¿Qué Es El Plasma?

Es un estado de la materia, generalmente gaseoso, en el que algunos o todos los átomos o moléculas están disociados en forma de iones. Los plasmas están constituidos por una mezcla de partículas neutras, iones positivos (átomos o moléculas que han perdido uno o más electrones) y electrones negativos. Un plasma es conductor de la electricidad, pero cuando su volumen supera la llamada longitud de Debye presenta un comportamiento eléctricamente neutro. A escala microscópica, que corresponde a dimensiones inferiores a la longitud de Debye, las partículas de un plasma no presentan un comportamiento colectivo, sino que reaccionan individualmente a perturbaciones como por ejemplo un campo eléctrico.

En la Tierra, los plasmas no suelen existir en la naturaleza, salvo en los relámpagos, que son trayectorias estrechas a lo largo de las cuales las moléculas de aire están ionizadas aproximadamente en un 20%, y en algunas zonas de las llamas. Los electrones libres de un metal también pueden ser considerados como un plasma. La mayor parte del Universo está formado por materia en estado de plasma. La ionización está causada por las elevadas temperaturas, como ocurre en el Sol y las demás estrellas, o por la radiación, como sucede en los gases interestelares o en las capas superiores de la atmósfera, donde produce el fenómeno denominado aurora.

Los plasmas pueden crearse aplicando un campo eléctrico a un gas a baja presión, como en los tubos fluorescentes o de neón. También puede crearse un plasma calentando un gas neutro hasta temperaturas muy altas. En general, las temperaturas son demasiado altas para aplicarlas externamente, por lo que se calienta el gas internamente inyectando en él iones o electrones de alta velocidad que pueden colisionar con las partículas de gas y aumentar su energía térmica. Los electrones del gas también pueden ser acelerados por campos eléctricos externos. Los iones procedentes de estos plasmas se emplean en la industria de semiconductores para grabar superficies y producir otras alteraciones en las propiedades de los materiales.

En los plasmas muy calientes, las partículas adquieren suficiente energía como para producir reacciones nucleares al colisionar entre sí. Estas reacciones de fusión son la fuente de calor en el núcleo del Sol, y los científicos intentan crear en los laboratorios plasmas artificiales donde las reacciones de fusión puedan producir energía para generar electricidad.

El Método Científico (Review)

Es el método de estudio sistemático de la naturaleza que incluye las técnicas de observación, reglas para el razonamiento y la predicción, ideas sobre la experimentación planificada y los modos de comunicar los resultados experimentales y teóricos.

La ciencia suele definirse por la forma de investigar más que por el objeto de investigación, de manera que los procesos científicos son esencialmente iguales en todas las ciencias de la naturaleza; por ello la comunidad científica está de acuerdo en cuanto al lenguaje en que se expresan los problemas científicos, la forma de recoger y analizar datos, el uso de un estilo propio de lógica y la utilización de teorías y modelos. Etapas como realizar observaciones y experimentos, formular hipótesis, extraer resultados y analizarlos e interpretarlos van a ser características de cualquier investigación.

En el método científico la observación consiste en el estudio de un fenómeno que se produce en sus condiciones naturales. La observación debe ser cuidadosa, exhaustiva y exacta.

A partir de la observación surge el planteamiento del problema que se va a estudiar, lo que lleva a emitir alguna hipótesis o suposición provisional de la que se intenta extraer una consecuencia. Existen ciertas pautas que han demostrado ser de utilidad en el establecimiento de las hipótesis y de los resultados que se basan en ellas; estas pautas son: probar primero las hipótesis más simples, no considerar una hipótesis como totalmente cierta y realizar pruebas experimentales independientes antes de aceptar un único resultado experimental importante.

La experimentación consiste en el estudio de un fenómeno, reproducido generalmente en un laboratorio, en las condiciones particulares de estudio que interesan, eliminando o introduciendo aquellas variables que puedan influir en él. Se entiende por variable todo aquello que pueda causar cambios en los resultados de un experimento y se distingue entre variable independiente, dependiente y controlada.

Variable independiente es aquélla que el experimentador modifica a voluntad para averiguar si sus modificaciones provocan o no cambios en las otras variables. Variable dependiente es la que toma valores diferentes en función de las modificaciones que sufre la variable independiente. Variable controlada es la que se mantiene constante durante todo el experimento.

En un experimento siempre existe un control o un testigo, que es una parte del mismo no sometida a modificaciones y que se utiliza para comprobar los cambios que se producen.

Todo experimento debe ser reproducible, es decir, debe estar planteado y descrito de forma que pueda repetirlo cualquier experimentador que disponga del material adecuado.

Los resultados de un experimento pueden describirse mediante tablas, gráficos y ecuaciones de manera que puedan ser analizados con facilidad y permitan encontrar relaciones entre ellos que confirmen o no las hipótesis emitidas.

Una hipótesis confirmada se puede transformar en una ley científica que establezca una relación entre dos o más variables, y al estudiar un conjunto de leyes se pueden hallar algunas regularidades entre ellas que den lugar a unos principios generales con los cuales se constituya una teoría.

Según algunos investigadores, el método científico es el modo de llegar a elaborar teorías, entendiendo éstas como configuración de leyes. Mediante la inducción se obtiene una ley a partir de las observaciones y medidas de los fenómenos naturales, y mediante la deducción se obtienen consecuencias lógicas de una teoría. Por esto, para que una teoría científica sea admisible debe relacionar de manera razonable muchos hechos en apariencia independientes en una estructura mental coherente. Así mismo debe permitir hacer predicciones de nuevas relaciones y fenómenos que se puedan comprobar experimentalmente.

Las leyes y las teorías encierran a menudo una pretensión realista que conlleva la noción de modelo; éste es una abstracción mental que se utiliza para poder explicar algunos fenómenos y para reconstruir por aproximación los rasgos del objeto considerado en la investigación.

Balzer, W. Cómo hacer teorías. Madrid: Alianza Editorial, 1997. Texto divulgativo en el que se explican los diferentes procesos que conducen a la formulación de una teoría.

Gete-Alonso, J. C. y Del Barrio, V. Medida y realidad. Barcelona: Biblioteca Alhambra, 1988. Texto de carácter didáctico y práctico en el que a través de una serie de actividades y ejercicios se analizan las características del método científico.

Latour, Bruno y otros. La vida en el laboratorio. La construcción de los hechos científicos. Madrid: Alianza Universidad, 1996. Interesante libro de divulgación en el que un filósofo y un sociólogo analizan y critican el comportamiento de los científicos en sus laboratorios.

López Cano J. L. Método e hipótesis científicas. México: Editorial Trillas, 1980. Estudio del método científico utilizando diferentes ejemplos históricos.

Poincare, Henri. Sobre la ciencia y su método. Barcelona: Círculo de Lectores, 1997. Este gran científico describe con sencillez y claridad la esencia del método científico.

Popper, Karl. La lógica de la investigación científica. Madrid: Editorial Tecnos, 1967. Texto clásico que ha dado lugar a una nueva forma de ver el método científico y en el que se plantea la investigación científica, no como fruto de un método inductivo, sino como el resultado de contrastar y “falsar” hipótesis.

Riveros, G. y Rosas, L. El método científico aplicado a las ciencias experimentales. México: Editorial Trillas, 1982. Texto didáctico en el que se describe cómo aplicar el método científico en la enseñanza de las ciencias experimentales.

Royston, M. Descubrimientos accidentales en la ciencia. Madrid: Alianza Editorial, 1992. Analiza las circunstancias que se dieron en algunos descubrimientos y determina el grado de importancia que tuvo la casualidad en todos ellos.

Usabiaga, C. y otros. Aproximación didáctica al método científico. Madrid: Narcea Ediciones, 1984. Reflexión didáctica sobre los principales procesos del método científico y su utilización en la didáctica de las ciencias.

¿Qué es el mol?

Es una unidad básica del Sistema Internacional de unidades, definida como la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas) como átomos hay en 0,012 kg (12 g) de carbono 12. Esa cantidad de partículas es aproximadamente de 6,0221 × 10²³, el llamado número de Avogadro. Por tanto, un mol es la cantidad de cualquier sustancia cuya masa expresada en gramos es numéricamente igual a la masa atómica de dicha sustancia.

Los Hidratos de Carbono (nivel inicial)

¿Sabías que el azúcar que usas en casa es un hidrato de carbono? Hay muchos alimentos ricos en hidratos de carbono. Además, entre un 2% y un 3% de tu cuerpo está compuesto por hidratos de carbono, y el 55% de las calorías, o lo que es lo mismo, del ‘combustible’ que tu organismo necesita, procede de los hidratos de carbono.

¿QUÉ SON LOS HIDRATOS DE CARBONO?

Se llaman compuestos orgánicos aquellos que contienen el elemento carbono. Los hidratos de carbono son un grupo de compuestos orgánicos que además de carbono tienen hidrógeno y oxígeno. Los hidratos de carbono también reciben el nombre de carbohidratos o glúcidos y son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza. Las plantas verdes y las bacterias producen hidratos de carbono mediante un proceso que se llama fotosíntesis.

Los hidratos de carbono se encuentran en las plantas, los animales y los microorganismos, y, además de formar parte de la estructura de los diferentes seres vivos, son almacenados y utilizados como fuente de energía. Los hidratos de carbono son uno de los tres componentes principales de nuestros alimentos.

TIPOS DE HIDRATOS DE CARBONO

Según su tamaño, los hidratos de carbono se clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

Los monosacáridos o azúcares simples son los hidratos de carbono más pequeños y contienen de tres a siete átomos de carbono. Son solubles en agua y su sabor es dulce. La glucosa es el monosacárido más abundante y es la principal fuente de energía de nuestro organismo. Además de encontrarse en el cuerpo humano, la glucosa está en diversos alimentos, como el zumo de muchas frutas. Otro monosacárido es la fructosa, que también está en la fruta y recibe el nombre de azúcar de la fruta.

Los disacáridos o azúcares dobles se forman cuando dos moléculas de monosacáridos se unen. Los disacáridos también son solubles en agua y su sabor es dulce. ¿Sabes que el azúcar que utilizas en tu casa y el que contiene la leche son disacáridos? El azúcar de mesa es un disacárido llamado sacarosa que está formado por dos monosacáridos, glucosa y fructosa. El azúcar de la leche de todos los mamíferos se llama lactosa y está formado por dos monosacáridos, glucosa y galactosa.

Los polisacáridos son los hidratos de carbono de tamaño más grande y están formados por la unión de muchos monosacáridos. La mayoría de los polisacáridos son insolubles y su sabor no es dulce. Numerosos polisacáridos forman parte de las paredes y las cubiertas de las células de las bacterias, los animales y los vegetales. Un ejemplo es la celulosa que forma las paredes rígidas de las células de las plantas. Los hidratos de carbono también se almacenan como reserva de energía en los animales y en las plantas. En las células de los animales lo hacen principalmente en forma de glucógeno, un polisacárido formado por la unión de muchas moléculas de glucosa. En las plantas se almacenan en forma de almidón.

¿QUÉ OCURRE EN NUESTRO ORGANISMO CON LOS HIDRATOS DE CARBONO DE LOS ALIMENTOS?

Durante la digestión, gracias a la acción de diferentes enzimas, los polisacáridos y disacáridos de los alimentos se rompen en monosacáridos, principalmente en glucosa.

Los monosacáridos atraviesan las paredes del intestino delgado y pasan a la sangre, que los transporta hasta el hígado. Una vez allí, se convierten en glucosa. La glucosa se trasforma en glucógeno, el cual se almacena en el hígado o entra en la circulación sanguínea para ser utilizado por las células. Las células musculares también pueden transformar la glucosa en glucógeno para su almacenamiento.

Si la cantidad de glucosa es abundante, el hígado puede convertirla también en lípidos. Los lípidos se acumularán en el tejido graso (adiposo) constituyendo también una importante reserva de energía.

¿CUÁL ES LA FUNCIÓN PRINCIPAL DE LOS HIDRATOS DE CARBONO EN EL SER HUMANO?

Los hidratos de carbono son la principal fuente de energía del organismo. En el ser humano, la mayoría de los carbohidratos que consumimos se transforman en glucosa. La glucosa es el principal ‘combustible’ que utilizan nuestras células en los procesos metabólicos. Algunas células, como las del cerebro, necesitan de forma constante glucosa, y por esta razón, es muy importante que siempre exista una determinada cantidad de este hidrato de carbono en sangre.

Nuestro organismo ‘guarda’ también parte de los hidratos de carbono en forma de glucógeno como reserva de energía. El glucógeno se almacena en el hígado y en el músculo esquelético. Cuando no hay suficiente cantidad de glucosa en la sangre, el glucógeno se trasforma fácilmente en glucosa y esta pasa a la circulación sanguínea, desde donde es llevada a las distintas partes del cuerpo para que las células puedan utilizarla.

Además, algunos hidratos de carbono se combinan con proteínas (glucoproteínas) o lípidos (glucolípidos) y forman parte de estructuras de las células y de sus paredes. Por ejemplo, la desoxirribosa es un azúcar que forma parte del ADN (ácido desoxirribonucleico), la molécula que forma los cromosomas que contienen la información sobre la herencia.