdeshidrogenasa, se transforma en gliceraldehído-3P, la cual contiene 18 carbonos. En esta reacción, 6 NADPH dan lugar a 6 NADP. El gliceraldehído-3P formado pasa a ser GA-3P (de 15 carbonos). Esta última permite que se obtengan hidratos de carbono, que luego pueden almacenarse como almidón, por ejemplo. La GA-3P que continúa en el ciclo pasa a la tercera y última fase.

En esta Fase III, donde se da la regeneración del aceptor, las enzimas isomerasas, transcetolasas, aldolasas y fosforribuloquinasa catalizan la reacción que ocurre cuando la GA-3P pasa a ser ribulosa-1-5-bisfosfato, que era la molécula inicial del proceso, por lo que el ciclo vuelve a comenzar.

El ciclo de Calvin – Ensamble de Ideas – Copyright MMXXII

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Jun 3 2018
El ORIGEN DE LA VIDA según OPARIN y HALDANE.
Oparin y Haldane

El origen de la vida según Oparín y Haldane

Alexander Oparín (1894-1980) y John B. Haldane (1892-1964) presentaron una hipótesis acerca del origen de la primera célula, es decir, de cómo se habrá originado la vida hace unos 3.500 millones de años. En esa época, la actividad volcánica liberó grandes cantidades de gases a la atmósfera. Entre estos gases estaban el metano (CH4), el vapor de agua (H2O), el amoníaco (NH3). y el hidrógeno (H2).

Las radiaciones cósmicas, junto con las descargas eléctricas de las tormentas y la luz ultravioleta (UV) provenientes del Sol, dieron lugar a compuestos orgánicos que fueron arrastrados hacia lagos y mares primitivos, por acción de grandes lluvias originadas por la condensación de gases -al enfriarse la superficie terrestre-. Es así como se formó el denominado caldo primitivo.

Es importante marcar que la aparición de moléculas orgánicas a partir de las condiciones de la Tierra primitiva pudo ser puesta a prueba en el laboratorio gracias al experimento de Stanley Miller en 1953, el cual fue un éxito: al realizar la experiencia que recreaba dichas condiciones, se formaron aminoácidos, los monómeros de las proteínas, que son biomoléculas presentes en todos los seres vivos.

Cuando algunas de las moléculas orgánicas se agruparon, formaron estructuras semejantes a membranas celulares. Otras eran capaces de contener información biológica, como hace el ADN. Éstas y otras moléculas, con el tiempo, quedarían “atrapadas” en sistemas membranosos. Estas estructuras que poseían características de un sistema abierto capaz de intercambiar materia y energía con el entorno fueron los coacervados, que darían lugar a la primera célula. Es importante aclarar que los coacervados eran sistemas abióticos (es decir, no tenían vida)

El experimento de Miller y Urey

Miller y Urey han realizado el siguiente experimento recreando as condiciones de la Tierra primitiva. Se han obtenido aminoácidos (compuestos orgánicos) a partir de compuestos inorgánicos.

Experimento de Miller y Urey, en base a la teoría de Oparin Y Haldane, para explicar el origen de la vida.
Wikimedia Commons

Una curiosidad sobre Oparin y Haldane:

¿Sabías que la hipótesis de Oparin y Haldane fue presentada en la década de 1920 y en forma independiente. Es decir, ambos investigadores presentaron sus ideas por separado?

La Tierra Primitiva

Observen el siguiente video de National Geographic sobre la Tierra Primitiva,

https://www.youtube.com/watch?v=X0YlgUj4tM0
Disponible en https://www.youtube.com/watch?v=X0YlgUj4tM0

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