Exposición Equipo 1 (física solar)

La Exposición Equipo 1

                                           Recapitulación 12 La Exposición Equipo 1
                                                                          (Física Solar)

Semana 12

FÍSICA SOLAR 

—  ”Es  la rama de la física que estudia los fenómenos solares, su importancia y aprovechamiento de la energía solar. ”

—  El Sol es una estrella del tipo espectral G2 que se encuentra en el centro del Sistema Solar y constituye la mayor fuente de radiación electromagnética de este sistema planetario

—  La distancia media del Sol a la Tierra es de aproximadamente 149.600.000 kilómetros (92.960.000 millas) y su luz recorre esta distancia en 8 minutos y 19 segundos.

                                

—  El sol produce energía mediante la reacción nucleare de fusión, esta energía alcanza a la Tierra en la forma de cuantos de energía que se llaman fotones, estos llegan a la atmósfera y propician reacciones en la superficie terrestre.

—  Existen dos maneras de transformar la luz solar en energía eléctrica: directamente, mediante la conversión fotovoltaica o indirectamente, mediante la conversión termal, la cual convierte la luz primero en calor y luego en energía eléctrica.

—  La energía solar puede ser utilizada en el entorno doméstico, el agrícola y en el espacial.

                               

—  En física moderna, el fotón  es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético.

—  Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible (espectro electromagnético), la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio.

—  Se comporta como una onda en fenómenos como la refracción que tiene lugar en una lente, o en la cancelación por interferencia destructiva de ondas reflejadas; sin embargo, se comporta

—  como una partícula cuando interacciona con la materia para transferir una cantidad fija de energía, que viene dada por la expresión.

—  El fotón fue llamado originalmente por Albert Einstein2 "cuanto de luz” (en alemán: das Lichtquant). El nombre moderno “fotón” proviene de la palabra griega φῶς (que se transcribe como phôs), que significa luz, y fue acuñado en 1926 por el físico Gilbert N. Lewis, quien publicó una teoría especulativa6 en la que los fotones no se podían “crear ni destruir".

—  Aunque la teoría de Lewis nunca fue aceptada siendo contradicha en muchos experimentos el nuevo nombre "fotón" fue adoptado enseguida por la mayoría de los científicos.

                                          

USOS Y APLICACIONES

—  La energía solar puede ser utilizada en el entorno doméstico, el agrícola y en el espacial.

—  Los uso de la energía solar en los hogares pueden ser la obtención de agua caliente y calefacción, también se puede utilizar en pequeños instrumentos como relojes o calculadoras. En el ramo agrícola, se utilizan ya los invernaderos solares, los secaderos agrícolas y las plantas de purificación o desalinización de agua de mar.

                                                  

 ALGUNOS USOS Y APLICACIONES.

—  Calentamiento de agua

—  Generación de energía electrica

—  Refrigeración

—  Calefacción domestica  

—  Destilación (desalinizacion)

—  Fotosíntesis 

—  Hornos solares 

—  Cocinas 

—  Evaporación 

—  Acondicionamiento de aire 

—  Actualmente se esta trabajando para reducir el costo de los sistemas de energía solar, reduciendo costos de instalación, articulando leyes que permitan la venta de la energía solar generada como excedente.

En el aspecto ambiental, la generalización en el uso de la energía solar tendría grandes beneficios, ya que disminuiría la utilización de hidrocarburos, y sus dañinos efectos como lo son la destrucción de la capa de ozono y el calentamiento global.

CELDAS SOLARES

—  ¿De qué están hechas?

Las células solares (en adelante C L),  también denominadas células fotovoltaicas, se construyen con semiconductores, que como su nombre indica: ni son materiales conductores ni aislantes.

Los dos elementos semiconductores más importantes son el germanio, Ge, y el silicio, Si. Ambos, a temperatura ambiente, tienen muy pocos electrones libres, que son los responsables de su pequeña conductividad.

—  Cómo es la estructura de un trozo de silicio?

El Si es el elemento 14 de la tabla periódica, por lo tanto, tiene 14 electrones en su corteza; de ellos, 4 se encuentran en la última capa. En un trozo de Si puro cada átomo está enlazado a otros 4 en una estructura tetraédrica la misma que presenta el diamante. Esa estructura se prolonga a lo largo y ancho del trozo de Si formando una estructura cristalina (no confundir con el vidrio).

—  ¿Cómo generan corriente eléctrica las células solares?

Las CS son diodos construidos de una manera especial. La lámina de Si-n se coloca arriba y es muy fina, la de Si-p debajo y es más gruesa. La luz incide en la lámina de Si-n. Los fotones incidentes comunican su energía a los electrones que saltan a la BC(banda de conduccion), originándose, con ello, también huecos. Debido a la diferencia de potencial en la unión “np” los electrones son repelidos hacia la superficie de arriba de la lámina de Si-n alejándose de la unión; y al contrario, los huecos son arrastrados al Si-p. Como resultado entre las superficies externas de ambas láminas de Si aparece una diferencia de potencial, que suele ser de 0.5 ó 0,6 Voltios. Si conectamos la CS a un circuito externo, tendremos una corriente eléctrica.

—  Por qué las células solares son de color azul oscuro?

El Si tiene un índice de refracción alto. Esto significa que la luz incidente es reflejada casi en su totalidad, con lo que pocos fotones llegan al interior del Si. Para disminuir la reflexión, se aplica una capa anti reflectante (sustancia con un índice de refracción entre el del Si y el aire). Así se consigue que la luz del rojo al verde entre en el Si y sólo se reflejen los rayos azules y violetas.

EXPERIMENTOS (PARRILLA SOLAR CASERA) 



física II recapitulación semana 14

Recapitulación 14

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El dia martes 23 de abril califico y reviso las investigaciones de física nuclear, radioisótopos y física solar. Realizamos una práctica que consistía en obtener la radioactividad de tres rocas, la volcánica, la de los ríos y una común, como también de uno de nosotros. Para el día jueves 26 de abril realizamos un experimento sobre el tema de la radioisótopos  que consistía en darle luz solar con un espejo a un panel solar de una maqueta para que generara fotones e hiciera girar un reguilete.	El martes reviso la tarea de la semana que consistía en investigar sobre los radioisótopos, física nuclear y física solar. Ese mismo día realizamos una actividad que consistía en medir la radiactividad que tenía un organismo vivo, y diferentes materiales. El jueves íbamos a realizar una actividad sobre los radioisótopos pero no contábamos con el material, así que hicimos una sobre la física solar, que consistía que con un espejo teníamos que emitir un rayo solar hacia un panel solar para que este produjera fotones y con eso mismo, hacer girar el rehilete.	El martes  el profesor reviso la investigación de cada semana y después hicimos la practica sobre radioactividad usando 3 tipos de piedras y un elemento vivo, el jueves, el experimento  de radioisótopos  pero por la falta de material  no la realizamos, pero hicimos el experimento de física solar en el que utilizamos un espejo y la luz del sol para transformar energía calorífica en energía  eléctrica. El día viernes se hizo la recapitulación de  la semana.	El día martes se reviso la tarea de la semana, y se realizo una práctica a cerca de los radioisótopos, midiendo la radioactividad de tres diferentes piedras y un elemento vivo. El jueves se hizo un experimento de celdas solares, aprovechando la energía y ocupándola para hacer girar un pequeño ventilador.	El martes el profesor reviso la tarea de cada semana y después hicimos una actividad que consistía en medir la radioactividad en distintos tipos de piedras y en un compañero de clase. El jueves se quería realizar una actividad pero no se contaba con el material necesario entonces hicimos una más sencilla Y con un espejo lográbamos hacer un rayo de luz que producía fotones y movía un rehilete.	El martes con la ayuda de un monitor de radiación nuclear fuimos capaces de notar la radiación de distintos tipos de radiación al cabo de un minuto para cada una. Del mismo modo, el nivel que contenía un ser vivo (un compañero). El jueves, con la ayuda de una maqueta representando una planta nuclear y una mini celda solar notamos el uso de la energía solar al ver girar un cartoncito en un motor.

  

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física II semana 14 "radioisotopos "

Radioisótopos

Preguntas	¿Qué son los Isotopos radiactivos?	¿Cómo se generan los isotopos radiactivos artificiales?	¿Cuáles son los isotopos radiactivos más usados en México?	¿Cuáles son las aplicaciones principales de los isotopos radiactivos?	¿Qué es el ININ? ¿Cuáles son las principales actividades del ININ?	6.12 ¿Que estudia la  Física Solar?
Equipo	2	5		4	1	6
Respuestas	Son aquellos elementos que se encuentran en la tabla periódica y que tienen el mismo número atómico, pero distinta masa atómica.	Los radioisótopos sintéticos son isótopos radiactivos que no se encuentran de forma natural en la tierra porque se crean mediante reacciones nucleares.	Isótopo del hidrógeno: deuterio, tritio. Isotopo del carbono 14, y el oxígeno.	Aplicaciones medicas: -Radiodiagnóstico. -Radioterapia. Rayos x Aplicaciones en la agricultura y la alimentación: las prácticas más habituales es la irradiación de las semillas para producir mutaciones en sus genes, dando lugar a variantes genéticas de cultivos con alto rendimiento y una mayor resistencia a las enfermedades.	Es el instituto nacional de investigaciones  nucleares. El ININ realiza investigación y desarrollo en el area de la ciencia y la tecnología nucleares y proporciona servicios especializados y productos a la industria en general y a la rama medica en particular.	Es el campo de la física que estudia los fenómenos solares, su importancia y aprovechamiento de la energía solar. La  tierra está inmersa en la atmosfera externa ionizada que escapa supersónicamente del sol.

física II semana 14 "física nuclear "

Física Nuclear.

Preguntas	¿Qué estudia la Física nuclear?	¿Cómo está conformado un núcleo atómico?	¿Qué tipos de energías se generan de los núcleos atómicos?	¿Qué es una central nuclear?	En qué consiste una fisión nuclear?	¡¿En que consiste una fusión nuclear?
Equipo	1	2	3	5	6	4
Respuestas	Estudia las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos. Se define como la rama de la física que estudia la estructura fundamental de la materia y las interacciones entre las partículas subatómicas.	Está conformado por protones y neutrones, se encuentran unidos por la interacción nuclear.	Energías: - luminosa - nuclear -química -radiante -térmica -eléctrica	Es una central termoeléctrica en la actúa como caldera un reactor nuclear	Consiste en el bombardeo de partículas subatómicas al uranio, trayendo como consecuencia la fisión del átomo y con este la de los demás átomos adyacentes, al bombardeo en reacción en cadena.	La fusión nuclear es una reacción en la que se unen dos núcleos ligeros para formar uno más pesado. Este proceso desprende energía porque el peso del núcleo pesado es menor que la suma de los pesos de los núcleos más ligeros. Este defecto de masa se transforma en energía (relacionadas mediante la fórmula E = mc2), aunque el defecto de masa es muy pequeño y la ganancia por tanto es muy pequeña, se ha de tener en cuenta que es una energía muy concentrada, en un gramo de materia hay millones de átomos, con lo que con una pequeña cantidad de combustible proporciona mucha energía. No todas las reacciones de fusión producen la misma energía, depende siempre de los núcleos que se unen y de los productos de la reacción. La reacción más fácil de conseguir es la de deuterio (un protón y un neutrón) y tritio (un protón y dos neutrones) para formar helio (dos neutrones y dos protones) y un neutrón, liberando uan energía de 17,6 MeV. Es una fuente de energía prácticamente inagotable, ya que el deuterio se encuentra en el agua de mar y el tritio es fácil de producir a partir del neutrón que escapa de la reacción.

Las emisiones radiactivas

Material: Piedras de Rio, volcánica, mármol, organismo vivo, contador de partícula tipo Geiger.

Procedimiento.

-      Colocar cada uno de los materiales a una distancia de tres centímetros, frente al detector de partículas, accionar el contador de partículas y medir las partículas emitidas por el objeto durante un minuto, tabular y graficar los datos para  cada material.

Material	Mediciones Cuentas Por Minuto
Piedra	Equipo 1	2	3	4	5	6	Promedio
De Rio	16	22	24	12	22	25	20.16
Volcánica	23	22	25	20	23	21	22.33
Mármol	20	20	20	15	22	27	20.66
Organismo vivo	27	19	22	31	21	23	20.33