Profesores de Ciencias

2020-03-06T10:07:00.001-08:00

Propiedades de los gases.

1.- Fluidez: ocupan todo el espacio disponible ya que prácticamente no poseen fuerzas de unión entre sus moléculas.

2.- Difusión: un gas se mezcla con otro debido al movimiento de las moléculas

3.- Compresión: disminución del volumen de un gas por el acercamiento de moléculas entre sí, debido a la presión aplicada.

4.- Resistencia: los gases se oponen al movimiento de los cuerpos, debido a la fuerza de roce.

PPT ley de Gases

2020-03-06T09:54:00.000-08:00

https://proyecto.webescuela.cl/sistema/webclass/home/recursos/resource/15/ofimatica/970780_15_LePhVbAt_guiadeactividades.propiedadesdelosgases.pdf

2020-03-06T09:17:00.000-08:00

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2020-03-06T03:24:00.001-08:00

ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA

En física y química se observa que, para cualquier sustancia o mezcla, modificando sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen.

Los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes; los más conocidos y observables llamados fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática.

Estados que no se producen de forma natural en nuestro entorno, son condensados de Bose-Einstein, condensado fermiónico y estrellas de neutrones y el plasma de quark-gluón.

ESTADOS DE LA MATERIA

Los estados de la materia se presentan en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Dada las condiciones existentes, algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua. La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto.

Estamos rodeados de materia. Todo a nuestro alrededor, incluso nosotros mismos, es materia. Aunque toda la materia es diferente, hay una serie de características que nos permiten clasificarla según su estado de agregación, es decir, de cómo se mantienen unidas sus moléculas entre sí.

Características:

Los criterios para clasificar y describir las características de los estados de la materia son:

. El volumen

. Cohesión molecular

. Forma y comprensibilidad

Característica del estado sólido

En el estado solido las moléculas mantienen fuertes fuerzas de cohesión entre si, lo que les permite tener una forma y volumen constate por lo que conservan su propia forma, su volumen siempre es el mismo y son incomprensibles, o sea que no se pueden comprimir y reducir su volumen. Ejemplos de estado de la materia, son los metales, la madera o el plástico.

. Tienen forma y volumen constante.

. No pueden comprimirse.

. Sus moléculas tienen fuerzas de cohesión muy fuertes, por lo que están muy juntas.

. Sus moléculas tienen poca movilidad, aunque puedan estirarse, con la aplicación de

Fuerza tienden a romperse.

Característica del estado líquido

En este estado las fuerzas de cohesión entre las moléculas son menores, permitiendo que se deslicen unas sobre otras. Esta capacidad del deslizamiento de las moléculas les permite mantener un volumen constante y a la vez adoptar la forma del recipiente que lo contenga, también son incomprensibles no pudiendo disminuir su volumen. Ejemplos: el agua, mercurio, el magma etc.

. Tienen volumen constante y no pueden comprimirse

. Sus moléculas tienen fuerzas de cohesión fuerte, por lo que están muy juntas, pero pueden deslizarse unas sobre otras

. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas.

. El movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono.

. Sus moléculas tienen mucha movilidad, por lo que tienden a mantenerse juntas aunque se le interrumpa su flujo o se le aplique una fuerza.

Característica del estado gaseoso

Los gases no tienen forma fija al igual que su volumen. En los gases las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas, estas partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene.

Esto explica las propiedades de expansibilidad y comprensibilidad que presentan los gases: sus partículas se mueven libremente con movimientos indefinidos.

. Sus moléculas tienen fuerzas de cohesión débiles, por lo que están separadas y se mueven libremente.

. Al estar tan separadas, no tienen volumen constante, por lo que puede comprimirse y ocupar un volumen menor.

. Por su separación molecular, no conducen la electricidad.

Característica del estado del plasma

El plasma es el cuarto estado de materia, bajo ciertas condiciones el estado del plasma es semejante al estado gaseoso. Presenta una cohesión molecular muy débil, no tiene forma definida, adquiere la forma del recipiente que la contiene y es comprensible. En el plasma la mayoría de sus moléculas están ionizadas, lo que significa que tiene cargas eléctricas que al ser sometidas a un campo magnético o eléctrico, reaccionaran acelerando las partículas y provocando choques que las harán desprender partículas subatómicas. Este fenómeno es aprovechado en inventos de lámparas ahorradoras.

. Comparten las características generales de los gases.

. Sus moléculas tienen fuerza de cohesión débiles, por lo que están separadas y se mueven libremente.

. Al estar tan separadas, no tiene volumen constante, por lo que pueden comprimirse y ocupar un volumen menor.

. Sus moléculas están ionizadas, por lo que es conductor de la electricidad.

ESTADO SÓLIDO

El “estado sólido” de la materia se refiere a la energía condensada por pérdida de calor, con una densidad relativamente alta, una gran cohesión entre sus partículas que es mayor a la repulsión de sus cargas electromagnéticas y una gran resistencia a cambiar su estado de reposo de forma y volumen definidos cuando no está confinado.

Los sólidos se conforman cuando las moléculas altamente energizadas con fuerte velocidad y oscilación en estado de fusión pierden calor.

La densidad de los sólidos es en general muy poco superior a la de los líquidos, de manera que no puede pensarse que esa rigidez característica de los sólidos sea debida a una mayor proximidad de sus moléculas; además, incluso existen sólidos como el hielo que son menos densos que el líquido del cual provienen. Esa rigidez se debe a que las unidades estructurales de los sólidos, los átomos, moléculas y iones, no pueden moverse libremente de forma caótica como las moléculas de los gases o, en menor grado, de los líquidos, sino que se encuentran en posiciones fijas y solo pueden vibrar en torno a esas posiciones fijas, que se encuentran distribuidas, de acuerdo con un esquema de ordenación, en las tres direcciones del espacio.

La estructura periódica a que da lugar la distribución espacial de los elementos constitutivos del cuerpo se denomina estructura cristalina, y el sólido resultante, limitado por caras planas paralelas, se denomina cristal. Así pues, cuando hablamos de estado sólido, estamos refiriéndonos única y exclusivamente al estado cristalino.

Las moléculas de los sólidos interactúan entre sí con una fuerza intensa. Estas interacciones pueden estar organizadas en una “estructura cristalina regular” (monocristalina o policristalina) o no tener una forma definida “amorfos”.

Si durante la solidificación la pérdida de calor produce un cambio lento en el estado de las partículas, éstas se organizarán de forma coherente adoptando una estructura geométrica o “cristalina”, y si por el contrario la solidificación se da de manera súbita, las partículas se organizarán de forma “amorfa”, pues no podrán colocarse de forma homogénea como en el caso del vidrio.

Los sólidos tienen una forma definida relativamente rígida y no fluyen como los gases o los líquidos. Poseen forma propia como consecuencia de su rigidez y su resistencia a cualquier deformación. Son materiales duros y resistentes que no se difunden ni se comprimen, de modo que si un sólido es deformado, puede recuperar su forma original o romperse en muchos fragmentos.

Las fuerzas que afectan a cada molécula en un material sólido son diferentes en el interior del material que en la superficie.

Dentro del material, cada molécula está sometida a todas las fuerzas de atracción posibles con sus moléculas vecinas, por lo que se afirma que las partículas dentro de los sólidos se encuentran en un estado menor de energía.

En la superficie de las moléculas hay fuerzas netas hacia el interior de la materia y posibilidades de interacción, por lo que dichas partículas superficiales se encuentran en un estado más alto de energía.

Debido a la gravedad, el volumen de la materia origina una tendencia del sistema a disminuir la energía total de dicho cuerpo.

Solidificación y fusión

En un líquido existe una tendencia hacia la adquisición de un estado ordenado, pero el movimiento caótico de sus moléculas hace imposible que esa tendencia pueda manifestarse. Sin embargo, al bajar la temperatura, la agitación térmica va disminuyendo, hasta llegar un punto en que la agitación es insuficiente para contrarrestar las fuerzas cristalinas, con lo que empiezan a formarse cristales minúsculos. Como las moléculas que se unen para formar gérmenes cristalinos son las más lentas, la energía cinética media de las moléculas del líquido aumentará y la cristalización solo podrá proseguir si se extrae calor al sistema para que la temperatura permanezca constante. Esa temperatura es la temperatura de solidificación de la sustancia de que se trate.

Si, inversamente, procedemos a calentar un sólido cristalino, el movimiento de vibración de las moléculas del sólido aumentará, de manera que a una cierta temperatura las moléculas más agitadas empiezan a separarse del cristal, con lo cual éste empieza a fundir. Al separarse las moléculas más rápidas, el cristal se enfría y será preciso calentarlo para que la temperatura no varíe y el proceso de fusión pueda continuar. La temperatura a la que todo el calor suministrado se absorbe en el cambio de estado es la temperatura de fusión, que coincide necesariamente con la temperatura de solidificación o cristalización. Se denomina calor latente de fusión al calor absorbido en el paso de 1 g de sustancia del estado sólido al estado líquido a temperatura constante. Como la presión influye algo en el punto de fusión, se define el punto de fusión de una sustancia como la temperatura a que un sólido pasa al estado líquido bajo la presión de 1 atm.

Sublimación

Los sólidos presentan cierta tendencia a pasar directamente al estado de vapor, en un cambio que se denomina sublimación. Muchas sustancias sólidas se subliman a temperatura ambiente, como lo demuestra nuestra familiaridad con sus olores. En el caso del yodo, es posible observar el color violeta de su vapor, y el propio hielo se sublima algo, lo suficiente como para que una parte de la nieve caída en las montañas vuelva directamente a la atmósfera antes del deshielo primaveral.

La sublimación se produce porque las moléculas del sólido que vibran con mayor velocidad pueden vencer las fuerzas cristalinas y escapar al espacio como moléculas de gas. Así mismo, estas moléculas gaseosas, al moverse caóticamente, sobre la superficie del sólido pueden chocar contra este y quedar atrapadas en los huecos de la red cristalina, produciéndose así una condensación del vapor directamente al estado sólido.

ESTADO LÍQUIDO

Un líquido está formado por moléculas que están en movimiento y desordenado. Sin embargo, las intensas fuerzas de atracción de tipo dipolo-dipolo, enlaces de hidrogeno o de London evitan que se muevan tan libremente y estén tan separadas como se encuentran en un gas. Por otra parte, las moléculas de un líquido no están tan juntas o estructuradas como lo están en un sólido. Por estas razones, los líquidos presentan características que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado y bien ordenado que es el estado sólido.

Un líquido es un estado de la materia con una densidad y volumen definidos, pero sin una forma particular ya que pueden cambiar de forma si se le aplica una fuerza.

PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS

v VISCOSIDAD

o Se define como la resistencia al flujo. La viscosidad de un líquido depende de las fuerzas intermoleculares: A mayor fuerza intermolecular de un líquido sus moléculas presentan mayor dificultad para desplazarse.

o La viscosidad de un líquido crece al aumentar su masa molar y disminuye al aumentar la temperatura.

v TENSIÓN SUPERFICIAL

o Es la fuerza con que son atraídas las moléculas de la superficie de un líquido para llevarlas al interior y así disminuir el área superficial Por lo tanto, las moléculas a lo largo de la superficie, experimentan una atracción en una dirección hacia el interior del líquido, lo cual provoca que las moléculas en la superficie sean arrastradas al interior.

v FLUIDEZ

o Característica de los líquidos que les da la habilidad de poder pasar por cualquier orificio por más pequeño que sea.

o La fluidez es contraria a la viscosidad, esto quiere decir que a mayor temperatura aumenta la fluidez de un líquido.

v PRESIÓN DE VAPOR

o es la presión ejercida por su vapor cuando los estados líquidos y gaseoso están en equilibrio dinámico.

o La presión de vapor de un líquido depende de la temperatura: a mayor T, mayor es la P de vapor.

o A mayor intensidad de la fuerza intermolecular: menor volatilidad y menor presión de vapor

v CAPILARIDAD

o Facilidad que tienen los líquidos para subir por tubos de diámetros pequeñísimos (capilares) donde la fuerza de cohesión es superada por la fuerza de adhesión para la gran lluvia.

v COHESIÓN

o Fuerza de atracción entre moléculas iguales

v ADHESIÓN

o Fuerza de atracción entre moléculas diferentes.

ESTADO GASEOSO

Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases: sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido.
Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más deprisa y chocan con más energía contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presión.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS GASES:

- No tienen forma propia, toman la forma del recipiente que los contiene

- Ejercen presión sobre las paredes internas del recipiente.

- El volumen ocupado por un gas es igual al volumen del recipiente que lo contiene. Un gas ocupa todo el volumen disponible.

- Se pueden comprimir

. - Su densidad es menor a los líquidos y sólidos.

- Sus moléculas se mueven en forma aleatoria (al azar).

- Las fuerzas de atracción entre las moléculas de un gas son muy débiles, por lo cual cada molécula se mueve en forma independiente de las demás.

Propiedades de los gases:

Expansibilidad: el gas ocupa el máximo volumen posible debido a la alta energía cinética que poseen las moléculas.

Compresibilidad: al reducir las distancias intermoleculares, el volumen de un gas disminuye para ello se debe aumentarla presión externa y enfriar el gas.

Difusión: consiste en la dispersión de las moléculas gaseosas en un medio gaseoso o liquido principalmente, esto se debe a la alta energía cinética q poseen las moléculas.

Efusión: los gases bajo presión atraviesan materiales porosos debido a su pequeño volumen molecular.

Variables de estado:

Presión: los choques moleculares con las paredes del recipiente originan presión que es medido con un manómetro.

Temperatura: Es una medida del grado de movimiento que poseen los átomos o moléculas que conforman parte de un cuerpo material, se mide con él un termómetro.

Volumen: Representa la capacidad del recipiente que contiene un gas , se expresa en litros.

Gases ideales

Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística.

Leyes de los gases

LEY DE BOYLE (Isotérmico)
En 1660 Robert Boyle comunicó que si se mantiene constante la temperatura de una masa determinada de gas mientras se varía su volumen, en un rango amplio, la presión ejercida por el gas se modifica de manera que el producto de la presión por el volumen permanece constante. Esta constante depende de la temperatura y para la mayoría de los gases, también de que la presión no sea demasiado alta. Un gas que cumple la ley de Boyle para cualquier presión se denomina un gas perfecto. Para los valores habituales de presión que se emplean en biología la mayoría de los gases se comportan como gases perfectos. Una transformación en la que la temperatura se mantenga constante se denomina isotérmica. Generalmente se requiere que el cambio se realice bastante lentamente para que no cambie la temperatura. Un ejemplo muy conocido en el que se aplica la ley de Boyle es en el mecanismo de una bomba manual de bicicleta.
La ley de Boyle se puede expresar como:

Ley de charles (Isobárico)

la ley de Charles es una de las leyes de los gases. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.

En esta ley, Jacques Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energía cinética debido al movimiento de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.

La ley fue publicada primero por Gay Lussac en 1803, pero hacía referencia al trabajo no publicado de Jacques Charles, de alrededor de 1787, lo que condujo a que la ley sea usualmente atribuida a Charles.

Su representación:

Ley de gay – Lussac (isométrico o isocórico)

Joseph Louis Gay-Lussac fue un físico francés que en el año de 1802 observó que todos los gases se expanden a una misma fracción de volumen para un mismo aumento en la temperatura, lo que le reveló la existencia de un coeficiente de expansión térmica común.

La ley de Gay- Lussac establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.

Su representación:

ESTADO PLASMÁTICO

Normalmente se cree que solo existen tres estados de agregación de la materia, sin embargo, existe un cuarto que es el estado plasmático. El estado plasmático se presenta cuando un gas se encuentra a temperaturas muy elevadas, por lo tanto sus electrones salen de la nube electrónica y se encuentran flotando alrededor del gas, además, este estado es el más abundante en el universo (más del 99%). No se encuentra en gran cantidad en la Tierra, sin embargo, en el espacio es fácilmente detectable a distancia; todo plasma emite luz, y casi todo lo que emite luz es plasma.

Descubrimiento del Plasma

El concepto de plasma es relativamente reciente, se da a partir de mediados del siglo XX. Sin embargo algunos científicos anteriores ya habían experimentado con plasma sin saberlo, por ejemplo en 1667, miembros de la Academia de Ciencias de Florencia (Italia) descubrieron que la llama producida en un mechero (que ahora sabemos que es un plasma) tenía la propiedad de inducir la electricidad.

Semejante descarga sólo es posible cuando se crea una cantidad suficiente de cargas eléctricas, iones y electrones libres en el aire como para que este se convierta en un gas conductor de la electricidad, es decir, en un plasma. A comienzos del siglo XIX se descubrió la descarga de arco y ya en la década de 1830, Michael Faraday (1791-1867) experimentaba sistemáticamente con descargas. Pero no fue sino hasta 1879 que se reconoció al estado de plasma como un estado particular de la materia, distinto a los demás. William Crookes (1832- 1919), también al experimentar con descargas eléctricas en gases, se dio cuenta de que el gas en donde se establecía la descarga se comportaba sustancialmente diferente que un gas regular y sugirió la existencia de un nuevo estado al cual llamó cuarto estado de la materia.

En 1923, físico norteamericano Langmuir empezó a investigar las descargas eléctricas en los gases, cuando ya se sabía que estas ionizaban a los átomos del gas; en 1929 usó por primera vez el término “plasma” en el informe de un trabajo que realizaba con otro colega de su país, Levy Tonos (1897- 1971), para describir la nube rojiza de electrones que veía oscilar en el interior del gas durante la descarga.

Sin embargo, no fue sino hasta 1952, cuando los físicos David Bohm (1917- 1992) y David Pines (1924) consideraron por primera vez los movimientos colectivos de los electrones en los metales, que la aplicabilidad general del concepto del plasma se apreció totalmente.

¿Qué es el plasma?

Sabemos que un átomo esta compuesto por partículas positivas en el núcleo y por partículas negativas en la nube electrónica, haciéndolo así eléctricamente neutro. Cuando se extraen uno o más electrones de un átomo, este queda con un exceso de carga positiva, a este se le llama ión. Una sustancia que contiene a estos iones, pero a la vez conserva sus electrones libres, se le denomina plasma.

Así pues, el plasma no es un material particular, sino cierto estado específico de la materia en el que, en conjunto, el material es eléctricamente neutro, pero que contiene iones y electrones libres capaces de moverse en forma independiente.

Una sustancia suficientemente fría se encuentra en estado sólido, es decir tiene forma definida y sus átomos se encuentran muy unidos. Si a esta sustancia la calentamos, cambiará de estado llegando a ser líquido debido a la agitación térmica de sus partículas, ahora ya no tienen una forma definida pero sí ocupan un volumen definido. Al seguir calentando esta sustancia, esta pasa a ser gaseosa , es decir que ahora estos átomos ya no estan unidos, se desprenden totalmente y ya no tienen forma ni volumen definido. Pero al seguir calentando esta sustancia ocurre un cambio, los electrones de estos átomos comienzan a desprenderse debido la mayor rapidez de agitación que estos poseen, lo cual causa que se ionicen y formen el plasma.

Sin embargo, es importante destacar que el estado de plasma no significa necesariamente altas temperaturas; la ionización de un material puede producirse por diversos medios; se pueden producir plasmas por descargas eléctricas o bien absorción de fotones. Así, entonces, cualquier sustancia puede encontrarse en estado de plasma siempre que se den las condiciones para que toda ella o sólo una parte se encuentre ionizada.

Propiedades

● PROPIEDADES GENERALES DEL PLASMA

-Son partículas con cargas positiva y negativa.

-Se mueven a mayor velocidad a temperaturas muy elevadas.

-Presentan el fenómeno de las auroras boreales.

● PROPIEDADES ESPECÍFICAS DEL PLASMA

-El plasma se manipula muy fácilmente por campos magnéticos.

-El plasma es muy buen conductor eléctrico.

-El plasma genera energía por reactores de fusión nuclear.

¿Dónde hay plasmas?

El estado plasma se puede clasificar en artificial o natural. El plasma artificial se puede encontrar en aquellos elementos producidos por el ser humano con diferentes fines; por ejemplo en la elaboración de bombillas y tubos fluorescentes para la iluminación. En el entretenimiento se utiliza en la fabricación de televisores y monitores plasma. En la industria metalmecánica, el estado plasma se emplea como mecanismo de soldadura para unir piezas metálicas. En la aeronáutica espacial, se puede observar en la materia que expulsan los cohetes en los despegues. La materia en estado plasma también se utiliza en los recubrimientos de naves espaciales que las protegen cuando ingresan a la atmósfera terrestre. El estado plasma de origen natural se puede encontrar en fenómenos como la aurora boreal y los rayos; también lo encontramos en la ionosfera. El estado plasma está presente en las estrellas, como el Sol, en los vientos solares y en las nebulosas.

Usos médicos del plasma

El estado plasmático tiene diversos usos en medicina, un uso muy importante es la de aumentar la biocompatibilidad en los biomateriales que se usen para implantes que estén en contacto con la sangre, ejemplos de esto son válvulas y catéteres para cirugías cardiovasculares; prótesis para implantes ortopédicos y otros. Otra aplicación esta en los lentes de contacto que mediante un plasma de oxígeno se logra la hidroficidad ( afinidad con el agua) del material, evitando así la resequedad del ojo; además disminuye también el ingreso de bacterias, lo que lleva a una mejor comodidad del paciente. Otra aplicación muy importante es la de la limpieza de los materiales médicos de los desechos tóxicos y peligrosos, el plasma esteriliza las superficies y materiales, normalmente se usa un plasma de oxígeno el cual interactúa con los contaminantes orgánicos volatilizándolos y haciendo que estos sean removidas.

CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN

Es el quinto estado de agregación de la materia que se presenta en determinadas condiciones , de presión, temperatura y otras variables físicas a que sean sometidas, dentro de los estados más conocidos se encuentran el sólido, el líquido y el gaseoso, aunque existen otros dos: el plasma y el condensado de Bose- Einstein o (cubo de hielo cuántico).

Los condensados de Bose-Einstein se hacen con gases ultra-fríos, diluidos. Su observación marcó la culminación de un período de desarrollo de técnicas para lograr temperaturas muy bajas, y el confinamiento de átomos a esas temperaturas. El uso del enfriamiento por láser, y los métodos de captura de átomos ultra-fríos con trampas magnéticas, han producido temperaturas en el rango de nanokelvin.

Ejemplos en el universo y en el ser vivo

La reciente realización experimental de los primeros condensados de Bose-Einstein ha despertado enorme interés en la comunidad científica tanto por sus implicaciones de tipo fundamental como por sus numerosas aplicaciones tecnológicas.

Fuente: Ketterle Group

Se trata de una nueva forma de materia fácilmente controlable que constituye la base del desarrollo del láser de átomos, dispositivo análogo al láser ordinario pero basado en el control de las ondas cuánticas de materia. Los condensados de Bose-Einstein tienen también importantes aplicaciones en interferometría atómica, nanotecnología, nano litografía y en computación cuántica. De hecho, los condensados de Bose-Einstein atrapados en redes ópticas constituyen la realización más prometedora de un ordenador cuántico.

Galaxia NGC 1300

Desde el punto de vista fundamental los condensados de Bose-Einstein constituyen un nuevo estado de la materia que presenta propiedades típicamente cuánticas a escala macroscópica. Tienen propiedades superfluidas y representan una materialización macroscópica de un campo cuántico. Además tienen importantes implicaciones en ramas de la Física como la Mecánica Cuántica, Óptica Cuántica, Materia Condensada, Física Estadística, Teoría Cuántica de Campos, Gravitación, Cosmología y Partículas Elementales. Por ejemplo, existen indicios de que nuestro Universo es un condensado de Bose en expansión y la interacción gravitatoria una propiedad emergente asociada con la geometría del campo.

Por su interés y carácter multidisciplinar se trata de uno de los campos de investigación más activos de la Física actual, que ha atraído el interés de numerosos investigadores de campos muy diversos. A ello ha contribuido el hecho de que las predicciones teóricas (analíticas o computacionales) resultan fácilmente verificables experimentalmente.

Vista microscópica del consensado de Bose-Einstein

Chip atómico

2. Algunas aplicaciones de los chips atómicos lo encontramos en dispositivos portátiles de precisión atómica para comunicaciones inalámbricas seguras, navegación GPS precisa, etc..

CONDENSADO FERMIÓNICO:

Es un estado de agregación de la materia en el que la materia adquiere superfluidez. Se produce a temperaturas muy bajas cercanas al cero absoluto. Fue creado en la universidad de Colorado por primera vez en 1999. El primer condensado de Fermi formado por átomos fue creado en 2003.

Es considerado una falacia por muchos científicos. La naturaleza del condensado implica que todas las partículas que lo conforman se encuentran en el mismo estado cuántico, lo cual es sólo posible si dichas partículas son bosones. Ahora bien, el Principio de exclusión de Pauli impide que cualquier pareja de Fermiones ocupe el mismo estado cuántico al mismo tiempo. Por lo tanto un condensado fermiónico no debería existir.

Sin embargo, en el año 2004, el grupo del D. Jin logró la condensación de pares de átomos fermionicos. La suma de espines de un par de átomos con el mismo espín siempre va a ser entero. Si un par de átomos fermiónicos idénticos forman una molécula, ésta se va a caracterizar por un espín entero. Por lo tanto dicha molécula es un bosón que puede condensar.

Valga aclarar que el fenómeno de la condensación es diferente a la formación de Pares de Cooper en el marco de la Teoría BCS. Si bien es cierto que un Par de Cooper se puede asimilar a un bosón, ello no significa que la formación de los pares de Cooper implique automáticamente la presencia de un condensado. Para obtener un condensado de Pares de Cooper es necesario que se agrupen todos en el mismo estado cuántico.

El condensado Fermiónico se comporta como una onda y no como partícula ya que es muy poco el tiempo que se mantiene estable.

Las moléculas del gas fermiónico son fermiones y no bosones ya que, aunque se unan solamente fermiones, éstos van a completar el espín a un entero y se estabiliza por ese momento.

El principio de exclusión de Pauli establece que es imposible que dos fermiones ocupen el mismo estado cuántico simultáneamente. Esto con el tiempo se ha alterado puesto que los electrones estabilizan a la onda dándole una forma estable.

Deborah S. Jin, Markus Greiner y Cindy Regal han dado un paso más y también, gracias a la ultra congelación de partículas, han encontrado un nuevo estado de la materia, el sexto: el gas fermiónico. Como aseguran estos físicos, el hielo cuántico está compuesto de bosones, una clase de partículas que inherentemente son gregarias y sus leyes estadísticas tienden a favorecer la ocupación múltiple de un mismo estado cuántico. Sin embargo, el gas fermiónico está completamente integrado por fermiones. Éstos, a diferencia de los bosones, son poco sociables y por definición nunca dos de ellos pueden ocupar el mismo estado de movimiento. Un par de fermiones idénticos no pueden ocupar el mismo estado cuántico. A altas temperaturas, las conductas de estas partículas elementales son casi imperceptibles. Sin embargo, cuando se enfrían tienden a buscar los estados de más baja energía y es en este instante cuando se acentúa el carácter antagónico de bosones y fermiones. ¿Pero cómo se comportan los fermiones ultra congelados?

Para resolver el enigma, los físicos de Boulder usaron rayos láser para atrapar una pequeña nube de 500.000 átomos de potasio. Limitando su movimiento natural, enfriaron los átomos a 50.000 millonésimas de grados por encima del cero absoluto. Por su carácter arisco, los fermiones de esos átomos deberían repelerse, pero no fue así. Al aplicar un campo magnético a los átomos super fríos, éstos se juntaron brevemente en parejas y crearon un maravilloso condensado. Según los padres del nuevo estado, este hallazgo podría dar pie a una amplia gama de aplicaciones prácticas. Por ejemplo, el gas fermiónico ofrece una nueva línea de investigación en el campo de la superconductividad, el fenómeno por el que la electricidad discurre sin resistencia alguna.

SUPERCONDUCTOR

Jin señaló que su equipo logró obtener un gas súper congelado que es considerado como el paso inmediato anterior para lograr un superconductor -que permite conducir electricidad sin perder parte de la energía, como sucede con los conductores tradicionales.

"Actualmente, alrededor del 10% de toda la electricidad que se produce en Estados Unidos se pierde al ser transmitida. La electricidad, invariablemente, calienta los cables y al generar calor pierde parte de su energía, lo que no beneficia a nadie".

CAMBIOS DE ESTADO

Como sabemos, los estados de la materia son: sólido, líquido, gaseoso y plasma. Un cuerpo, cuando pasa de un estado a otro decimos que está cambiando de estado. Según la teoría cinético-molecular, los cambios de estado se producen cuando el calor incrementa la energía cinética de las moléculas de un cuerpo, por lo que sus movimientos son más rápidos, se desplazan más lejos y las fuertes uniones que las mantenían unidas (fuerzas de cohesión) comienzan a debilitarse.

Sólido a líquido = fusión

Líquido a sólido = solidificación.

Sólido a gas = sublimación

Gas a sólido = deposición / sublimación inversa

Líquido a gas = vaporización

Gas a líquido = condensación o licuación

Gas a plasma = Ionización

Plasma a gas: Ionización inversa / desionización

FUSIÓN:

La fusión es el paso de estado sólido a líquido al aumentar la temperatura. La temperatura a la cual se produce este cambio de estado se le denomina punto de fusión. Cada materia tiene su propio punto de fusión. Puede realizarse de manera repentina o brusca (fusión franca, como el hielo) o pasando por estados intermedios (fusión pastosa, como la mantequilla).

- Fusión de metales
-Hielo a 0ºC

SOLIDIFICACIÓN:

La solidificación es el proceso por el cual una sustancia que está en estado líquido se transforma en una sustancia sólida al disminuir la temperatura (enfriamiento). La temperatura a la cual sucede el proceso es la misma que el proceso inverso o fusión.

-Congelación del agua (nieve, hielo)

-Solidificación de un metal en una fundición

-Solidificación de grasa o cera líquida

SUBLIMACIÓN:

Sublimación es el paso directo de sólido a gas (sublimación directa) o de gas a sólido (sublimación inversa) sin pasar por el estado líquido. Las partículas de la superficie de un sólido pueden adquirir suficiente energía cinética para vencer las fuerzas que las mantienen unidas y pasar directamente al estado gaseoso. A este proceso se le llama sublimación. De la misma forma, cuando los gases se enfrían, pueden pasar directamente al estado sólido, este cambio físico se llama sublimación inversa.

-Hielo comprimido (sublimación)

-La naftalina (sublimación

-La formación de escarcha (sublimación inversa
-Formación de cristales de yodo en base a gases (sublimación inversa)

VAPORIZACIÓN:

La vaporización es el paso de estado líquido a gaseoso. Existen tres tipos de vaporización:

· Ebullición: Cuando el paso de líquido a gas se produce en el interior del líquido. Este paso se produce generalmente al aplicarle calor, la temperatura a la cual hierven los líquidos se llama temperatura de ebullición.

-Ebullición del agua en un cazo

· Evaporación: cuando se realiza exclusivamente en la superficie y de forma lenta (se van transformando poco a poco en gas sin que haya un aumento de la temperatura).

-Vaporización del agua del mar para formar nubes

· Calefacción: es el proceso más rápido y se produce cuando la fuente de calor está a una temperatura
mucho más alta que la temperatura de ebullición de la sustancia.

-Una gota de agua sobre una placa metálica caliente.

CONDENSACIÓN:

También llamada licuación, consiste en el paso del estado gaseoso al estado líquido, es una proceso inverso a la vaporización. Al disminuir la temperatura y aumentar la presión favorece este proceso.

-Gotas de rocío por la mañana

-Gotas de lluvia

IONIZACIÓN:

Es el cambio de estado de un gas a plasma.

-Letreros de neón

-Tubos fluorescentes

séptimo unidad 1 teoria cinetico molecular guia 1

2020-03-04T07:16:00.000-08:00

https://www.curriculumnacional.cl/614/articles-19438_recurso_pauta_pdf.pdf

2020-03-04T06:15:00.001-08:00

2011-09-13T13:14:00.000-07:00

2010-05-28T20:55:00.001-07:00

Catálogo de música libre

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2010-05-28T00:42:00.000-07:00

Enseñanza de las Ciencias Basada en la Indagación ECBI

2010-05-23T00:32:00.000-07:00

En francés se le conoce como "La main à la pâte", y es una alternativa metodológica
que está siendo utilizada para enseñar ciencias naturales.

Esta metodología es propuesta por primera vez en el año 1996, por el profesor Georges
Charpak, premio Nóbel de Física en 1992, en la Academia de Ciencias en Francia.

El objetivo central de la metodología es promover la enseñanza de las ciencias naturales
en la escuela primaria.

La metodología se sustenta en 10 principios, que son:

1.-Los estudiantes observan un problema que es real y que les resulta familiar. A partir
de este problema hacen una investigación que les permite descubrir el conocimiento que
se asocia al problema.

2.-En el desarrollo de la investigación, los estudiantes van elaborando hipótesis y
planteando argumentos con sus propias palabras. Ellos discuten sus propias ideas y poco
a poco van construyendo su propio conocimiento.

3.-Las actividades que desarrollan los estudiantes obedecen a una secuencia que
organiza el profesor a objeto que el conocimiento que van construyendo esté graduado y
debidamente coordinado.

4.-Se requiere de varias sesiones semanales para un estudio acabado de un problema en
particular. Esto implica que la actividad a realizar no necesariamente esté en el
programa de estudio pero sí que esté relacionado o bien que sea parte de él. En todo
caso, se puede modificar la duración de las actividades para ocupar más contenidos del
programa.

5.-Cada estudiante lleva un registro individual: bitácora. En éste cuaderno especial el
estudiante anota todo lo que observa, concluye y aprende del problema que está
estudiando.

6.-El objetivo final de toda actividad indagatoria es que el estudiante se apropie,
progresivamente, de aprendizajes. Así el aprendizaje les será significativo. En el
proceso también habrá consolidación de la expresión oral y escrita en torno a los
aprendizajes.

7.- En el trabajo de los estudiantes se integrará la familia y la comunidad.

8.-A los estudiantes les colaborarán los "pares científicos" del entorno cercano:
universidades, grandes escuelas, otras entidades educacionales.

9.-Los centros de formación cercanos a la escuela ponen a disposición de los profesores
de la escuela su experiencia en didáctica y en procesos pedagógicos.

10.-En Internet habrá módulos de actividades basadas en la metodología para que
pueda implementar en su clase, a su vez que también habrá información y respuestas a
sus inquietudes acerca de ella. Asimismo podrá participar en redes de profesores que
estén trabajando en la misma línea.

Como se debe trabajar

El profesor, cuando aplica esta metodología con sus alumnos, los divide en grupos de 4
alumnos, les entrega una guía de trabajo que los orientará en el trabajo a realizar (la
guía la puede entregar completa de una vez o en partes a medida que se va avanzando),
los materiales con que se experimentará y el espacio físico necesario.
El tiempo destinado a esta actividad puede variar de una sesión semanal a varias
sesiones en varias semanas y los temas que se aborden pueden estar o no en el marco
curricular o en el listado de contenidos que se desarrollarán con el grupo de alumnos
con que se ejecute.

No es recomendable entregar, al comienzo, el objetivo de la actividad ya que podría dar
una orientación a los alumnos acerca del aprendizaje que se pretende lograr. Y la idea es
que el aprendizaje que van a obtener lo logren por la propia construcción delb conocimiento que harán y no por influencias de los profesores. No confundamos
influencia con asesoramiento. El profesor sí debe asesorar el trabajo de los alumnos y
debe conocer muy bien el objetivo de la actividad, pero no darle las respuestas, el
profesor debe promover en los alumnos el que ellos mismos busquen respuestas, o
argumentos a ellas, por otros mecanismos y fuentes de información.
La fase de aplicación de la metodología se puede resumir en cuatro importantes pasos,
que son ineludibles, y son:
1.- Focalización:
Se trata de presentar un problema cuya temática a abordar se relacione con el objetivo
de la actividad.
Por ejemplo, si el objetivo se refiere a que los alumnos diferencien el concepto de masa
del concepto de peso entonces podría plantearse un problema relacionado con una visita
a la feria. En la feria hay quienes pesan y quienes masan sus productos, si damos una
vuelta completa a la feria veremos que hay quienes usan balanzas y otros dinamómetros.
La idea, en el ejemplo que pretendo dar, es que los alumnos – en sus recuerdos o en una
visita real a una feria – descubran que hay diferentes formas de "pesar" productos en la
feria.
Junto con centrar la atención en un problema, podrían plantearse algunas preguntas que
los hagan elaborar argumentos:
Por ejemplo, podría preguntarse:
Seguramente en la feria se ve que hay vendedores, de frutas y
verduras, que usan diferentes formas de pesar los productos que
allí vende, ¿por qué crees que no usan, todos, los mismos
instrumentos de medida?
¿Da lo mismo usar cualquier tipo de instrumento? ¿Por qué?
Algo importante es que cada alumno responda primero las preguntas que se hacen en
forma individual y todas deben llevar una argumentación. El profesor debe fijarse que
nadie responda solo con un sí o con un no, debe promover que todos argumenten sus
respuestas de acuerdo a sus creencias, no en función de la "materia" que él enseña pero
si hay quienes la usan que no lo impida.
En esta fase nada está mal, nada está bien. Las respuestas a las preguntas, son solo
eso… respuestas.
Luego de las respuestas individuales se pide a los alumnos que elaboren una única
respuesta como grupo. De igual forma, la respuesta y el argumento por cada pregunta
que se hace.
Si hubo alguna respuesta o argumentos erróneos o correctos, eso se confirmará en una
fase posterior.
Todo esto lo hace el alumno en un cuaderno especial en el que llevará el registro de toda
la actividad, donde anotará todo lo que observe, todo lo que se le pregunte, todo lo que
aprenda, hará dibujos, hará comentarios con sus palabras … con sus ideas.
2.- Exploración:
En esta fase está la clave de la metodología. Esto no significa que las demás sean menos
importantes, ¡no!, todas son indispensables, pero aquí es donde se marca la diferencia
respecto a otras ideas metodológicas que se conocen.
Aquí se hará una actividad experimental con materiales de fácil acceso. No debe
requerirse un laboratorio sofisticado ni grandes aparatajes que ilustran, casi siempre, la
idea de laboratorio de ciencias. La sala de clases, el patio, un pasillo, la cocina, el
comedor, … cualquier lugar puede ser útil. Incluso la actividad experimental puede ser
solo la observación de algún producto tecnológico.
Supongamos que se hará un experimento de medir "el peso" de una manzana usando
una balanza en un momento y luego un dinamómetro.
De ser necesario, hagamos el experimento en dos fases.
. construir una balanza y construir un dinamómetro (si es que no se poseen)
. medir "el peso" de una manzana
Antes de construir, o experimentar algo, se explica al alumno lo que se va a realizar y se
le hace alguna pregunta, la que debe ser respondida con argumentos y – si la situación
lo permite – que conduzca al alumno a elaborar una hipótesis en relación al problema
que se presenta. Se insiste, se debe dejar que el alumno escriba sus ideas con sus
palabras. Ya habrá momentos en donde se afine el lenguaje y otras cosas.
En el fondo lo que se pide al alumno es que realice una predicción del resultado
experimental que se tendrá.
Por ejemplo, se podría decir lo siguiente.

Luego que cada alumno respondió. Y luego de que el grupo construyó una única
respuesta. Incluso después que todo quedó registrado en el cuaderno especial, bitácora
podríamos llamarle, que lleva cada alumno… se hace la actividad experimental.
Se hace lo que se explicó a los alumnos en la guía. De la misma forma en que se
presenta y con los mismos materiales. Si se llegara a modificar alguna variable, las

respuestas dadas por los alumnos carecerán de valor. La actividad se habrá
"contaminado".

Es muy importante que el profesor vele porque todos los alumnos hagan y registren las
observaciones experimentales.

Nada ocurre considerando solo el inicio y el final, entre ambos instantes hay muchas
cosas que van ocurriendo y un buen observador hace un registro de todas ellas. Esas
observaciones pueden constituir un importante sustento para un argumento e incluso
puede ser la respuesta directa a alguna pregunta que se hace.

3.- Comparación y contraste:

Aquí es donde se afianzan los conocimientos previos de los alumnos. También es donde
se producen las modificaciones de los mismos.

Aquí es donde se manifiesta el aprendizaje que pudo haber obtenido el alumno.

Una vez que se han obtenido los resultados experimentales es hora de ver si las
predicciones e hipótesis hechas por los alumnos en forma individual y grupal se ven o
no confirmadas.

Se espera que si lo predicho por los alumnos se constata en la observación experimental,
hay un argumento empírico que da validez a los conocimientos previos que tenían.

Si no se cumple lo predicho, entonces debe producirse una modificación de los
conocimientos previos.

Cualquiera sea la situación, lo interesante es que lo acertado o no que estaban los
conocimientos previos, sobre un tema específico, proviene de una verificación
experimental. Y la actividad fue realizada por los propios alumnos … ANTES que se
enseñara formalmente el tema del objetivo de la actividad.

Es un descubrimiento. Es una construcción autónoma del conocimiento.

Si todo marcha bien, no debería haber filtración, entre lo que dice el profesor y los
libros y lo que ocurre en la actividad, entonces el aprendizaje logrado puede constituirse
en un aprendizaje significativo, y son ellos los que logran modificar las conductas de las
personas.

En esta fase es importante, y en todas las anteriores también, que los alumnos – como
grupos de trabajo – hagan públicas sus observaciones, respuestas, predicciones y ahora
sus comparaciones. Así el trabajo tomará un rasgo más importante en lo colectivo.

También es útil que el profesor, en este paso casi final, organice las ideas y los
aprendizajes logrados dando un lenguaje más apropiado o más coherente. No hay que
modificar sustancialmente lo que plantean los propios alumnos, pero hay que velar por
que no se aprendan "errores".

Se puede avanzar más en esta fase y pasar a comprobar si las primeras preguntas que se
hicieron, las de la fase de focalización, estaban o no debidamente argumentadas. Y
quizás habrá que corregir alguna de las respuestas dadas, especialmente si alguna se
refería a alguna situación donde el alumno no tuviera una vivencia previa (situación que
hay que tratar de evitar).

4.- Aplicación:
En esta fase está la primera verificación si el objetivo que se había propuesto para la
actividad ha sido logrado con éxito.
Es una fase donde se transfiere lo aprendido a otras situaciones que no necesariamente
se han planteado en la actividad hasta el momento anterior a esta instancia.
La transferencia de los aprendizajes es un gran desafío de todo el proceso de enseñanza
– aprendizaje y aquí tenemos la ocasión de incluirla en una fase metodológica.
Siguiendo con el ejemplo de medir "el peso" de un objeto.

Y bueno, los alcances que puede tener esta fase está limitada – en gran medida – por los
propios conocimientos previos de los profesores o sus habilidades para formular
preguntas y/o plantear situaciones.
Hasta aquí llega la aplicación con la metodología indagatoria.
Algunas cosas destacables que se observan a simple vista de la metodología o como
posible resultado de su aplicación:
. el alumno realiza una actividad cercana a sus vivencias, que no le es
ajena
. el alumno construye sus propios aprendizajes
. el alumno confirma o modifica sus preconceptos
. el alumno desarrolla la habilidad de argumentar sus respuestas y sus
observaciones
. el alumno desarrolla habilidades de lectoescritura y de oratoria
. el alumno practica la observación como un recurso que favorece el
aprendizaje
. el profesor construye una guía que lleva al alumno a un aprendizaje
pasando por etapas que son progresivas
. la ciencia que se presenta al alumno es la ciencia real, no la
idealizada por los libros y profesores
. la imagen del científico que se proyecte puede ser tal que se motive a
los alumnos a continuar estudios sobre ciencias naturales básicas
. el profesor se constituye como un asesor y no como un conductor
. la responsabilidad del aprendizaje está centrada en el alumno
. la responsabilidad de brindar oportunidad de aprender está en el
profesor
. la carencia de materiales de laboratorio no es un impedimento
. puede necesitarse la colaboración de la comunidad para la realización
de actividades
A no descuidar
Un aspecto no considerado, al parecer, por los gestores de la metodología, o que por lo
menos no se hace evidente en la literatura que empieza a aparecer, es el enfoque social
que debe tener, desde mi particular punto de vista, toda disciplina científica.

No estamos en tiempos donde la investigación y la construcción del conocimiento
científico se haga en forma pura como muchos creen, es decir, solo con el afán de saber
y conocer más, limpia de todo tipo de filtro. Una ciencia, y una tecnología, neutra.

Un planteamiento que se usa mucho es decir que "la ciencia solamente es, lo que ocurra
con ella depende de los hombres". En mi mirada, no estoy de acuerdo con esa
afirmación. La ciencia y la tecnología no son neutras.

Es cuestión de "indagar" un poco y nos vamos a dar cuenta que esos grupos de saberes
están cruzados por una gran cantidad de enfoques que promueven, facilitan o
entorpecen el desarrollo del conocimiento. Los grupos religiosos, los grupos
ambientalistas, los antigrupos, las predilecciones políticas, los grupos de elite financiera
y muchos otros más. Estos grupos colocan sus condiciones para la construcción del
conocimiento.

En países como el nuestro son las universidades las que hacen el mayor aporte a la
construcción de conocimientos, y éstas casas tienen sus propios fundamentos y, por lo
mismo, dan o quitan facilidades, favorecen o desfavorecen posibles líneas de
investigación.

En países más desarrollados son las empresas, en gran medida, las que hacen
investigación y construyen conocimiento, pero ellos están ligados – obviamente – a los
intereses de las mismas.

En otros países los líderes políticos y/o religiosos imponen sus principios casi
totalitarios para prever y promover que el conocimiento se ajuste a las necesidades que
ellos tienen.

En fin, la ciencia y la tecnología de hoy se construye, mayormente, de acuerdo a los
requerimientos de la sociedad y la sociedad se comporta de acuerdo a los resultados de
la ciencia y la tecnología. Esta relación Ciencia – Tecnología – Sociedad es una realidad
incuestionable y está para quedarse definitivamente.

Entonces, y volviendo a lo nuestro, la metodología indagatoria debería incluir una fase
donde se analice el producto científico que estaba como objetivo en su relación con el
comportamiento de la sociedad. Una instancia donde se puede hacer sin agregar fases
adicionales es usar la etapa de Aplicación, aquí se puede plantear el tema de la relación
científica y/o tecnológica con lo social y viceversa.

Si vamos a enseñar una ciencia real y no ideal, entonces asumamos que la realidad del
trabajo científico está sujeta a la relación Ciencia – Tecnología – Sociedad.

Hernán Verdugo Fabiani
Profesor de Matemática y Física

LA ESTRUCTURA DE LAS REVOLUCIONES CIENTÍFICAS

2010-05-23T00:17:00.001-07:00

INTRODUCCIÓN
Thomas Kuhn (1922-1996), fue un filósofo estadounidense de gran renombre; cuyo extenso trabajo despertó la curiosa discusión de hombres de numerosas disciplinas e influenció de tal modo, que creó nuevos conceptos.
Comenzó a escribir su libro: "La estructura de las revoluciones científicas", cuando apenas era un estudiante graduado en física teórica y dio el cambio drástico de la física a la historia de la ciencia y más tarde, a la filosofía misma, por la inquietud que sentía por descubrir cada vez más la verdad.
En él, exponía la evolución de las ciencias naturales básicas y respondía a preguntas tales como: ¿porqué la realización de la ciencia concreta, es anterior a los diversos conceptos, leyes, teorías y puntos de vista que pueden abstraerse de ella?; frente a varios problemas, ¿cuál es el más significativo para resolver, por una comunidad científica?, ¿cuál es el proceso por el cual, un candidato a paradigma reemplaza a su predecesor?, ¿qué hace que un grupo científico abandone una tradición de investigación a favor de un nuevo paradigma?; ¿porqué debe progresar continuamente la ciencia? Elabora conceptos como "paradigma", para darle nombre a lo que consideraba soluciones universales; "crisis", "revolución científica", para explicar como evoluciona la ciencia, a la que consideraba como algo abierto y en constante evolución.
Nosotras pretendemos en este informe, describir los puntos clave de su obra, de forma clara y precisa; aunque entendemos, que para su mayor comprensión, sería necesario un análisis más profundo.
REVISIÓN Y ESCLARECIMIENTO DE ALGÚNOS CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA PROPUESTA KUHNEANA.
Concepto de paradigma y de comunidad científica.
El término paradigma está aplicado a dos sentidos distintos; por un lado, significa toda la constelación de creencias, valores, técnicas, etc., que comparten los miembros de una comunidad dada; y por otro, denota una especie de elemento de tal constelación, las concretas soluciones de problemas que, empleadas como modelos o ejemplos, pueden remplazar reglas explícitas como base de la solución de los restantes problemas de la ciencia normal.
Un paradigma es lo que comparten los miembros de una comunidad científica y, a la inversa, una comunidad científica consiste en personas que comparten un paradigma.
Las comunidades científicas pueden aislarse sin recurrir previamente a paradigmas; éstos pueden ser descubiertos, entonces, analizando el comportamiento de una comunidad dada. El estudio de los paradigmas, es lo que prepara al estudiante para formar parte de una comunidad científica particular.
Según Kuhn, una comunidad científica consiste en quienes practican una especialidad científica.
Habiendo aislado una comunidad particular de especialistas, lo que comparten sus miembros para explicar la relativa plenitud de su comunicación profesional y la relativa unanimidad de sus juicios profesionales, no es más que un paradigma o un conjunto de éstos. Los propios científicos dirían que comparten una teoría o un conjunto de teorías. Ésta da a entender una estructura mucho más limitada en naturaleza. Kuhn sugiere el término "matriz disciplinaria", "disciplinaria" porque se refiere a la posesión común de quienes practican una disciplina particular; "matriz" porque está compuesta por elementos ordenados de varias índoles, cada uno de los cuales requiere una posterior especificación.
Todos o la mayor parte de los objetos de los compromisos de grupo resultan paradigmas o partes de paradigmas, o paradigmáticos, son partes constituyentes de la "matriz disciplinaria" y como tales forman un todo y funcionan en conjunto.
Una clase de importantes componentes de la matriz disciplinaria sería, por ejemplo:
1.
2. Las "generalizaciones simbólicas", expresiones desplegadas por unos miembros del grupo.
2) El "paradigma metafísico", que ayuda al grupo a determinar lo que será aceptado como explicación y/o como solución de problemas; a la inversa ayudan en la determinación de la lista de "enigmas" no resueltos y en la evaluación de la importancia de cada uno.
3) Los valores más profundamente sostenidos se refieren a las predicciones que deben ser exactas; o a los aplicables a teorías enteras que deben permitir la formulación y solución de enigmas. En un grado más considerable que otras clases de componentes de la matriz disciplinaria, los valores deben ser compartidos por personas que difieren en su aplicación. Si todos los miembros de una comunidad respondiesen a cada anomalía como causa de crisis o abrazaran cada nueva teoría propuesta por un colega la ciencia dejaría de existir.
4) El término ejemplar define las concretas soluciones del problema. Las diferencias entre conjuntos de ejemplares dan a la comunidad una finísima estructura de la ciencia.
Los paradigmas como ejemplos compartidos
El conocimiento científico se halla como empotrado en la teoría y la regla; se ofrecen problemas para darle facilidad a su aplicación.
El papel de las relaciones de similitud adquiridas también se muestra claramente en la historia de las ciencias. Los científicos resuelven los enigmas modelándolos sobre anteriores soluciones de enigmas.
CIENCIA NORMAL.
Ciencia normal significa investigación basada firmemente en una o más realizaciones científicas pasadas, reconocidas por alguna comunidad científica; durante cierto tiempo y utilizadas como fundamento para prácticas posteriores y redactadas en los textos científicos.
La adquisición de un paradigma y el tipo de investigación que este permite, es un signo de madurez en el descubrimiento de cualquier campo científico dado. Las transiciones de los paradigmas son revoluciones científicas y la transición sucesiva de uno a otro, es el patrón usual de desarrollo de una ciencia madura. Para ser aceptado como paradigma una teoría debe parecer mejor que sus competidoras; pero no necesita explicar. Su surgimiento afecta la estructura del grupo que practica ese campo. En el desarrollo de la ciencia normal, cuando se produce una síntesis capaz de atraer a la mayoría de los profesionales de la generación siguiente, las escuelas antiguas desaparecen. El nuevo paradigma implica una definición nueva y más rígida del campo. La naturaleza de la ciencia.
Un paradigma es un patrón aceptado que permite la renovación de ejemplos. El tener más éxito no se refiere a uno completo en la resolución de un problema determinado. La ciencia normal consiste en la realización de esa promesa, para que sea una realización lograda mediante la ampliación del conocimiento y para que aumente el acoplamiento entre los hechos y las predicciones del paradigma.
La ciencia normal posee un mecanismo interno que, siempre que el paradigma deje de funcionar, asegure el cambio de las restricciones que atan a la investigación. Su investigación va dirigida a la articulación de aquellos fenómenos y teorías que el paradigma proporciona.
Una pequeña parte de los problemas teóricos de la ciencia normal, consiste simplemente en el uso de la teoría existente para predecir información fáctica de valor intrínseco. El trabajo bajo el paradigma, no puede llevarse a cabo en ninguna otra forma y la deserción del paradigma significa dejar de practicar la ciencia que se define.
La ciencia normal retrata el desarrollo científico como una sucesión de períodos establecidos por la tradición, puntuados por interrupciones no acumulativas, donde sus tesis son de extensa aplicabilidad.
Prioridad de los paradigmas.
Para descubrir la relación existente entre reglas, paradigmas y ciencia normal; el científico deberá comparar los paradigmas de la comunidad, unos con otros y con sus informes de investigación; con el objetivo de descubrir que elementos aislables, explícitos o implícitos pueden haber abstraído los miembros de esa comunidad, para emplearlos como reglas en sus investigaciones.
La ciencia normal puede determinarse en parte por medio de la inspección directa de los paradigmas, proceso que resulta más sencillo con la ayuda de reglas y suposiciones, pero que no depende de la formulación de éstas. En realidad, la existencia de un paradigma, ni siquiera debe implicar la existencia de algún conjunto completo de reglas. Ésta es la actividad para la resolución de enigmas; una empresa acumulativa, con un éxito eminente en su objetivo y en la extensión y la precisión del conocimiento científico. La ciencia normal no tiende hacia novedades fácticas o teóricas. Cuando tiene éxito, tampoco descubre alguna.
No todas las teorías pertenecen a paradigmas. Los científicos acostumbran a desarrollar muchas teorías especulativas e inarticuladas, anteriores a éstos o durante las crisis; que pudieran señalar el camino hacia los descubrimientos. Sólo cuando el experimento y la teoría de tanteo se articulan de tal modo que coincidan, surge el descubrimiento y la teoría se convierte en paradigma.
CRISIS.
Una vez que el descubrimiento es asimilado, los científicos están en condiciones de explicar una gama más amplia de fenómenos naturales, o explicar con mayor precisión algunos de los ya conocidos; descartando, para lograr su objetivo, creencias y procedimientos aceptados con anterioridad. El fracaso de las reglas existentes es lo que sirve de preludio a la búsqueda de otras nuevas. La teoría nueva, es una respuesta directa a la crisis y muchas versiones de una, un su síntoma habitual.

La respuesta a la crisis.
La crisis es la condición previa y necesaria para el nacimiento de nuevas teorías.
La decisión de rechazar o de aceptar un paradigma y el juicio que conduce a esa decisión, involucra siempre la comparación de paradigmas con la naturaleza y entre ellos. El rechazar un paradigma sin reemplazarlo con otro, es rechazar a la ciencia misma.
Kuhn sostiene que no existe la investigación sin ejemplos en contrario. Los enigmas existen sólo debido a que ningún paradigma resuelve completamente todos los problemas.
La proliferación de versiones de paradigmas, síntoma de crisis, debilita las reglas de la resolución normal de enigmas, de tal modo que, permite la aparición de un nuevo paradigma. Es tarea de la ciencia normal esforzarse por hacer que la teoría y los hechos, sean coherentes; y esta actividad puede verse como una prueba o búsqueda de confirmación o falsedad. Su objeto es resolver un enigma para que la existencia misma suponga la validez del paradigma.
Se entiende que todas las crisis se inician con la confusión de un paradigma.
La transición de un paradigma a otro nuevo del que pueda surgir una nueva tradición de ciencia normal, está lejos de ser un proceso de acumulación. Es más bien una reconstrucción del campo, o una partida de nuevos fundamentos.
Las crisis debilitan los estereotipos y proporcionan los datos adicionales necesarios para un cambio de paradigma fundamental. La transición consiguiente a un nuevo paradigma, es lo que Kuhn llama, revolución científica.
REVOLUCIÓN CIENTÍFICA.
Se considera revolución científica a todos aquellos episodios de desarrollo no acumulativo, en que un paradigma antiguo es reemplazado completamente o en parte, por otro nuevo, incompatible; es decir, cuando un paradigma existente deja de funcionar de forma adecuada, en la exploración de un aspecto de la naturaleza.
Cuando los paradigmas entran en debate sobre su elección, para Kuhn, su función necesaria es circular y sostiene que, sea cual fuere su fuerza, el status del argumento circular, es sólo el de la persuasión.
Las razones por las cuales la asimilación de un nuevo tipo de fenómeno o de una nueva teoría científica debe exigir el rechazo de un paradigma más antiguo, no se derivan de la estructura lógica del conocimiento científico; pues podría surgir un nuevo fenómeno sin reflejarse sobre la práctica científica pasada.
La asimilación de todas las nuevas teorías, significa la destrucción de un paradigma anterior y un conflicto consiguiente entre las escuelas del pensamiento científico. Es evidente que éste existe entre el paradigma que descubre una anomalía y el que, más tarde, hace resulte normal dentro de nuevas reglas.
Kuhn señala tres tipos de fenómenos sobre los que puede desarrollarse una nueva teoría:
1)- aquellos que han sido bien explicados por los paradigmas existentes y que no proporcionan un motivo para la construcción de una nueva teoría;
2)- fenómenos cuya naturaleza es indicada por paradigmas existentes, pero cuyos detalles sólo pueden comprenderse a través de una articulación posterior a la teoría;
3)- y las anomalías que no son asimiladas en los paradigmas existentes. Sólo este tipo produce nuevas teorías.
Sin la aceptación de un paradigma no habría ciencia normal.
El paradigma no podrá proporcionar enigmas que no hayan sido todavía resueltos, si no se extiende a campos donde no exista ningún precedente completo.
Los paradigmas se diferencian, en algo más que en la sustancia, ya que están dirigidos, no sólo hacia la naturaleza, sino también a la ciencia que los produjo. La recepción de un nuevo paradigma, hace necesaria una redefinición de la ciencia correspondiente. Algunos problemas antiguos pueden relegarse a otra ciencia o ser declarados "no científicos".
La tradición científica natural que surge de una revolución científica, no es sólo incompatible, sino también incomparable con la que existía anteriormente. Afirmaba Kuhn que, las teorías científicas posteriores son mejores que las anteriores para resolver enigmas y que a menudo éstas son totalmente distintas a los que se aplican; "una teoría científica nueva, es mejor que sus predecesoras".
Todas las revoluciones implican el abandono de generalizaciones cuya fuerza previamente había sido la fuerza de las tautologías.
Inconmensurabilidad y resolución de la revolución.
La prueba de un paradigma sólo tiene lugar cuando el fracaso persistente para obtener la solución de un problema, produce una crisis e incluso entonces, solamente se produce después de que el sentimiento de crisis haya producido un candidato alternativo a paradigma.
Ninguna teoría resuelve todos los problemas a los que se enfrenta, ni es frecuente que las soluciones alcanzadas sean perfectas. Al contrario, lo incompleto y lo imperfecto del ajuste entre la teoría y los datos existentes, es lo que define muchos de los enigmas que caracterizan a la ciencia normal. Cabe preguntar cuál de dos teorías reales y en competencia, se ajusta mejor a los hechos.
Las razones por las cuales, los paradigmas postulantes, necesariamente fracasan, al entrar en contacto con los puntos de vista de los demás, han sido descriptas como la inconmensurabilidad de la tradición científica normal, anterior y posterior a las revoluciones.
Los nuevos paradigmas nacen de los antiguos e incorporan gran parte del vocabulario y de los aparatos, que previamente se utilizaron. Quienes proponen los paradigmas, practican sus profesiones en mundos diferentes. Al hacerlo, los dos grupos de científicos ven cosas diferentes cuando miran en la misma dirección desde el mismo punto. Cada comunidad lingüística puede producir, resultados completos de su investigación que aunque sean descriptibles en frases comprendidas de la misma manera por los dos grupos, no pueden ser explicados por la otra comunidad en sus propios términos.
Progreso a través de la revolución.
Sólo durante los períodos de ciencia normal, el progreso parece ser evidente y la comunidad científica no puede ver los frutos de su trabajo en ninguna forma. Una comunidad científica es eficiente para resolver los problemas o los enigmas que define su paradigma. El resultado de la resolución de esos problemas debe ser inevitablemente el proceso.
Cuando una comunidad científica repudia un paradigma anterior, renuncia, al mismo tiempo, a la mayoría de los libros y artículos en que se incluye dicho paradigma.
Los cambios de paradigma llevan a los científicos cada vez más cerca de la verdad.
¿CÓMO EVOLUCIONA LA CIENCIA? De una presciencia, se obtiene una ciencia normal que entra en crisis y desata una revolución