GUÍA 3

Guía 3

1-¿COMO SE DEMUESTRA EL TEOREMA DE LA CONSERVACIÓN EN LA VIDA COTIDIANA?

Ley de la conservación de la energía.

El  principio de la conservación dice que La energía no puede ser creada ni destruida, pero puede ser transformada de una forma en otra.

Esta misma ley puede ser aplicada a la materia, puesto que ésta puede ser convertida en energía.

Cuando un rápido automóvil choca contra una pared de ladrillos, el vehículo termina en reposo y también, al fin, los ladrillos de la pared. La energía mecánica del automóvil se ha convertido en energía térmica, de modo que el metal del auto, el caucho de las llantas, el suelo y los ladrillos de la pared, están ahora un poco más calientes que antes.

Al tocar un clavo que se ha estado martillando, se demuestra que la energía mecánica se ha transformado en energía térmica. En la mayoría de los casos, donde parece que ha desaparecido energía, se puede encontrar que la energía perdida se ha convertido en calor y, ese calor es otra forma de la energía, por lo tanto, la energía se conserva.

2- Como afectan las temperaturas extremas (altas o bajas) la salud de los humanos.

Por ser el hombre un ser de temperatura constante, cuyo organismo no tolera variaciones apreciables sin ocasionar efectos nocivos en cerebro, hígado, sistema vascular, riñones, entre otros. Para evitar que la temperatura, generada por el medio ambiente y por el mismo funcionamiento orgánico y funcional del hombre (metabolismo), eleve su temperatura por encima de los rangos ideales, el cuerpo humano dispone de medios de regulación que le permiten mantener bajo control dicha temperatura aún en condiciones

Desfavorables. El cuerpo produce calor metabólico quemando combustible y generando calorías mediante actividades físicas y disipa el exceso de calor variando el ritmo y magnitud de la circulación sanguínea y eliminando agua a través de la piel, mediante la transpiración. En este aspecto se hará referencia a las temperaturas que difieren de las

Ideales para el trabajo (19 a 22 °C.), por alterar las condiciones térmicas ideales para el desarrollo de las actividades y procesos industriales. Las temperaturas altas, a la vez que en casos extremos pueden afectar el buen funcionamiento orgánico del hombre, en niveles en donde apenas pueden ser causa de incomodidad o disconfort, sus efectos se manifiestan en malestar y en bajas significativas de la capacidad motriz. En bajas temperaturas, solamente se analizarán las producidas por cuartos fríos, ya que en la zona tórrida a que pertenece Colombia, no se presentan temperaturas frías extremas, salvo algunas regiones (nevados) que no han tenido desarrollo industrial.

¿En qué forma se manifiesta la acción del calor en el organismo?

La exposición a las temperaturas altas, altera el funcionamiento orgánico

Presentando los siguientes síntomas:

• Agotamiento.

• Anhidrosis

• Aumento de la frecuencia cardíaca.

• Calambres.

• Deficiencia circulatoria

• Deshidratación

• Estrés térmico

• Golpe de calor

	PREGUNTAS GENERADORAS

 

1- ¿Cuál es la equivalencia entre masa y energía?

La Relatividad, esencialmente, pretende explicar el curso de los procesos naturales a través de la geometría del espacio-tiempo, la cual impone una serie de restricciones que determinan el desarrollo de tales procesos. La geometría del espacio-tiempo no es la euclídea habitual (no se cumple el teorema de Pitágoras, por decirlo así), sino que es la geometría de Minkowsky, cuyas reglas son diferentes. Las magnitudes físicas interesantes en Relatividad son las que poseen cuatro componentes, porque sabemos que el espacio-tiempo relativista tiene también cuatro dimensiones (tres espaciales y una temporal) temporales de un sistema de referencia cualquiera ligado a un observador. Las tres proyecciones de este vector 4-ímpetu sobre los ejes espaciales -hablando libremente- serían lo que clásicamente (en la mecánica de Newton) llamamos las tres componentes del impulso (o momento lineal).

Por otro lado, la proyección del vector 4-ímpetu sobre el eje del tiempo nos daría la masa-energía relativa (aquella que mide un observador que no está en reposo con respecto al objeto al cual asociamos ese vector 4-ímpetu). El módulo del vector 4-ímpetu (su "longitud" en el dibujo) se calcula mediante la regla que ponía en el anterior mensaje, y eso es la masa-energía propia (la que mediría un observador en reposo con respecto al objeto). Cuando ese objeto es un fotón no podemos medir directamente la masa-energía propia, solo calcularla, y resulta que siempre es cero (es una propiedad peculiar de los fotones). Pero no importa porque nosotros sólo podemos manejar con sentido físico medible la masa-energía relativa y las componentes del impulso.

      La equivalencia entre la masa y la energía dada por la expresión de la teoría de la  relatividad de Einstein.

indica que la masa conlleva una cierta cantidad de energía aunque la primera se encuentre en reposo, concepto ausente en mecánica clásica, esto es, que la energía en reposo de un cuerpo es el producto de su masa por su factor de conversión (velocidad de la luz al cuadrado), o que cierta cantidad de energía de un objeto en reposo por unidad de su propia masa es equivalente a la velocidad de la luz al cuadrado:

Einstein concluye que si un cuerpo irradia luz de energía L, la masa del cuerpo debe disminuir en L/c², proponiendo una forma de verificación utilizando un elemento radiactivo (Radio). Esta publicación científica condujo a la más célebre fórmula en la historia de la ciencia, conocida como Principio de equivalencia entre masa y energía.

E = m c² 

2- Como se regula el calor en el ser humano

La termorregulación es la capacidad del cuerpo para regular su temperatura, dentro de ciertos rangos, incluso cuando la temperatura circundante es muy diferente. Los animales homeotermos tienen capacidad para regular su propia temperatura.

La temperatura normal del cuerpo de una persona varía dependiendo de su sexo, su actividad reciente, el consumo de alimentos y líquidos, la hora del día y, en las mujeres, de la fase del ciclo menstrual en la que se encuentren. Tradicionalmente la Medicina considera que la temperatura corporal normal -tomada oralmente- oscila entre 36,5 y 37,5 °C en el adulto saludable; el valor promedio viene a ser 37ºC.

Tres estudios diferentes recientes sugieren que la temperatura promedio en adultos saludables es de 36,7 °C. Las variaciones entre los tres estudios (con una sola desviación estándar) son las siguientes:

§  36,5 a 37,9 °C.

§  36,3 a 37,1 °C en varones; 36,5 a 37,3 °C en mujeres.

§  36,6 a 37,3 °C.

3- Como se regula el calor en los animales

Además del calor proveniente del exterior, por las radiaciones infrarrojas del Sol, los animales poseen calor propio, proveniente de los procesos de transformación u oxidación de los alimentos. En base a esta producción de calor y a la velocidad de intercambio entre el organismo y el medio, se distinguen animales de temperatura cambiante o "sangre fría", denominados poiquilotermos, y animales de temperatura constante o "sangre caliente", denominados homotermos .Los poiquilotermos producen relativamente poco calor y éste se desprende rápidamente al ambiente. Por esta razón necesitan, para entrar en actividad, el calor ambiental, como es el caso de los reptiles (lagartijas, caimanes, culebras), anfibios (sapos ranas), e insectos. Por ejemplo, las lagartijas de la Puna son incapaces de moverse y huir de un depredador antes que el sol caliente el ambiente, y viven bajo las piedras, las matas de pasto, y en las grietas de las rocas, que son lugares más abrigados y donde se protegen. Los poiquilotermos resisten temperaturas desde pocos grados bajo cero hasta más de 500 C; los homotermos pueden vivir también a temperaturas más bajas. Las especies que soportan grandes diferencias de temperatura se denominan euritermas, y estenotermas las que soportan pocas diferencias.
La temperatura ambiental es determinante también para la reproducción y el desarrollo. Generalmente a mayor temperatura el desarrollo es más rápido, es decir, el tiempo requerido para una determinada etapa del desarrollo se acorta. La razón está en que a mayor temperatura se aceleran los procesos fisiológicos del organismo.
La influencia de la temperatura sobre el proceso de reproducción y el número de descendientes es determinante en muchos casos. Por ejemplo, la maduración de los huevos de la mosca doméstica (Musca domestica) demora 20 días a 20º C y sólo 4 días a 30º C. Asimismo, se ha comprobado que las aves de la Puna ponen menos huevos que sus congéneres de las partes más bajas o tienen un periodo de incubación más prolongado para compensar las bajas temperaturas. La pichisanka o gorrión americano (Zonotrichia capensis) pone un promedio de dos huevos en la Puna y hasta cinco en la costa.
Todo ser vivo, planta o animal, es sensible a una temperatura mínima, óptima y máxima, en forma especial las plantas. Esto determina la distribución de los organismos por zonas cismáticas, debido a las adaptaciones a la temperatura ambiental. Existen animales y plantas propios de las zonas frías y de las zonas cálidas. Las especies de las zonas cálidas no pueden vivir en las zonas frías en forma natural. Por ejemplo, la palmera pijuayo de la selva amazónica no puede crecer en la Puna, por estar adaptada a las zonas cálidas. La trucha es un pez de aguas frías y no puede vivir en aguas cálidas, por eso prospera en aguas frías Los animales de sangre caliente u homotermos pueden adaptarse a diferentes ambientes tanto fríos como cálidos, porque regulan su temperatura corporal. Esta cualidad les da una mayor adaptabilidad a distintos ambientes cismáticos y les permite un mayor rango de distribución. Por ejemplo, los cerdos y los vacunos pueden vivir tanto en zonas cálidas como frías, porque logran mantener su temperatura y desarrollaron ciertas adaptaciones a esas condiciones