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Ayer, domingo de ramos, había tanta gente en el hipódromo como en la iglesia.

Psicoanalista jubilado emparte

¿QUÉ ES LA ENERGÍA NUCLEAR? III

La abundancia relativa de los diversos elementos en la porción de la tierra es de tal manera que podemos decir que los no metales constituyen más de la mitad del peso total de la corteza terrestre. La suma de dos elementos, oxígeno y silicio, constituye por sí sola más del 75 por ciento del total, siendo el oxígeno un elemento que existe en proporción igual a la suma de todos los demás. Es notable el hecho de que 10 elementos constituyan más del 99 por 100  del peso de la parte conocida de la tierra. Es casi seguro que en el centro existe una mayor abundancia de elementos pesados.

Llama la atención la existencia de una mayor proporción de algunos elementos menos comunes que de otros mucho más conocidos  y explotados. Así sucede con el titanio, el zirconio y el vanadio que son más abundantes que el plomo, el zinc, el cobre y el estaño. No debe confundirse la abundancia de un elemento y su disponibilidad para usos prácticos, ya que ésta depende de la viabilidad y coste de los procesos de obtención.

El uranio participa en un 0,008 en la composición de la tierra, el yodo 1.10 elevado a -5,  el oro 1.10 elevado a -7, y el radio 1.10 elevado a -10.

La distribución de los elementos varía  según consideremos la litosfera, la hidrosfera o la atmósfera. La litosfera, o corteza, comprende la superficie sólida de la Tierra y está formada por silicatos. En ella se han formado concentraciones accidentales de otras sustancias. Ejemplo de esto lo constituyen los yacimientos mineros.

La hidrosfera está compuesta por las porciones de agua existentes sobre la Tierra, incluyendo tanto los océanos, lagos y ríos como el agua sólida que existe en forma de nieve y hielo. Se calcula que existen unos 275 kg de agua por centímetro cuadrado de la superficie terrestre. El agua de mar es un depósito inagotable de materias primas, que sirven para obtener elementos tan importantes como son magnesio, bromo, yodo, así como cloruro sódico.

La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a nuestro planeta. Hasta finales del siglo XVII se creía que el aire era un elemento. Los trabajos de Lavoisier y otros, demostraron que se trata de una mezcla, cuyos principales constituyentes son el oxígeno y el nitrógeno.

Empédocles, en el siglo V antes de Jesucristo, suponía que el Universo estaba constituido por 4 elementos: fuego, aire, tierra y agua. Creía que las diferentes sustancias estaban formadas por combinaciones de estas cuatro en diferentes proporciones. Esta teoría modificada por Aristóteles, persistió hasta el siglo XVI, además se creía que la materia era continua , pudiéndose subdividir indefinidamente sin perder sus propiedades. Hoy día sabemos que la materia es discontinua y que el número de elementos es mucho mayor que los cuatro de Empédocles, los cuales no se consideran ya como elementos.

En 1804 Dalton funda la moderna teoría atómica de la materia. Que dice: los elementos están formados por partículas diminutas, llamadas átomos. Los átomos de un elemento determinado son todos iguales y poseen la misma masa. Los átomos de diferentes elementos son distintos. Las reacciones químicas implican la unión y separación de átomos indivisibles en una relación numérica sencilla.  Dos o más átomos se pueden unir para formar moléculas, constitutivas de los compuestos.

Durante todo el siglo XIX se estuvo utilizando esta teoría como una nueva hipótesis de trabajo, sin creer en la existencia real del átomo. Pero a principios del siglo XX las pruebas la aportaron diferentes caminos: el movimiento browniano, la conducción de la electricidad a través de los gases enrarecidos, la conductividad eléctrica de algunas disoluciones, la radiactividad, etc.

CALOR Y TEMPERATURA

El calor es un factor de cantidad, mientras que la temperatura es un factor de intensidad.

Hablamos de calor desprendido o absorbido en la reacción de cantidades determinadas de sustancias. Hablamos de la temperatura de iniciación de una reacción o de la temperatura de transformación de una sustancia.

Si tenemos dos vasijas de agua, una que contenga un litro y la otra diez litros y ambas están inicialmente a 25 ºC, y las calentamos, cuando las dos hayan absorbido 75 Kcal, el líquido de la vasija pequeña habrá alcanzado los 100ºC y hervirá, mientras que el agua de la vasija grande sólo habrá alcanzado 32,5ºC. Ambos han recibido la misma cantidad de calor, mientras que la elevación de la temperatura de una y otra ha sido distinta.

ENTROPÍA

La entropía es una medida de la distribución de la energía en un sistema. Supongamos una barra metálica térmicamente aislada  del exterior. Esta barra tendrá un cierto contenido calorífico, el calor puede estar distribuido uniformemente, de manera que la temperatura sea la misma de un extremo a otro, también podría ser  que un extremo estuviera más caliente que otro. Su contenido calorífico puede ser el mismo pero su distribución es diferente. Al cambiar la distribución cambia la entropía del sistema, y esta variación es susceptible de ser determinada.

La entropía se define en función de la probabilidad de que un sistema físico  se encuentre en un estado de energía particular. Cuanto más probable sea un estado dado, mayor será su contenido en entropía.

ENERGÍA RADIANTE o RADIACIÓN

Se trata de una forma de energía que se puede transportar de un punto a otro a través del espacio. La energía solar, que es un tipo de energía atómica, llega a la tierra en forma de luz o radiación visible. Otras formas de energía radiante son la luz ultravioleta, los rayos X, las ondas de radio, etc.

Las radiaciones son ondas electromagnéticas emitidas por las moléculas, átomos o electrones existentes en el cuerpo emisor, que actúan como osciladores  armónicos infinitesimales de carácter eléctrico. La energía al igual que la materia es discontinua.

La teoría electromagnética clásica de la luz la consideraba como formada por ondas electromagnéticas, al igual que a las otros tipos de radiaciones. Estas radiaciones electromagnéticas que tienen todas la misma velocidad de propagación en el vacío  que la luz, c= 3.10 elevado a 10 cm por segundo en cada segundo, sólo se diferencian entre sí por su longitud de onda.

La teoría ondulatoria de la luz explica la reflexión, la refracción, la interferencia, la difracción, la polarización, etc. Pero existen fenómenos, como el efecto fotoeléctrico, que para su explicación necesitan considerar, como hizo Einstein, la radiación constituida por corpúsculos, los “fotones”.

Bióloga-Psicoanalista,
amiga del Psicoanalista Jubilado Emparte

¿QUÉ ES LA ENERGÍA NUCLEAR ? II

Parte de la materia implicada en un proceso se puede transformar en energía, así como la energía se puede transformar en materia. En estas condiciones la suma de masa y energía permanece constante.

En 1905 Einstein predijo estas transformaciones dando la ecuación que rige las relaciones entre energía y materia. La conservación de la materia y la conservación de la energía  son dos aspectos particulares de una ley más general. En los cambios químicos ordinarios las dos leyes son válidas separadamente.

En las reacciones nucleares se ha creado materia a partir de energía.

Muchas partículas elementales han de ser creadas en colisiones energéticas. El problema consiste en localizar esta energía en un volumen tan pequeño. La existencia del neutrino, partícula sin masa y sin carga, con energía cinética exclusivamente, fue predicha por Pauli en 1931, en reacciones de transformación de protones (neutrino) y de neutrones (antineutrino).

En la actualidad se conocen cientos de núclidos radiactivos diferentes obtenidos artificialmente, que son isótopos de los elementos naturales estables.

Los elementos que constituyen el grupo XVII del sistema periódico reciben el nombre de halógenos (del griego: formadores de sales). Son flúor, cloro, bromo, iodo y astato. El flúor difiere de los demás y el yodo tiene algunas propiedades que no poseen los demás.

Son todos no metales, tienden a alcanzar la configuración electrónica del gas inerte que les sigue. En condiciones ordinarias todos los halógenos forman moléculas biatómicas. Su volumen atómico aumenta con el número atómico.

Debido a su gran reactividad química, estos elementos no se encuentran libres en la naturaleza.

El yodo es muy escaso y se encuentra en forma de iodato y periodato sódicos, y en los yacimientos de Chile mezclado con los nitratos. En algunos yacimientos de California se encuentra yoduros sódico y potásico en cantidad notable.

Muchas plantas marinas absorben selectivamente yoduros del agua, siendo una fuente importante de este halógeno.

En el cuerpo humano se encuentra en la glándula tiroides.

Su punto de fusión aumenta con su peso atómico, al igual que su punto de ebullición.

A temperatura ambiente el yodo es un sólido púrpura oscuro, casi negro, con brillo metálico. El yodo sublima a presiones inferiores a 100 mm de Hg, cuando se sublima da un vapor de un color violeta intenso.

Dado el carácter no polar de las moléculas de los halógenos, estos se disuelven fácilmente en disolventes no polares, como el tetracluro de carbono, disulfuro de carbono, etc.  Su SOLUBILIDAD EN EL AGUA es muy pequeña, especialmente la del yodo.

Los halógenos son agentes oxidantes enérgicos, el de menor poder oxidante es el yodo.

Los halógenos se combinan con la mayoría de los metales, formando haluros metálicos. El yodo es el que menos capacidad de combinación tiene. El yodo y el hidrógeno sólo reaccionan en condiciones controladas.

Bióloga-Psicoanalista,
amiga del Psicoanalista Jubilado Emparte