MATERIA Y ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS

LOS ECOSISTEMAS

Un ecosistema es un conjunto de seres vivos interrelacionados y que habitan en un medio determinado que influye sobre ellos. En un ecosistema diferenciamos:el biotopo (medio físico) y la biocenosis (seres vivos)

ECOSISTEMA = BIOTOPO + BIOCENOSIS

La biocenosis esta constituída por todos los seres vivos y también podemos denominarla comunidad. Las comunidades se hallan formadas por grupos de organismos de distintas especies. A los organismos de la misma especie que viven en un ecosistema y relacionados entre sí los consideramos una población.

1) NOMBRA ORGANISMOS DE LA BIOCENOSIS Y CARACTERÍSTICAS DEL BIOTOPO DEL ECOSISTEMA REPRESENTADO EN LA IMAGEN SUPERIOR


LOS FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS


Los seres vivos de un ecosistema se hallan influídos por otros seres vivos y por el medio. Son los que denominamos factores bióticos y abióticos.

2) NOMBRA LOS FACTORES ABIÓTICOS O AMBIENTALES CITADOS EN LA ACTIVIDAD

Denominamos factores bióticos a las relaciones que se establecen entre los seres vivos de la misma especie (relaciones intraespecíficas) o de diferentes especies (relaciones interespecíficas).

•RELACIONES INTRAESPECÍFICAS

Dentro de la misma especie podemos diferenciar distintos tipos de relaciones: así tenemos familias, colonias, sociedades. Según el tipo de agrupación se establecen relaciones de competencia o de ayuda entre organismos pertenecientes al grupo o no.

3) AVERIGUA EL TIPO DE RELACIÓN DE CADA ESPECIE

•RELACIONES INTERESPECÍFICAS

Se dan entre individuos de distintas especies y las principales son:

Depredación cuando uno mata al otro organismo y se lo come. Sería una relación (+,-).

Parasitismo cuando un organismo, el huésped, vive sobre otro de que se alimenta sin matarle pero le causa un perjuicio. Sería una relación (+,-).

Comensalismo cuando uno se alimenta de los restos que deja otro (0,+).

Mutualismo cuando dos individuos se ayudan ocasionalmente (+,+).

Simbiosis cuando se ayudan mutuamente pero han de vivir juntos (+,+).

Competencia cuando luchan por un mismo recurso. Uno gana y el otro pierde (+,-).

4) EJERCICIOS SOBRE RELACIONES INTERESPECÍFICAS

LOS FLUJOS DE MATERIA Y ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS

En los ecosistemas la materia y la energía van pasando de unos organismos a otros. Sin embargo hay diferencias en dicho flujo. La materia se recicla pero la energía se va perdiendo en forma de calor. 5) VISUALIZA LAS SIGUIENTES ANIMACIONES. APUNTA EL NOMBRE DE VARIOS PRODUCTORES, CONSUMIDORES Y DESCOMPONEDORES.

CADENAS Y REDES TRÓFICAS

Los organismos de un ecosistema establecen una serie de relaciones tróficas. Si representamos estas relaciones podemos obtener cadenas o redes tróficas. Otro modo de representación son las pirámides tróficas.

6) AVERIGUA LOS COMPONENTES DE LA CADENA TRÓFICA DEL EJERCICIO


7) VISUALIZA EL CICLO DEL CARBONO Y COPIA EL ESQUEMA


CONTAMINACIÓN

Fíjate en el mapa de Madrid. Cada punto corresponde a una estación de medida de la contaminación atmosférica. Pincha en dos de ellas, elige un contaminante y escribe a qué horas los niveles de contaminación son mayores. 8) CONTAMINACIÓN EN MADRID

9) ¿QUÉ TIPO DE RESIDUOS SE ECHA EN CADA CONTENEDOR?.

EL SONIDO

El sonido es una vibración de los cuerpos que se transmite por un medio material y que es percibido por el oído.
Cuando hablamos de vibración consideramos que es una oscilación con repecto a una posición de equilibrio. Si la vibración se transmite por un medio material y es percibida por el oído, es cuando consideramos que se ha producido un sonido.

Los sonidos pueden representarse como una onda.

DISTINTAS ONDAS
LA FRECUENCIA DE UN SONIDO

La frecuencia es el número de vibraciones u oscilaciones completas que se efectúan en un segundo. Se mide en hercios (Hz). Los sonidos audibles son aquellos que se producen cuando un cuerpo vibra con una frecuencia entre 20 y 20.000 Hz.

CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO

LA VELOCIDAD DEL SONIDO es de 340 m/s.

SONORIDAD, TONO Y TIMBRE

La sonoridad está relacionada con la intensidad del sonido y se mide en decibelios. Si representamos el sonido como una onda, la sonoridad viene indicada por la longitud que tenga la altura de la onda. Distinguiríamos así sonidos fuertes o débiles.

El tono está relacionado con la frecuencia del sonido. Diferenciamos así tonos graves o agudos. El tono vendría representado por el número de oscilaciones que se produjeran en un tiempo determinado. A mayor número de oscilaciones el tono es más agudo y a menor el tono es grave.

El timbre permite diferenciar sonidos con la misma intensidad y tono. El timbre es debido a que la mayoría de los sonidos son mezclas de sonidos con distintas frecuencias y sonoridades. El conjunto de todos ellos es característico de cada sonido y es lo que denominamos timbre. Por ello podemos diferenciar a un violín de un clarinete, por ejemplo.




SONIDOS

EL CALOR Y LA TEMPERATURA

LA TEMPERATURA
La temperatura es la medida de la energía térmica de una sustancia. Esta definición nos indica que cuando se aumenta la temperatura de cualquier cuerpo, aumenta también la vibración de sus moléculas. La temperatura sería, por lo tanto, una cuantificación de la energía cinética (debida a la vibración) de las moléculas que constituyen un cuerpo.
En el siguiente vídeo se explica cómo en un gas las partículas se mueven y dicha vibración es la responsable de la temperatura. En los otros estados de la materia la temperatura también es dependiente de la vibración que presentan las partículas que forman cada sustancia o cuerpo material.


EFECTOS DE LA TEMPERATURA

Como consecuencia del incremento de la vibración, el aumento de la temperatura produce: la dilatación de los cuerpos y también puede producir los cambios de estado en un cuerpo material.

MEDIDA DE LA TEMPERATURA
La temperatura se mide con los termómetros. Los termómetros tradicionales de mercurio contienen un bulbo, ensanchamiento, en su base relleno de mercurio. Este bulbo se prolonga en un tubo capilar. El aumento de temperatura ocasiona una dilatación del mercurio y el mayor o menor ascenso por el capilar. El mismo procedimiento siguen los termómetros de alcohol.
Las unidades de medida de la temperatura son los grados que pueden ser: grados centígrados, grados Kelvin o grados Farenheitt.
La equivalencia entre grados centígrados y Kelvin se consigue sumando 273 º a los grados centígrados obteniéndose la temperatura en grados Kelvin.

CALOR Y EQUILIBRIO TÉRMICO
El calor es un tipo de energía térmica pero es la energía térmica que se transfiere de un cuerpo a otro. Siempre se transfiere desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, independientemente de sus tamaños relativos.
La transferancia de calor entre dos cuerpos se produce hasta que se alcanza equilibrio térmico que se consigue cuando se igualan las temperaturas de ambos.
Las unidades de calor se miden en unidades de energía, por lo tanto se miden en julios aunque tradicionalmente se han medido en calorías. La equivalencia entre ambas unidades es:

1 caloría = 4,184 julios

TRANSFERENCIA DE CALOR

El calor puede transferirse de un cuerpo o sistema material a otro de varios modos:

• Conducción: transmisión en sólidos.


• Convección: transmisión en fluidos: líquidos, gases o sólidos con gran plasticidad.


• Radiación: a través de radiaciones electromagnéticas que pueden transferir el calor a través del vacío.

LABORATORIO VIRTUAL
LABORATORIO VIRTUAL (II)Diversas experiencias sobre la transmisión del calor.

EL MOVIMIENTO

Es el cambio de posición de un móvil con respecto a un sistema de referencia.

El movimiento de un objeto se produce por la acción sobre el objeto de una fuerza.

Llamamos sistema de referencia a aquel punto, objeto o sistema con respecto al cual el móvil se acerca o aleja.

En todo movimiento podemos definir varios conceptos:

Posición: lugar que ocupa el móvil.

Trayectoria: recorrido realizado por el móvil.

Espacio recorrido: longitud recorrida por el móvil medida sobre la trayectoria.

Desplazamiento: Es la distancia medida en línea recta entre la posición inicial y final del movimiento.

LA VELOCIDAD

Lavelocidad es la magnitud que mide la rapidez con la que un móvil se desplaza.
Se expresa como el espacio recorrido en un tiempo determinado

V = S / t

Las unidades de velocidad en el Sistema Internacional se dan en metros / segundo (m/s)

Para cambiar de unas unidades de velocidad a otras se sigue el siguiente procedimiento.

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME

REPRESENTACIÓN

GRÁFICA DEL MOVIMIENTO

ACTIVIDADES SOBRE EL MOVIMIENTO


EVALUACIÓN

FUERZA, TRABAJO Y ENERGÍA

LAS FUERZAS

Fuerza es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o de modificar su estado de reposo o de movimiento.
Las fuerzas se representan por flechas que indican la dirección y el sentido de la fuerza. También pueden indicar su intensidad.
ACTIVIDAD SOBRE LAS FUERZAS
EFECTOS DE LAS FUERZAS
TIPOS DE FUERZAS

Según modo de acción:

• Fuerzas que actúan por contacto: son aquellas que se aplican directamente sobre el cuerpo.
• Fuerzas a distancia: son las que actúan desde lejos, como la fuerza electromagnética o la gravedad.

Según su duración:

• Fuerzas instantáneas que actúan una porción de tiempo muy breve. Provocan un movimiento con velocidad uniforme (constante)
• Fuerzas constantes son las que actúan de forma continuada y producen un movimiento uniformemente acelerado.

Unidad de medida:

La unidad de fuerza es el Newton en el sistema internacional de medidas. Es la fuerza con que la Tierra atrae a un objeto de 102 g.

EL PESO

El peso de un cuerpo es la fuerza de atracción que ejerce sobre él la gravedad.
El peso depende de la masa del objeto y de la gravedad P = m.G. siendo G la aceleración de la gravedad.
Las unidades en las que se mide el peso son el Newton (N) y el kilopondio, que es la fuerza con que la Tierra atrae a un objeto de 1 kg de masa (Kp). 1Kp = 9,8 N.
"ACTIVIDADES SOBRE EL PESO"


EL EMPUJE

Según el principio de Arquímedes todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del volumen del líquido que desaloja.

E = V.d.g.

Relación entre densidades objeto y fluido y peso objeto y empuje fluido.

EFECTOS DE LAS FUERZAS

Sobre el movimiento

Las fuerzas cuando actúan sobre un objeto producen una modificación de su estado de reposo o de movimiento.

Cuando un objeto está en movimiento y sobre él no actúa ninguna fuerza el objeto continúa con un movimiento rectilíneo y uniforme.

Cuando una fuerza actúa de modo continuo sobre un cuerpo produce en él un movimiento uniformemente acelerado. La expresión de este efecto es:

F = m . a
a = F / m
m = F / a

En el vídeo puede observarse como el astronauta se mueve cuando se impulsa. Si no estuviera unido por un cordón a la nave, se alejaría indefinidamente de ella con un movimiento rectilíneo uniforme.

SOBRE LA DEFORMACIÓN DE LOS CUERPOS

Los sólidos pueden comportarse con respecto a una fuerza como sólidos deformables o no deformables.

Sólidos deformables: Pueden ser plásticos si no recuperan su forma inicial después de haber actuado sobre ellos una fuerza o elásticos si recuperan su forma inicial.

Sólidos no deformables: son los que no se deforman al actuar sobre ellos una fuerza. Si la fuerza es mayor a la resistencia que ofrecen, el sólido se rompe.

DEFORMACIÓN

FUERZA, TRABAJO Y ENERGÍA

Se llama trabajo al desplazamiento sufrido por un cuerpo cuando sobre él actúa una fuerza.

W = F . d

La unidad de medida del trabajo es u el julio. 1 julio es el desplazamiento de un cuerpo 1 m sobre el que se ha aplicado una fuerza de 1 N.

Energía es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo. La unidad de medida también es el julio.

Un tipo de energía es la energía mecánica. Distinguimos la cinética, debida al movimiento y la potencial debida a la altura. Un tipo especial de energía potencial es la potencial elástica que se almacena al deformar materiales elásticos.

Ec = ½ m . V2
Ep = m . g. h
Ep = P . h.

OTRA VISIÓN SOBRE EL TEMA

LA ENERGÍA

CALOR, TRABAJO Y ENERGÍA

Los sistemas materiales cambian sus propiedades iniciales. A los cambios que sufren los denominamos transformaciones. Estos cambios pueden ser de varios tipos.

• Cambio de posición, es decir cuando un objeto se mueve.
• Aumento o disminución de la temperatura.
• Deformación de un objeto o cambio de forma.
• Cambio de volumen por expansión o contracción.
• Cambios de estado.
  
  
  

Los cambios se producen cuando un cuerpo o sistema material interacciona con otro y pueden ser debidos al trabajo o al calor.

El trabajo se produce cuando un cuerpo se desplaza por la acción de una fuerza.
El calor es el intercambio que se da entre dos cuerpos que se hallan a distinta temperatura y entran en contacto.

Calor y trabajo son formas de energía y en concreto es la forma que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir energía.
La energía también la podemos definir como la capacidad que tiene un sistema material de producir cambios.

LA ENERGÍA

La energía la podemos definir como:

• la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir calor o de realizar un trabajo

o bien como:

• la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de producir cambios en otros cuerpos o sistemas materiales.

Ambas definiciones son similares ya que antes se ha indicado que calor y trabajo son los agentes físicos que producen transformaciones en la materia. Si un sistema material transfiere calor o trabajo a otro, lo está transformando.

TIPOS DE ENERGÍA

1. MECÁNICA: La energía que tiene un cuerpo debido a la posición o a su movimiento.
2. ELÉCTRICA: Debida a la diferencias de cargas existentes entre dos sistemas materiales.
3. ELECTROMAGNÉTICA O RADIANTE: Es la energía que se transporta en forma de radiaciones.
4. INTERNA: Es la energía que posee un cuerpo en función de la materia que lo constituye. Puede ser:

• Química: debida a los enlaces que existen entre los distintos átomos que forman el sistema material.
• Térmica: Defida al movimiento de los átomos o moléculas que forman dicho cuerpo.
• Nuclear: Es la energía contenida en el núcleo y debida a los enlaces existentes entre las distintas partículas que lo constituyen.

PARA AMPLIAR

VARIACIONES EN LA ENERGÍA

Según el primer principio de la termodinámica, la energía puede transformarse de una forma a otra o transferirse de un cuerpo a otro, permaneciendo en su conjuto constante. Es decir que la energía ni se crea ni se destruye sino tan sólo se transforma.

Interpretando el segundo principio de la termodinámica, nos dice que en toda transferencia de energía hay una pérdida en formna de calor. Como el calor no puede transformarse por completo en otras formas de energía, cuando se transfiere energía entre dos sistemas materiales, no toda llega al sistema receptor.

Un ejemplo del anterior principio es cuando se deja caer una pelota desde una altura determinada. Los sucesivos botes van alcanzando cada vez menor altura, clara muestra de que parte de la energía se va perdiendo. Si no hubiera pérdidas la pelota botaría siempre a la misma altura e indefinidamente.

FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES

FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES

EVALUACIÓN ¿TE ATREVES?

MATERIA Y ÁTOMOS

LA MATERIA Y LA MASA

La materia es todo aquello que ocupa un espacio y tiene masa. Se puede definir por sus propiedades

• Tiene dimensiones.
  
• Tiene inercia. La inercia es la resistencia que ofrece un cuerpo a modificar su estado de reposo o de movimiento.
  
• Tiene gravedad, que es la atracción que actúa entre los objetos materiales aunque se encuentren separados por grandes distancias.

Un concepto relacionado con la materia es el de masa que nos indica la cantidad de materia que tiene un cuerpo. La unidad de masa en el sistema internacional es el kg.

REALIZA LOS PRIMEROS CUATRO EJERCICIOS

LA DENSIDAD

Relacionando la masa de un cuerpo con su volumen obtenemos una magnitud que es la densidad.

DENSIDAD = MASA / VOLUMEN

La unidad de densidad en el sistema internacional es el kg/m3.

REALIZA LOS SIGUIENTES EJERCICIOS (4 PRIMEROS)

Otros conceptos relacionados con la materia y que hacen referencia a su extensión son los de cuerpo material y sistema material.

Cuerpo material es toda forma de materia con límites propios definidos. Una mesa, una silla, un árbol son cuerpos materiales.

Sistema material es toda forma de materia sin morfología propia o cuyos límites son imprecisos, ya sea por su naturaleza o por su extensión. El agua, el aire, el viento, la arena de una playa, una montaña, son ejemplos de sistemas materiales.

LOS ÁTOMOS. CONSTITUYENTES DE LA MATERIA.

LA CARGA ELÉCTRICA

Es una propiedad de la materia que hace que los objetos se atraigan o repelan cuando tienen carga. Si tienen la misma carga se repelen y si tienen distinta carga se atraen.

LAS PARTÍCULAS SUBATÓMICAS




Los átomos son las partículas que constituyen la materia. Se hallan formados por partículas subatómicas.

Los electrones son partículas con una masa 1800 veces menor a la del átomo de hidrógeno, con carga eléctrica negativa y que se hallan en la corteza, girando alrededor del núcleo.

Los protones son partículas que se hallan en el núcleo, con una masa similar a la del átomo de hidrógeno y con carga eléctrica positiva.

Los neutrones son partículas con la misma masa que los protones, sin carga eléctrica y que se hallan, junto a los protones, en el núcleo.



Como los átomos no tienen carga el número de electrones y de protones es el mismo. Los átomos se caracterizan por el número atómico y la masa atómica.
El número atómico es la cantidad de protones que tiene un átomo. Como los átomos son neutros tendrán un numero igual de electrones que de protones.

La masa atómica se corresponde con el número de protones y neutrones que tiene un átomo.

Ejercicios:

• Si un átomos tiene 7 protones y 7 neutrones ¿Calcula su número atómico y su masa atómica?
• Si un átomo tiene 8 electrones y 8 neutrones ¿Calcula su número atómico y su masa atómica?
• Si un átomo tiene 11 electrones y su masa atómica es de 23 ¿Calcula su número atómico y el número de protones y neutrones que tiene?

REALIZA EL SIGUIENTE EJERCICIO

LOS IONES

Los átomos son eléctricamente neutros, porque tienen el mismo número de electrones que de protones. Sin embargo pueden adquirir carga eléctrica cuando se producen variaciones en el número de electrones. Si un átomo pierde electrones, adquiere carga positiva y lo llamamos catión. Si gana electrones adquiere carga negativa y los llamamos anión.

PINCHA AQUÍ PARA REALIZAR UNA ACTIVIDAD SOBRE LOS IONES.

SUSTANCIAS SIMPLES Y COMPUESTOS

Los cuerpos y sistemas materiales pueden estár formados por un solo tipo de elemento químico, en cuyo caso se dice que son sustancias simples o por más de un tipo de átomo, en cuyo caso se les denomina compuestos.
Los elementos químicos se representan con un símbolo químico y se hallan ordenados por su número atómico en el sistema periódico ( Sistema Periódico )

ACTIVIDAD SOBRE SUSTANCIAS SIMPLES Y COMPUESTOS

MÁS INFORMACIÓN.

Para terminar, en este vídeo de Cantinflas se explica cómo es la estructura del átomo y cómo se obtiene la energía nuclear.