Revista de Stiinte nr.1-2012 by casiiu11

″Logica te va duce din punctul A în punctul B. Imaginaţia te va duce oriunde″ Albert Einstein

Revista elevilor și a profesorilor Colegiul Național de Informatică ″Grigore Moisil″ Brașov

COLECTIVUL DE REDACȚIE AL REVISTEI DE ȘTIINȚE REDACTOR ȘEF : Prof. Carmen ANDREI – profesor chimie – gradul didactic I Colegiul Național de Informatică ″Grigore Moisil″ Brașov REDACTOR: Prof. dr. Dan-Ioan CHIRILĂ – profesor fizică Colegiul Național de Informatică ″Grigore Moisil″ Brașov TEHNOREDACTARE COMPUTERIZATĂ Informatician Iulian ANDREI Școala Generală nr.2 Codlea

NOTĂ : Responsabilitatea juridică pentru materialele apărute în prezenta revistă aparţine exclusiv autorilor.

COLEGIUL NAȚIONAL DE INFORMATICĂ ″GRIGORE MOISIL″ BRAȘOV

REVISTA DE ȘTIINȚE

e = mc 2 Nr. 1 / 2012

"O condiție pentru a realiza ceva este aceea de a te hotărî să începi" (Horace Greeley) Profesorii de la Colegiul Național de Informatică "Grigore Moisil" Brașov au început redactarea "Revistei de științe" în 2011. Aceasta se dorește a fi o revistă a elevilor și profesorilor, realizată ca urmare a colaborării la orele de curs, la cercurile tematice, etc. Articolele publicate sunt din domeniul chimiei, fizicii și biologiei. Evaluarea articolelor este realizată de profesori de specialitate pentru fiecare domeniu. REVISTA DE ȘTIINȚE asigură cunoaşterea în țară a preocupărilor științifice ale profesorilor, dar și ale elevilor . Ea are drept scop informarea, afirmarea, documentarea și relaxarea elevilor și încearcă să mențină treaz interesul tinerilor pentru științe, pentru această lume misterioasă pe care puțini reușesc să o descifreze cu adevărat, dar pe care toți o acceptă ca pe un «rău» necesar. Ceea ce își propune revista este, un proces continuu, în a transforma științele, dintr-o materie de studiu, impusă în școală, într-un domeniu de cercetare, interesant pentru elevi și accesibil acestora. Importanța noilor descoperiri din domeniile acoperite de chimie, fizică și biologie, reliefată în articole, este asociată cu rubrica de probleme dedicată pasionaților de științe. Se dorește adăugarea unor articole distractive, în care să fie exploatate aplicabilitatea și latura amuzantă a științelor reale. Revista are câteva rubrici, pe cât de diferite ca tematică, pe atât de interesante și captivante:  "Personalități din lumea științelor" în care sunt prezentați cercetători ce s-au remarcat prin descoperirile și realizările lor.  "Știința și viața" în care este descrisă legătura dintre științele reale studiate în școală și viață.  "Cercetare psihopedagogică" în care profesorii analizează strategii didactice în scopul surprinderii unor relații noi între componentele acțiunii educaționale și elaborării unor soluții optime de rezolvare a problemelor ridicate de activitatea didactică.  "Bac-ul - o problemă?" în care sunt exemplificate metode de abordare a subiectelor pentru examenul de maturitate.  "Cum rezolvați?" în care sunt propuse spre rezolvare probleme de chimie, fizică și nu numai.  "Interactiv" în care elevii școlii își expun părerile legate de chimie, fizică și biologie, sau compun eseuri, integrame, rebusuri etc. utilizând termeni aparținând acestor domenii.  "Curiozități" Revista nu este adresată doar celor pasionați de științe. În paginile ei pot găsi lucruri interesante atât elevii începători, din clasa a VII-a cât și cei din clasa a XII-a, atât elevii ce studiază la un profil uman cât și cei de la profilul real, atât elevii pasionați cât și cei mai puțin interesați, și lista posibililor cititori poate continua... În numele colectivului de redacție vă urez o lectură plăcută și vă aștept cu materiale deosebite pentru următoarele numere ale revistei noastre. Prof. Carmen ANDREI

CUPRINS:

ALBERT EINSTEIN ( 1879 – 1955 ) ................................................................................................. 4 APLICAŢII ALE FIZICII IN MEDICINĂ ......................................................................................... 6 COMUNICAREA PSIHOPEDAGOGICĂ ......................................................................................... 9 ÎNVĂŢARE ......................................................................................................................................... 9 FIȘA DE LUCRU A ELEVULUI ..................................................................................................... 12 MONITORIZAREA SISTEMELOR CU PANOURI FOTOVOLTAICE ........................................ 15 PENTRU ILUMINAT ....................................................................................................................... 15 PENTRU UN MEDIU DE VIAŢĂ SĂNĂTOS ................................................................................ 16 PROBLEME PROPUSE DE FIZICĂ ............................................................................................... 18 PROPERGOLI PENTRU RACHETE ............................................................................................... 20 FEROMONII ..................................................................................................................................... 22 METODE DE SINTEZĂ A HIDROGELURILOR ........................................................................... 31 EXPERIMENTE PENTRU EVALUARE ......................................................................................... 32 DETERMINAREA FORMULELOR PROCENTUALE, BRUTE ȘI MOLECULARE .................. 33 MODEL DE TEST........................................................................................................................... 39 TEST ATOM. IZOTOPI .................................................................................................................... 41 FIȘA DE LUCRU: ............................................................................................................................. 44 ATOMUL ŞI MOLECULA ............................................................................................................... 44 PROBLEME PROPUSE DE CHIMIE .............................................................................................. 46 “OMUL ŞI ECOSFERA” .................................................................................................................. 49

ALBERT EINSTEIN ( 1879 – 1955 ) ”Vreau să aflu ce principii fundamentale a urmat Dumnezeu în crearea Universului. Altceva nu mă interesează.” Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ C.N.I ”G. Moisil” Brașov Dacă anul 2005 a fost denumit ”anul internațional al fizicii” aceasta se datorește aniversării a 100 de ani de la publicarea ”Teoriei relativității restrânse” în 1905, an denumit și ”anul miracolelor”. Este considerat un punct de cotitură în evoluția științei în general, a gândirii științifice în special. Este cunoscut că Einstein a publicat într-o perioadă de 100 de zile lucrări de o ”greutate” greu de evaluat corect chiar și astăzi, prin impactul pe care l-au avut asupra evoluției ulterioare a științei. Este vorba în special de ”Teoria relativității restrânse” și de ”Teoria efectului fotoelectric”. Poate surprinzător pentru cei mai mulți, care nu cunosc multe amănunte legate de Einstein, el a fost recompensat cu Premiul Nobel pentru Fizică în 1922 pentru explicarea fenomenului fotoelectric și nu, cum s-ar fi așteptat cei mai mulți, pentru Teoria Relativității. Însuși Einstein comenta acest aspect cu cuvintele: ”dacă cineva se apropie de misterul Universului cu sufletul unui copil mic, chiar și cea mai dificilă teorie pare mai simplă.” Nu puțini sunt cei care amintesc de contextul favorabil în care Albert Einstein și-a definitivat teoriile (Transformările Lorentz – 1892, Descoperirea radioactivității – 1896, principiile teoriei cuantelor a lui Plank – 1900, experimentele Rutherford, ș.a.), dar aceeași subliniază meritele incontestabile ale ”omului mileniului II”, pentru ”curajul” de a se scutura de concepții conservatoare și de a completa - și nu de a contrazice – multe din teoriile clasice din fizică. Cariera științifică a lui Albert Einstein a stârnit primele valuri încă din primii ani ai secolului XX, când, ca ”examinator de gradul 3” al Institutului Elvețian de Patentare din Berna (urmare studiilor universitare de fizică la Politehnica din Zürich, unde nu a fost admis la prima încercare și unde nu a avut cele mai favorabile aprecieri la adresa profesorilor, pe care îi considera depășiți, neracordați la cele mai noi descoperiri și care predau doar după vechile principii ale fizicii). Cu totul alta va fi situația după ce a început (1909) colaborarea cu Max Plank, cel care a recunoscut pentru întâia dată(1905) valoarea Teoriei Relativității și, mai mult de atât, la invitat pe Einstein să lucreze alături de colectivul său la Universitatea de la Berlin. Colaborarea și prietenia lor, construite pe un mare respect reciproc și pe interesul lor comun pentru fizică, este cu atât mai surprinzătoare dacă ținem cont de marile diferențe dintre cei doi mari fizicieni. Plank era un conservator declarat care susținea fără rezerve politica militaristă a Germaniei, în timp ce Albert Einstein (provenit dintr-o familie evreiască din clasa de mijloc a societății) se opunea deschis acestei politici semite și revanșarde. De altfel Einstein a părăsit Germania în 1933 silit de regimul nazist și a continuat activitatea științifică pe pământ american. Probabil cea mai spectaculoasă și mediatizată componentă a activității lui Albert Einstein este cea legată de construirea bombelor nucleare care au fost lansate asupra orașelor japoneze Hiroshima și Nagasaki la finele celui de-al doilea război mondial. După vizita pe care i-a făcut-o în 1939 fizicianul ungar Leo Szilard, au redactat împreună o scrisoare către președintele american Franklin Roosevelt. Au semnalat președintelui american pericolul pe care îl reprezentau cercetările nucleare pe care le desfășura Germania nazistă și posibilitatea recurgerii de către naziști la lovituri nucleare. În mare viteză și în condițiile menținerii unui strict secret a fost declanșat ”Proiectul Manhattan” localizat în deșertul New Mexico la Los Alamos, unde au lucrat peste 40.000 de specialiști și tehnicieni în domeniu. Finalizarea proiectului a dus la construirea a trei bombe nucleare. Prima a fost detonată demonstrativ în apropiere de Los Alamos și a produs încă de atunci reacții împotriva folosirii acestor tipuri de arme de distrugere în masă. Celelalte două au fost detonate, cu efectele cunoscute, deasupra orașelor japoneze Hiroshima(6 august 1945) și Nagasaki(9 august 1945) și au dus la capitularea Japoniei militariste. 4

Deși implicat direct în conceperea și realizarea, până la un punct, a ”Proiectului Manhattan”, Albert Einstein a semnat alături de Leo Szilard o scrisoare adresată tot președintelui american, după capitularea Germaniei Naziste, în care susținea cu tărie inutilitatea folosirii bombelor asupra inamicului. Militarii au hotărât însă altceva și omenirea a descoperit cu oroare efectele noului tip de armament strategic și pericolele pe care le putea crea dacă ar ajunge în mâini răuvoitoare. Însuși Einstein, la auzirea veștii lansării bombelor asupra orașelor japoneze, s-a prăbușit pe podea strigând ”ce oroare, ce oroare”. Personalitatea lui Albert Einstein a creat și multe scenarii care au ținut capul de afiș al canelelor mediatice, unele însă chiar reale. Între acestea merită amintite cel legat de oferta care i s-a făcut de a fi președinte al Statului Israel în 1952 (ofertă declinată), dar mai ales cel denumit ”scenariul asasinatului”. Suspiciosul Edgar Hoover, creatorul și șeful pe o perioadă de 47 de ani ai FBI, era convins că pacifistul Albert Einstein avea vederi comuniste și era spion al rușilor. Ca urmare a dispus urmărirea strânsă a marelui om de știință, ba, mai mult, a luat hotărârea arestării acestuia în 1951(neaprobată de președinte). Există însă unele suspiciuni, chiar elemente incriminatoare ale FBI legate de sfârșitul marelui savant, care, internat fiind în spital pentru insuficiență cardiacă, a murit sub privirile unei singure asistente, nici un medic nefiind disponibil în acel moment la spital, nici o încercare de salvare a savantului nefiind consemnată. Versiunea acceptată de organele competente a fost de ”moarte din cauze naturale ca urmare a vârstei înaintate”. Ultima parte a vieții Albert Einstein a locuit în orașul universitar Princeton unde a predat și a efectuat cercetări în laboratoarele de la Institute for Advance Studies. S-a stins din viață în 1955 cu regretul că nu și-a materializat visul de o viață a construcției unei teorii unificate a câmpurilor. Scriitorul englez Berard So scria : ”Universul lui Ptolemeu din Grecia Antică a durat 1400 de ani; Universul lui Newton a durat 300 de ani. Oare câți ani va dura Universul lui Einstein?”

APLICAŢII ALE FIZICII IN MEDICINĂ Prof. Andronescu Cristina Colegiul Tehnic “Mircea Cristea” Braşov Îmi propun ca în acest articol să prezint cateva aplicaţii ale fizicii in medicină.  Efectul fiziologic al curentului electric;  Undele ultrasonore;  Particule elementare in câmp magnetic Efectul fiziologic al curentului electric denumeşte efectul curentului electric asupra corpului uman. Acesta poate acţiona în rău sau in bine. Procesul de propagare al impulsurilor nervoase este de natură electrica, deci corpul uman este foarte sensibil la acţiunea curenţilor provocaţi din exterior. Un curent de intensitate 10 mA poate provoca contracţii musculare dureroase, iar un curent de peste 50 mA provoacă fibrilaţia inimii adică spasme necoordonate şi necontrolate ale muşchilor inimii care pot duce la stop cardiac. Din motive de securitate pragul de tensiune periculoasă a fost stabilit la 50V pentru medii uscate si 25V pentru medii umede. Electrocardiograma (ECG) este reprezentarea grafică a variaţiei în timp a tensiunii electrice generate de activitatea inimii; aparatul care realizează această reprezentare este electrocardiograful. Acesta este alcătuit din electrozi aplicaţi pe corp în locuri precise, un amplificator electronic şi un oscilograf. Electrocardiografia constituie una din metodele cele mai folosite în investigarea bolilor de inimă.

Electroencefalograma (EFG) reprezintă înregistrarea grafică a tensiunilor electrice care apar ca efect al activităţii creierului uman. A fost prima oară realizată de psihiatrul german Hans Berger în anul 1924, iar în România în anul 1934 de prof. neurolog Gh. Marinescu. Ecografia medicală utilizează undele ultrasonore produse de o sondă cu dublu rol: de emiţător şi de receptor. Ultrasunetele sunt generate cu traductoare electro-mecanice bazate pe efectul piezoelectric, frecvenţele utilizate depinzând de organele sau ţesuturile biologice de sondat. Astfel, pentru inimă şi abdomen frecvenţa este cuprinsă între 2MHz si 3MHz, în pediatrie sau pentru organele mici se foloseşte frecvenţa de 6MHz iar în oftalmologie frecvenţe variind între 8MHz şi 15MHz. La interacţiunea ultrasunetelor cu ţesuturile apar fenomene de absorbţie, reflexie, 6

refracţie, interferenţă şi difracţie. Se obţin informaţii asupra unor organe, particule aflate in mişcare şi vizualizarea unor ţesuturi moi. Funcţionarea se bazează pe efectul Doppler; diferenţa de frecvenţa între semnalul emis şi cel recepţionat este: 2  V  osc V - viteza structurii;    cos  unde: C C – viteza undei sonore;  - unghiul între V şi C Undele ultrasonore se propagă în ţesuturi şi sunt parţial reflectate. Sonda plasată într-un punct de pe piele primeşte ecourile reflectate de suprafeţele de separaţie între ţesuturi. Cunoscând durata întoarcerii ecoului, amplitudinea acestuia şi viteza lui de propagare se deduc informaţii asupra naturii şi grosimii ţesuturilor traversate. Aceste informaţii sunt transmise unui computer care le prelucrează şi furnizează o imagine de sinteză a organelor sondate. Tipuri de ecografie: - ecografia Doppler permite identificarea şi cercetarea structurilor vasculare şi a fluxului sanguin, a vitezelor de curgere, a rezistenţelor la curgere, permiţând detectarea anomaliilor vasculare de tip malformaţii, stenoze, tromboze, dilataţii/anevrisme. Acest tip de examinare caracterizează vascularizaţia structurilor lezionare de la nivelul organelor abordabile ultrasonografic; - ecografia 2D permite ca fiecărui ecou recepţionat să i se atribuie un punct luminos, luminozitatea acestuia fiind proporțională cu intensitatea ecoului. Imaginea obţinută este bidimensională şi compusă dintr-o infinitate de puncte de luminozitate diferite. Dacă se asociază luminozităţii o scală de gri se obţin imagini bidimensionale, alb-negru cu o multitudine de nuanţe de gri intermediare, corespunzătoare ecourilor recepţionate. - ecografia 3D/4D realizează imagini tridimensionale şi în timp real. Aceasta investigaţie este indicată în: obstetrică - ginecologie (anatomie fetală şi malformaţii), examinarea sânului, tumori hepatice, litiază biliară şi adenopatii.

Rezonanţa magnetică nucleară (RMN) – metodă imagistică de înaltă performanţă neinvazivă şi neiradiantă care utilizează un câmp magnetic puternic pentru a obţine imagini multiplanare ale corpului uman, putând evidenţia chiar şi leziuni milimetrice, inclusiv în afecţiunile oncologice. RMN-ul, permite o vizualizare a imaginilor din interiorului corpului uman (a organelor sau a ţesuturilor) in 2D sau 3D, fără deschiderea lui şi fără introducerea unui instrument medical in interior. Ea permite deci «explorarea » corpului uman, studiul lui din interior, permițând căutarea unor malformaţii, inflamaţii, o hemoragie, un hematom sau o tumoare. Cu ajutorul RMN-ului putem stabili natura benignă sau malignă a tumorii, respectiv, dimensiunile ei, sau putem detecta mici anomalii invizibile la radiografie, ecografie, respectiv, scaner. RMN-ul ameliorează 7

considerabil diagnosticul de cancer de sân, permiţând detectarea in 77% din cazuri ale unor tumori maligne, pe care mamografia nu le detectează decât în 36% din cazuri. Faţă de alte tehnici de investigaţii medicale în care se injectează o substanţă radioactivă în organism sau iradierea corpului cu raze X, principiul capturii de imagini prin RMN este următorul: un câmp magnetic intens (cca de 1500 de ori mai puternic decât câmpul magnetic terestru!) produs de către un aparat provoacă o emanare specifică de nuclee de hidrogen (protoni) prezente in proporţii diverse în ţesuturile corpului, în funcţie de concentraţia lor in apă (care variază în funcţie de organ, de ţesut). Datorită câmpului magnetic protonii sunt orientaţi în acelaşi sens, ei fiind excitaţi cu ajutorul unor unde radio, care modifică orientarea lor. Spunem că ei sunt in “rezonanţă”! La încetarea stimulării lor, protonii revin la echilibru, aliniindu-se în sensul câmpului, restituind energia acumulată, producând o radiaţie. Acest semnal RMN este înregistrat şi transformat în imagine cu procedee informatice cu ajutorul unor puternice softuri, permiţând astfel reconstituirea corpului uman. În cazul particular al unei tumori, ceea ce permite diferenţierea unui ţesut sănătos de unul canceros este cantitatea de « lichid de contrast » injectat pacientului centrat pe tumoare. În cazul tumorii canceroase semnalul este mult mai puternic. Zonele intens haşurate sunt « sărace » în apă ! Cele de culoare deschisă, din contră, sunt « bogate » în apă. Cu ajutorul RMN se pot pune foarte bine în evidenţă anumite boli neurologice, afecţiuni musculare sau articulare, anomalii ale inimii si vaselor de sânge. Totuşi, pacienţii cu implanturi cohleare sau stimulatoare cardiace nu pot fi supuşi unui test RMN datorită intensităţii foarte mari a câmpurilor magnetice şi impulsurilor electromagnetice foarte puternice care se aplică în timpul investigaţiei RMN. Bibliografie: 1. 2. 3. 4. 5.

Badea R.I., Dudea S.M.- Tratat de ultrasonografie clinică, Ed. Medicală , 2005, Bucureşti Ginghină C. - Mic tratat de cardiologie, Ed. Academiei Române, 2010,Bucureşti Harrison’s –Principii de medicină internă, Ed. Teora , 2003, Bucureşti http://www.imed.ro http://www.total-radiology.ro

COMUNICAREA PSIHOPEDAGOGICĂ Prof. Magdalena CHIRILĂ Obiective: 1. a analiza comunicarea pedagogică ca fenomen interacţional 2. a explica rolul informaţiei anterioare (feed-before) în reglarea acţiunii educaţionale 3. a explica rolul feed-back-ului în comunicarea educaţională 4. a identifica mijloace de realizare a feed-back-urilor R-E şi E-R Zajonc în Psihologie socială experimentală distinge 3 tipuri de comunicare:  comunicarea “incident”, prin care se dă altuia o informaţie fără a avea intenţia să-l înveţe ceva  comunicare “consumatorie” prin care emiţătorul exprimă direct propria sa stare emoţională sau afectivă, din nevoia personală de a se exprima  comunicarea “instrumentală” care vizează intenţionat un scop, caută să producă un efect determinat asupra receptorului După această clasificare, comunicarea pedagogică este exclusiv instrumentală. În realitate comunicarea pedagogică nu poate fi considerată doar instrumentală. Dacă scopul oricărei comunicări pedagogice este de a modifica cunoaşterea şi comportamentul receptorului, a-l face să înţeleagă şi ulterior să reuşească ceva, atunci este evident că simpla transmitere a mesajului nu este suficientă 1. Ce înseamnă a comunica A instrui, a educa nu înseamnă pur şi simplu, a transmite informaţii. A comunica cu elevii înseamnă a schimba informaţii cu aceştia. A comunica înseamnă deci a face schimb de informaţii dar, în acelaşi timp, înseamnă a schimba atitudini:  Elevii se simt mai implicaţi dacă nu suntem preocupaţi atât de “materia” pe care o predăm, cât de cei cărora ne adresăm  Elevii se simt mai implicaţi dacă sunt acceptaţi aşa cum sunt, cu “dreptul lor la eroare” decât dacă emitem judecăţi de valoare ori de câte ori greşesc  Elevii se simt mai implicaţi dacă profesorul le acordă credit şi îi crede capabili să reuşească cu ajutorul lui, decât dacă acesta se îndoieşte de capacitatea lor de a reuşi. Într-un cuvânt: elevii percep atitudinea profesorilor faţă de ei Informaţii pe care le dă profesorul

Informaţii pe care le dau elevii profesorului

Suma informaţiilor ştiinţifice ale lecţie

Feed-before (apelul la informaţii  Ceea ce îi interesează  Ceea ce ştiu deja Feed-back  Ceea ce au înţeles  Dificultăţile pe care le mai au

ÎNVĂŢARE 9

2. Rolul feed-back-ului în comunicare 2.1. Primul feed-back: receptor - emiţător Cuvântul feed-back, împrumutat din cibernetică, înseamnă informaţie recurentă cu rol de control şi reglaj. În modelul cibernetic al comunicării, feed-back-ul este “o comunicare asupra comunicării” (metacomunicare, după Bateson, 1951), ce informează emiţătorul asupra calităţii emisiei şi asupra manierei în care mesajul a fost perceput şi înţeles. Absenţa feed-back-ului caracterizează informaţia pură. Emiţătorul vorbeşte sau face semne dar nu primeşte înapoi nici o informaţie asupra a ce a fost perceput sau dacă a fost perceput. (conferinţe la TV de ex., sau într-un amfiteatru mare). În acest ultim caz există totuşi un feed-back nonverbal sau la nivelul controlului învăţării, mai târziu (examen). Dar este uşor de conceput un prof. care nu este sensibil la nonverbal şi este dispus să pună rezultatele proaste la examen pe seama auditoriului. Un astfel de prof. confundă valoarea intrinsecă a mesajului lui cu valoarea metodei. A emite nu înseamnă a comunica. El face o comunicare, dar nu comunică. Feed-back-ul este necesar emiţătorului dacă vrea să ştie în ce măsură a comunicat şi ce trebuie să facă pentru a asigura comunicarea. Grija de a asigura comunicarea nu are nici un sens dacă emiţătorul nu are în acelaşi timp o oarecare flexibilitate. de recepţie. 2.2. Al doilea feed-back: emiţător receptor Existenţa acestui al doilea feed-back este esenţială şi caracteristică comunicării pedagogice. Există într-adevăr (sau ar trebui să existe) o buclă de feed-back la ceea ce reprezintă influenţa pedagogică în sensul că la feed-back-ul R  E, emiţătorul trebuie să răspundă printr-un alt feedback imediat . Pentru a clarifica acest punct să considerăm prin convenţie că ar exista două persoane (sau 2 roluri) în emiţător: emiţătorul propriu-zis şi profesorul (E şi EP), primul preocupat de valoarea emisiei şi de buna sa recepţie, al doilea preocupat de integrarea acestei cunoaşteri în comportamentul subiectului care se instruieşte. În acelaşi fel să considerăm că există două roluri în receptor: receptorul propriu-zis şi cel care încearcă să asimileze şi să încorporeze aceste cunoştinţe (R şi RE) emisie - informare E EP

R acţiune - răspuns

Este suficient să observăm un instructor care încearcă să înveţe ceva pe cineva pentru a demonstra cele două feed-back-uri. Instructorul expune un element al comportamentului global şi, la acest nivel, feed-back-ul verbal sau nonverbal al elevului îl face să repete sau să explice într-o altă manieră ceea ce elevul nu a înţeles. Apoi elevul trece la acţiune - după instrucţiuni - şi se produce celălalt feed-back prin semnele de aprobare sau dezaprobare a profesorului. Exemplul este simplu pentru că el conţine neapărat o trecere la acţiune şi pentru că fără aceste încercări de practică, elevul ar rămâne “informat” fără a fi niciodată “format”. Dar acest exemplu nu are totuşi nimic special pentru că orice formare înseamnă modificarea unui comportament efectiv al instruitului, schimbarea manierei sale de a trata problemele profesionale. Orice profesor care rămâne la nivelul informaţiei pure se descalifică ca profesor.

Ori, pentru ca să se producă feed-back-ul reglator al formării, este necesar să dăm elevului iniţiativa unei acţiuni care să aplice într-un fel sau altul informaţia. Cel mai simplu mijloc este o întrebare referitoare la informaţie; cel mai complet este interpretarea sau punerea în practică a informaţiei. Şi este greşit să considerăm că în acest moment, printr-o singură inversare de roluri, receptorul devine emiţător iar emiţătorul receptor. Căci această permutare de termeni ascunde esenţialul: receptorul devine actor şi tocmai acţiunea sa trebuie reglată de profesor prin diverse mijloace printre care aprobarea - dezaprobarea, asistarea mai mult sau mai puţin influențată, constatarea succesului sau eşecului. Pentru că acest al doilea feed-back este important în comunicare pedagogică este interesant de analizat din această perspectivă diferite situaţii experimentale. Se poate deci concluziona că dacă absenţa feed-back-ului RE împiedică profesorul să-şi adecveze mesajul, restricţia celuilalt feed-back dezorientează elevii şi le creează frustraţie cu atât mai grav resimţită cu cât ei sunt mai motivaţi pentru realizarea sarcinii. Ignorarea celor două feed-back-uri care caracterizează orice situaţie de formare oricare ar fi metoda folosită este suficientă pentru a transforma predarea într-un discurs (pentru care nu se poate garanta nici recepţia şi nici eficienţa) şi pentru a transforma situaţia pedagogică într-o frustraţie severă la care elevii sunt mai sensibili decât profesorii. 3. Rolul întrebărilor în stimularea comunicării Întrebările constituie elemente esenţiale în deblocarea comunicării. Tipuri La ce servesc de întrebări 1. Întrebări 1.1 A face pe cineva să vorbească deschise 1.2 A obţine un răspuns dezvoltat 1.3 A stimula comunicarea “a deschide robinetul vorbirii” 2. Întrebări în 2.1 A face pe cineva să precizeze oglindă 2.2 A cere să dezvolte, să aprofundeze 2.3 A facilita asociaţiile 3. Întrebări de 3.1 Idem ca pentru 2 legătură 3.2 A incita la concretizare (ilustrare prin fapte sau exemple) 4 Întrebări 4.1 A verifica închise 4.2 A obţine un răspuns scurt

Exemple Ce? Care? Ce este ? Cum? De ce ? În ce fel ? Din ce motiv ? Vorbiţi-mi despre … Explicaţi-mi … Povestiţi-mi Repetarea sfârşitului de frază sau a ultimului cuvânt al elevului, cu o intonaţie interogativă Adică ? De exemplu ? Mai precis… Ce înţelegi prin …. Cine ? Când ? Unde ? Cât ? Orice întrebare care începe cu un verb

Întrebări inadecvate:  Întrebările sugestive (influenţează, manipulează) - “Nu-i aşa că pământul e rotund”  Întrebările capcană (jignesc, destabilizează, pun la încercare, testează) Reformularea răspunsului Se utilizează :  pentru a stimula comunicarea  când răspunsul este punctual şi dorim o expunere mai detaliată  când este necesară o clarificare  când subiectul ezită în luarea unei decizii  când atitudinea subiectului deranjează, nu ceea ce spune 11

Există trei tipuri de reformulări: 1. Repetiţia - reluarea exactă a formulării subiectului care îl face pe acesta să se simtă valorizat, iar pe profesor sau consilier îl ajută să integreze în sine ideea, să rezoneze empatic cu subiectul. 2. Reformularea rezumat este instrumentul ideal pentru a sintetiza sau a face să tacă un vorbăreţ 3. Reformularea interpretativă se utilizează  pentru a gestiona atitudini dificile (ex. sincronia colectivă când grupul a obosit)  pentru a clarifica o intervenţie care pare a avea o semnificaţie ascunsă diferită.

FIȘA DE LUCRU A ELEVULUI Clasa a IX-a Prof. Magdalena CHIRILĂ C.N.”Unirea” Brașov Disciplina: FIZICA Nivel: F1 – F2 Tema: Energia mecanică. Conservarea energiei mecanice a unui cărucior, antrenat în mișcare pe o suprafață orizontală. Obiective: - verificarea legii conservării energiei mecanice - aplicarea teoremei de variație a energiei cinetice Sarcini de lucru: - identificarea naturii mișcării; - determinarea vitezei în contextual dat; - aplicarea legilor mișcării uniform accelerate; - înregistrarea și prezentarea datelor; - completarea tabelului cu valori; - comentarea rezultatelor. Concepte. Definiții. I. Conceptul de energie în general: În limbaj comun energia este capacitatea unui sistem, aflat într-o anumită stare, de a efectua o acțiune, în urma căreia sistemul trece în altă stare. II. Conceptul de energie mecanică (în particular) : Un sistem fizic într-o stare determinată posedă energie mecanică, dacă în cursul unui proces spontan, plecând de la acea stare determinată, este capabil să efectueze un lucru mecanic. Energia mecanică: Este o mărime de stare (definește o anumită stare a sistemului fizic) Cinematica: Se ocupă cu descrierea geometrică, spațio-temporală a mișcării (coordinate, timp, traiectorie, viteză, accelerație) Dinamica: Studiază cauzele mișcării variate (forțele, impulsul, lucrul mechanic, energia mecanică). 12

Interacțiunea: Corpurile acționează reciproc unele asupra altora. a. interacțiuni prin contact b. interacțiuni de la distanță (de câmp) Forța(vectorul forță): Măsura interacțiunii dintre corpuri. Cuvinte cheie: Fizică, energie mecanică, conservarea energiei, transformarea energiei, mișcare uniform accelerată, dinamometru, fir ideal, masă. Activitate. Protocol experimental. Cărucior Dinamometru

0 m1

Pe șinele orizontale se află un cărucior de masă m = 0,5 kg legat printr-un fir ideal de un corp da masă m1. Pe fir se inserează un dinamometru. În absența mișcării căruciorului dinamometrul indică o forță 0 < F< 0,1 . La momentul t0=0 căruciorul se află la reperul x0=0. În tabelul de mai jos se vor trece valorile coordonatei s ale căruciorului la diverse momente de timp t(s). Moment t(s)

Distanța S(m)

1 2 3 4 5 6 7 8

0,10 0,40 0,90 1,60

Viteza medie vm (m/s)

Accelerația medie a(m/s2)

Energia cinetică Ec(J)

Cerințe : Folosind și tabelul cu rezultate, răspundeți la următoarele întrebări: 1.Care este traiectoria căruciorului? 2.De ce natură este mișcarea centrului de greutate al căruciorului? Justificați! 3.Calculați viteza medie pentru fiecare interval (între două măsurători) 4.Calculați accelerația medie a mișcării pe aceleași intervale! 5.Determinați accelerațiile instantanee la momentele 1, 2,…,8. Justificați! 6.Utilizând legea mișcării uniform accelerate, determinați pozițiile căruciorului la momentele: t5=5s, t6=6s, t7=7s, t8=8s. 7.Calculați valorile energiei cinetice ale căruciorului la momentele precizate la punctul 6. 8.calculați variația energiei cinetice a căruciorului în intervalul 0 – 4 s. 9.Utilizând legea transformării și conservării energiei mecanice determinați masa corpului m1. 13

De reținut : o Descrierea mișcării necesită alegerea unui reper de poziție de care depinde; o Viteza medie a unui mobil, într-un interval Δt=t2-t1 se definește ca fiind raportul dintre distanța parcursă d și durata necesară parcurgerii acesteia; vm = d/ Δt o Viteza instantanee a unui mobil la momentul t este egală cu viteza medie a mobilului calculată pe un mic interval de timp, ce conține momentul t considerat; o Variația vitezei în unitatea de timp, determină accelerația mișcării mobilului; o Mișcarea rectilinie a unui mobil: - este uniformă dacă vectorul viteză este constant - este uniform variată dacă vectorul accelerație este constant o Dacă viteza crește mișcarea este accelerată; o Dacă viteza crește mișcarea este încetinită; Legea mișcării rectilinii uniform variate: x = x0 + v0t + at2/2 o Efectele acțiunii forței: a. dinamice (punerea unui corp solid în mișcare; modificarea stării mișcării corpului) b. statice (deformarea unui corp) o Principiul II al dinamicii (Newton) – enunț : Valoarea rezultantei forțelor aplicate unui corp solid este egală cu produsul masei m a solidului cu accelerația a (F = m*a). o 1 N reprezintă forța care, aplicată unui corp de masă m=1kg îi imprimă corpului o accelerație a = 1 m/s2. o Dacă un corp solid S1 acționează asupra corpului S2 cu o forță F12 atunci corpul S2 exercită asupra corpului S1 o forță F21. Aceste două forțe constituie interacțiunea între S1 și S2. Indiferent de natura interacțiunii (de contact sau la distanță) cele două forțe au aceeași direcție, aceeași intensitate, dar sensuri contrare. o Lucrul mecanic L al unei forțe constante, al cărei punct de aplicație se deplasează pe dreapta de acțiune: a) Lucrul mecanic motor L1= F*l >0 b) Lucrul mecanic rezistent L2 = F*l <0 c) Caz particular : Lucrul mecanic al forței de greutate : Lg1 = mgh și respectiv Lg2= -mgh Unități de măsură în S.I. : F în N(Newton), l în m (metri) și L în J (Joule) Energia cinetică a unui corp solid antrenat, sau aflat într-o mișcare de translație : Ec = mv2/2 Unități de măsură în S.I. : masa m în kg, viteza v în m/s, energia cinetică Ec în j (Joule) Energia potențială gravitațională Ep = mgh unde h este înălțimea la care se găsește corpul în raport cu nivelul de referință ales; o Energia mecanică a unui sistem material: E = Ep + Ec ; o Conservarea energiei mecanice : Energia mecanică E a unui sistem izolat se conservă în decursul transformării exclusive mecanice E=E1=E2 = const. Observație : O asemenea transformare exclude, în particular, frecarea și ciocnirea neelastică în interiorul sistemului. o o o o

Concluzie: Fișa de lucru constituie o tehnică de lucru foarte eficientă pentru profesorul de fizică, care, pe lângă numeroasele avantaje, îi dă profesorului posibilitatea de a-și putea gestiona orele de curs din toate punctele de vedere.

MONITORIZAREA SISTEMELOR CU PANOURI FOTOVOLTAICE PENTRU ILUMINAT Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ CNI “Grigore Moisil” Braşov

Electricity production in Romania 2003, GWh

La fel ca în multe alte situaţii din actualitate, dinamica evenimentelor de pe piaţă legate de sursele de energie a luat pe foarte mulţi pe nepregătite. Este adevărat că sunt necesare investiţii, este adevărat de asemenea că banii sunt o problemă (în România a devenit un slogan), dar a nu lua în seamă perspectiva, cu potenţialele pericole ce pot duce la adevărate blocaje, este de neiertat. Un alt plan al abordării problemei importanţei temei derivă din statutul nostru de ţară care doreşte să treacă de la starea de aderat la Comunitatea Europeană la cea de integrat deplin al acestei structuri politico economice.

Oil 7%

Nuclear 9%

Coal 42% Gas 18%

Hydro 24%

Figure 1.4: Ponderea surselor de energie folosite pentru producerea energiei electrice în România 2003

Sursele de energie din România sunt, în principal, legate de cărbune(peste 4 miliarde de tone), petrol brut, hidro-energie, energie nucleară. „Componenta nucleară” se datorează centralei de la Cernavodă care în prezent asigură 18% din producţia de energie electrică, dar care va ajunge în final (se estimează 2015-2017) la 35-40%. În această diagramă nu apare, nici în cea mai mică pondere, ca sursă pentru producerea energiei electrice efectul fotovoltaic. Nu trebuie să ne aşteptăm la salturi spectaculoase, dar lipsa totală denotă o rămânere în urmă nepermisă (comparativ cu alte state din CE). Dată fiind importanţa problemei şi oportunitatea oferită de folosirea, mai nou, a unor sisteme de iluminat bazate pe efectul fotovoltaic dorim să vă prezentăm rezultatele pe care le-am înregistrat pe o perioadă de timp de monitorizare a acestor sisteme. Facem precizarea că aceste rezultate au fost înregistrate de un grup de elevi, care s-au arătat foarte interesaţi de aceste tehnologii noi, mai ales după vizita pe care am organizat-o la Universitatea „Transilvania” Braşov la secţia care pregăteşte specialişti în domeniul ER. Echipamente monitorizate • Panou solar fotovoltaic • 12V Mono solar panel 75Wp • Panou solar fotovoltaic • 12V Mono solar panel 100Wp • Controller_24V 15A charge controller with light sensor and timer function • Lampa iluminat + lampa LVD_24V 40W LVD induction lamp with fixture (2400 to 2800lm) Inregistrari (U1,U2,Ilum.) la intervale de cate o ora cu maximele la orele amiezei 18 mai 2009

120 100 80 U1 U2 I lum

60 40 20 0 8

Dependenţa tensiunii generate de celule p-v funcţie de unghiul de incidenţă de la o înălţime de 40 cm faţă de planul celulei inregistrari facute cu placa de achizitii de tip Labjak si cu monitorizare LabVIEW in timp real. 1,2 1 0,8 0,6 Series1

0,4

Series2

0,2 0 -0,2

-0,4

PENTRU UN MEDIU DE VIAŢĂ SĂNĂTOS Prof. Drd. Sorina STOIAN C.N.I. ”G. Moisil” Brașov Acesta este sloganul nostru, al celor care ne-am antrenat în derularea unui proiect educativ de promovare a cunoştinţelor despre sistemele care folosesc energii regenerabile, colectarea, reciclarea şi refolosirea deşeurilor, educaţia pentru mediu şi sanatate a tinerilor si a adulţilor, precum şi dezvoltarea interesului acestora pentru cunoaşterea şi folosirea noilor tehnologii în domeniul surselor de energie. De cea mai mare actualitate şi, în plus, cu ”şanse” sigure de a se agrava, este criza mondială a energiei. Se fac calcule cu argumente ştiinţifice incontestabile asupra perioadei rămase economiei mondiale de a folosi resursele de combustibili fosili. Sunt din ce în ce mai precise aceste termene (45-50 ani pentru rezervele de cărbune, 30-35 ani pentru petrol şi gaze) la care aceste resurse vor fi practic epuizate. 16

Termenul de energie regenerabilă se referă la forme de energie produse prin transferul energetic al energiei rezultate din procese naturale regenerabile. Astfel, energia luminii solare, a vânturilor, a apelor curgătoare, a proceselor biologice și a căldurii geotermale pot fi captate de către oameni utilizând diferite procedee. Sursele de energie ne-reînnoibile includ energia nuvleară precum și energia generată prin arderea combustibililor fosili, așa cum ar fi ţiţeiul, cărbunele şi gazele naturale. Aceste resurse sunt, în chip evident, limitate la existența zăcămintelor respective și sunt considerate în general ne-regenerabile. Dintre sursele regenerabile de energie fac parte: energia eoliană, energia solară, energia apei ( energia hidraulică, energia mareelor), energia geotermică, energia de biomasă. Toate aceste forme de energie sunt, în mod tehnic, valorificabile putând servi la generarea curentului electric, producerea de apă calde, etc. Actualmente ele sunt în mod inegal valorificate, dar există o tendință certă și concretă care arată că se investește insistent în această, relativ nouă, ramură energetică. România nu se poate lăuda cu foarte multe izbânzi în domeniu, dar, ca braşoveni, avem mai multe motive de mândrie decât alţii, la Braşov fiinţând, poate, cea mai puternică mare importanţă este investiţia în Campusul Universitar în construcţie, ce se doreşte a fi total independent din punct de vedere al consumurilor energetice. Cel mai puternic impuls în pornirea acestui proiect a venit din partea elevilor colegiului nostru, C.N.I. ”G. Moisil” , care sunt din ce în ce mai interesaţi de acest domeniu. Interesul lor a crescut mai ales în urma folosirii vreme de un an şi jumătate a unui set de panouri fotovoltaice, precum şi în urma implementării în perioada 2007-2009 a opţionalului de ”Fizică Aplicată” cu multe componente de conţinut din domeniul ER. Participanţii la acest proiect sunt 25 elevi de la C.N.I. ”G.Moisil ( cei 10 membri ai Cercului de Fizică Aplicată şi încă 15 noi membri), 15 elevi de la Sc.Gen.1 Braşov şi 25 elevi de la C.N.”Al. Papiu Ilarian” Tîrgu Mureş. Aceşti tineri ambiţioşi şi interesaţi de problemele de mediu sunt coordonaţi în activitatea lor de profesori ai celor trei şcoli partenere: Prof.dr. Ion-Dan Chirilă, C.N.I.”G.Moisil” Braşov–coordonator de proiect, Prof.drd. Sorina Stoian, C.N.I.”G.Moisil” Braşov, Prof. Lucia Laurenţiu, Şc.Gen.1 Braşov, Prof.Teodora Bota, Şc.Gen.1 Braşov, Prof. Cristina Someşan, C.N.”Al.Papiu Ilarian” Tîrgu Mureş. Partenerii proiectului sunt: Şcoala Generală nr.1 Braşov, Colegiul Naţional ”Al.Papiu Ilarian” Târgu Mureş, Universitatea ”Transilvania” Braşov prin Facultatea de ”Design de produs şi mediu”, Agenția pentru Protecţia Mediului Braşov, CVTC - Centrul de Valorificare a Cunoştinţelor şi Transfer de Competenţe de la Universitatea ”Transilvania” Braşov. Au fost planificate activităţi cu elevii pe întreaga durată a derulării acestui proiect. Astfel,în perioada 10.01.2012 - 22.12. 2012 membrii proiectului vor realiza prezentări şi dezbateri pentru familiarizarea cu noile tehnologii ER şi aplicaţiile lor, vor face vizite de informare, vor realiza experimente demonstrative, vor face campanie de conștientizare a efectelor consumului neraţional a resurselor de energie clasice şi a importanţei pentru om şi societate a implementării noilor tehnologii nepoluante în domeniul energiei şi de reciclare/refolosire a deşeurilor,vor participa la sesiuni de comunicări ştiinţifice ale elevilor, la zilele şcolii, şi alte oportunităţi de promovare. Coordonatorul de proiect va stabili, cu acordul partenerilor, datele şi locaţiile pentru fiecare activitate în parte, în proiect fiind precizate perioadele în care se încadrează fiecare activitate. În urma discuţiilor premergătoare redactării prezentului proiect, s-a stabilit ca activităţile să aibă o frecvenţă de 1(una) lunar, iar în perioadele premergătoare participării la prezentări (Zilele Colegiului, Sesiunea de Comunicări Ştiinţifice a elevilor, Târgul liceelor, ş.a.) sau Concursuri (de ex. Olimpiada de Ştiinţe ale Pământului) să se realizeze şi activităţi suplimentare. Prin realizarea acestui proiect se urmăreşte în special formarea la elevi a unei atitudini corecte faţă de problemele de mediu prin cunoaşterea şi înţelegerea factorilor de mediu şi influenţa lor, însă şi familiarizarea grupurilor de elevi cu echipamentele specifice noilor tehnologii pentru energiile regenerabile. Familiarizarea elevilor participanţi cu elementele de bază ale limbajului de programare grafică LabVIEW folosit la monitorizarea sistemelor folosite este considerată ca fiind un avantaj pentru o specializare ulterioară în acest domeniu. 17

Utilizarea energiei regenerabile va avea în viitor un succes durabil numai dacă va reuşi să aducă obiectivele economice, de mediu şi de calitate la acelaşi nivel. Clădirile mari, cum ar fi spitalele, şcolile,clădirile de birouri, hotelurile trebuie să arate un exemplu în acest sens. Politica Uniunii Europene ne îndreaptă ireversibil spre considerarea utilizării energiei produse din resurse regenerabile. Această orientare urmăreşte diminuarea dependenţei de combustibilii fosili cu caracter limitat, furnizarea energiei la preţuri suportabile de către consumatori, precum şi protejarea mediului înconjurător prin reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră. Criza actuală de energie este în fond o criză de cunoaştere şi ne obligă să căutăm noi soluţii. Considerate la început ca prea scumpe şi ineficiente, s-a demonstrat în timp că şi costul scade şi performanţa lor este în continuă creştere, o dată cu perfecţionarea şi extinderea tehnologiilor de producţie şi implementare. Deci nu uitaţi: „O viaţă mai sănătoasă într-un mediu mai sănătos!”

PROBLEME PROPUSE DE FIZICĂ Problema T1 Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ CNI “Grigore Moisil” Brașov P(atm )

Un gaz ideal parcurge procesul ciclic din figură. Cunoscând faptul că, în starea 1 volumul ocupat de gaz este de 50 L, să se afle valorile parametrilor de stare ai gazului în stările 2 şi 3 şi să se transpună graficul transformării şi în coordonate (p ; V ) şi V ; T ).

1 2

27 t(0C)

627

Problema T2 Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ CNI “Grigore Moisil” Brașov p În diagrama alăturată este descris un proces ciclic, în care transformarea 2-3 este la temperatură constantă. a) Să se reprezinte acest proces ciclic şi în coordonatele ( p ; T ) , ( V ; T ) . b) Ce valoare va avea volumul în stările 3 şi 5, în comparaţie cu volumul V1? c) Care vor fi valorile temperaturilor pentru stările 4 şi 5 (comparativ cu valoarea temperaturii din starea 1) ?

2 p1

5 1 4 p1

3 V

p1 / 2

Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ CNI “Grigore Moisil” Brașov

Problema T3

Un gaz ideal diatomic suferă o transformare A-B, care, într-o anumită scalare, are forma unui semicerc, aşa cum se poate vedea în figura alăturată. Dacă cunoaştem căldura molară a gazului CV = (5/2) R şi faptul că avem o cantitate de n=0,0005 moli de gaz să se afle: a) Ce temperatură are gazul în starea iniţială, notată cu A ? b) Ce lucru mecanic va face gazul în destinderea A-N-B ? P(atm) N c)De câte ori va fi mai mic lucrul mecanic efectuat de gaz dacă ar 2 efectua destinderea pe „traseul” A-M-B ? Se cunoaşte R=8310 j kmol-1 K-1

A B

10 V(L)

Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ CNI “Grigore Moisil” Brașov

Problema M1

Un cub de lemn, cu latura L = 20 cm şi masa M = 380 g este lovit central de un mic proiectil cu masa m = 20 g. Cubul se poate doar răsturna din cauza unui mic obstacol cu care este în contact, ca în figură. Proiectilul ciocneşte plastic cubul şi rămâne înfipt chiar în mijlocul cubului. Care este viteza minimă pe care trebuie să o aibă proiectilul pentru ca să răstoarne cubul peste obstacol?

Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ CNI “Grigore Moisil” Brașov

Problema M2

De un resort elastic cu lungimea l0 = 80 cm, fixat de un suport rigid, se suspendă un corp de mici dimensiuni şi care se află pe o scândură. Se trage orizontal de scândură până când corpul începe să alunece pe scândură. În acest moment resortul face unghiul α = 450 cu verticala. Cunoscând masa corpului m = 2kg şi valoarea coeficientului de frecare dintre corp şi scândură μ = 0,2, să se afle ce alungire a suferit resortul?

PROPERGOLI PENTRU RACHETE MIHAI SIMONA, Colegiul Tehnic “Mircea Cristea” Braşov Propergolii constituie o categorie foarte importantă de substanţe explozive care intră în compoziţia muniţiilor, rachetelor cu destinaţie militară şi civilă, în general în toate sistemele unde este necesară efectuarea unui lucru mecanic progresiv. Propergolii sunt amestecuri de compuşi chimici care prin ardere produc un volum mare de gaze fierbinţi având viteze controlate şi predeterminate şi care pot susţine combustia fără oxigenul din atmosferă. Ei au aplicaţii oriunde este necesară o forţă bine controlată care să fie generată pe o perioadă relativ scurtă de timp. Propergolii pot fi lichizi, solizi sau micşti. Propergolii lichizi se utilizează mai ales pentru propulsia rachetelor cu bătaie mijlocie şi mare, a celor destinate spaţiului extraatmosferic şi au ca formă principală de transformare explozivă arderea. În general carburantul şi oxidantul se păstrează în rezervoare separate, amestecarea intimă şi reacţia de descompunere având loc în camera de ardere, fapt ce permite oprirea şi pornirea motorului de mai multe ori. Propergolii lichizi pentru rachete pot fi clasificaţi în trei categorii: produse petroliere, criogeni şi hipergoli.

Produsele petroliere sunt uleiuri rafinate, un amestec de hidrocarburi complexe. Petrolul folosit drept combustibil pentru rachete este un tip de kerosen rafinat ( numit RP-1 în USA). Acest produs se utilizează în combinaţie cu oxigenul lichid ca oxidant. Kerosenul produce un impuls specific mult mai mic decât combustibilii criogeni, dar mai mare decât al celor hipergoli. Oxigenul lichid şi RP-1 s-au folosit drept combustibil pentru lansarea vehiculelor Atlas, Delta II şi rachetelor Saturn 1B şi Saturn V. Propergolii criogeni sunt benzine lichefiate depozitate la temperaturi foarte joase, de obicei hidrogen lichid (LH2), ca şi combustibil şi oxigen lichid (LO2 sau LOX) ca şi oxidant. Hidrogenul este lichid până la temperatura de -253°C, iar oxigenul până la - 183°C. Datorită temperaturii scăzute este dificil ca aceştia să fie stocaţi pe o perioadă lungă de timp. Din acest motiv, ei nu sunt utilizaţi pentru rachetele militare. Hidrogenul lichid are o densitate foarte mică 0,071g/cm3 şi de aceea necesită un volum de depozitare mult mai mare decât alţi combustibili. În ciuda acestor dezavantaje eficienţa hidrogenului şi oxigenului lichid este foarte mare atunci când timpul de reacţie şi de stocare nu sunt critice. Sistemul LOX/LH2 a fost folosit la motoarele Space Shuttle şi la lansarea rachetelor Saturn V, Saturn 1B şi Centaur (1962, prima rachetă din Statele Unite care a folosit hidrogen şi oxigen lichid). Ars în oxigen lichid, metanul (temperatura de lichefiere -162°C) are performanţe superioare multor alţi combustibili fără ca volumul său să fie un impediment ca în cazul sistemului LOX/LH 2. Produşii de ardere sunt netoxici şi nepoluanţi. Viitoarele misiuni pe Marte vor putea folosi drept combustibil metanul deoarece acesta ar putea fi parţial obţinut din resursele de pe această planetă. Sistemul LOX/metan nu a fost folosit pentru zbor, iar testele făcute la sol sunt limitate. Motoarele care folosesc fluor lichid (temperatura de lichefiere -188°C) s-au dezvoltat cu succes. Florul este un oxidant extrem de toxic; el reacţionează de obicei violent cu aproape toate substanţele, excepţie făcând azotul, gazele nobile şi substanţele care au fost deja fluorurate. Cu toate aceste dezavantaje, fluorul prezintă performanţe impresionante. Poate fi amestecat cu oxigen lichid, îmbunătăţind arderea LOX, amestecul poartă numele de FOX. Datorită toxicităţii sale ridicate, fluorul nu este folosit de multe ţări. Unii compuşi ai florului, cum ar fi pentafluorura de clor, sunt folosiţi ca oxidanţi pentru aplicaţiile spaţiale. Propergolii hipergoli sunt carburanţi şi oxidanţi care se aprind spontan când sunt în contact unul cu celălalt şi nu necesită sursă de aprindere. Pornirea şi repornirea uşoară fac ca hipergolii să fie combustibilii ideali pentru sistemele spaţiale de manevră. Cum ei rămân lichizi la temperatură obişnuită, nu ridică problemele de stocare ale combustibililor criogeni. Hipergolii sunt foarte toxici şi trebuie utilizaţi cu prudenţă. Hipergolii sunt de obicei: hidrazina, monometilhidrazina (MMH) şi dimetilhidrazina asimetrică (UDMH). De obicei oxidantul este tetraoxidul de azot (NTO) sau acidul azotic. În Statele Unite se foloseşte un amestec numit IRFNA (red-fuming nitric acid): HNO3 + 14% N2O4 + 1,5-2,5% H2O + 0,6% HF (adăugat ca inhibitor al coroziunii). Vehiculele din familia Titan şi rachetele Delta II folosesc NTO/Aerozine 50. Sistemul NTO/MMH se foloseşte în sistemele orbitale de manevră (OMS) şi la sistemele de control al navetelor spaţiale orbitale. IRFA/UDMH este adesea folosit la rachetele tactice ca de exemplu US Army´s Lance. Propergolii solizi sunt folosiţi la cele mai simple motoare rachetă. Ele sunt de obicei o carcasă de oţel, umplută cu un amestec de compuşi solizi (carburant şi oxidant) care ard cu viteze mari, degajând gaze fierbinţi care determină propulsia. Ei ard din centru spre exterior. Spre deosebire de motoarele cu propergoli lichizi, cele cu propergoli solizi au în camera de ardere atât carburantul cât şi oxidantul, iar din acesta cauză reacţia de descompunere o dată iniţiată nu mai poate fi oprită decât prin depresurizarea motorului. Propergolii solizi se mai numesc pulberi. Pot fi pulberi compozite, dopate şi coloidale: monobazice, dibazice şi multibazice. 21

Bibliografie 1. Coman Adrian, “Procese termogazodinamice specifice sistemelor de propulsie combinate de tip stato-rachetă”, Editura A.T.M., București, 2001 2. Rotaru Constantin, “Contribuţii privind studiul unor fenomene termodinamice specifice sistemelor de propulsie aeroreactoare de tip combinat”, Editura A.T.M., 1996 3. Zăgănescu Florin, Sălăgeanu Ion “Racheta–Trecut, prezent şi viitor”, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1970

FEROMONII Motto: “Cred că trebuie să gândim deschis”(Ada Frumerman)

Autor: Anca Adriana Arbune – student, Universitatea Carol Davila, București Profesor coordonator: Lidia Liliana Mînză Colegiul Naţional „Vasile Alecsandri” Galaţi

Introducere Definiţie Feromonii sunt substanţe chimice care au capacitatea de a transmite mesaje de la organismele vii care-i produc, la alţi membri din aceleiaşi specie, influenţându-le fiziologia şi comportamentul. Etimologic, termenul de feromon provine din cuvintele greceşti “pherein”(a transporta) şi hormon (a stimula). Date istorice Ideea comunicării pe cale chimică între indivizii aceleiaşi specii datează din secolul al XVIIlea, dar prima dovadă a fost adusă abia două secole mai târziu, de către preotul francez Henri Fabre. Fabre, un pasionat al creşterii fluturilor, a descris comportamentul de atragere a masculilor de către femele în sezonul de împerechere şi a identificat antenele ca organ al percepţiei olfactive la aceste insecte. Observațiile au fost aplicate practic în Cehoslovacia în decada 1930, femelele dăunătorilor fructelor de foioase fiind folosite drept momeală pentru a captura masculii, în scopul monitorizării dăunătorilor şi conceperii unui pesticid. Termenul de “feromon” a fost introdus abia în anul 1959 de Peter Karlson şi Adolf Butenandt, când a fost caracterizată prima substanţă de acest fel, bombykolul, provenită de la femelele fluturelui de mătase (Bombyx mori). Ulterior, în Germania, această substanţă a fost sintetizată artificial. Principalele impedimente în cercetările feromonilor au fost cantităţile infime de feromoni secretate de insecte, lipsa echipamentelor analitice performante de studiu şi rezervele în interpretarea rezultatelor experimentelor care utilizează cantităţi mici de substanţe. 22

Datorită progreselor tehnologice, astăzi se cunosc peste 1000 de feromoni ai diferitelor specii (în principal insecte, dar şi alge, crustacee, arahnide, peşti, amfibieni, reptile şi mamifere). La păsări, încă nu s-au identificat feromoni. Studiul feromonilor la mamifere este mult mai dificil. Spre deosebire de insecte, al căror comportament este stereotipic şi previzibil, mamiferele sunt independente, irascibile şi complexe, prezentând variaţii comportamentale a căror semnificaţie nu este întotdeauna clară. Oamenii de ştiinţă au nevoie de “un tipar comportamental specific, fără niciun dubiu” (Alan Singer, Centrul Simţurilor Chimice Monell). Singer şi Foteos Macrides (Fundaţia Worcester pentru Biologie Experimentală –Massachusetts) au identificat acum câţiva ani un asemenea tipar la hamsteri, dar experimentul este greu reproductibil la mamifere mari. Un hamster mascul reacţionează faţă de un alt mascul anesteziat prin indiferenţă sau agresiune. Aplicând secreţie vaginală de la o femelă pe masculul anesteziat, hamsterul normal nu-l mai respinge, ci chiar încearcă să se împerecheze cu el. Acest răspuns a fost declanşat de o proteină izolată din secreţia vaginală, numită “afrodisină”, care pare să funcţioneze prin intermediul organului vomeronazal. Îndepărtarea chirurgicală a acestui organ nu mai reproduce experimentul. Câteva studii sugerează ca şi oamenii răspund la anumite semnale chimice primite de la alţi semeni. În 1971, Martha McClintock (Universitatea Chicago), a observat că femeile de la colegiu care locuiesc în acelaşi dormitor şi petrec mult timp împreună dezvoltă treptat cilcuri menstruale similare. Deşi ciclurile femeilor erau foarte diferite în momentul sosirii, după o perioadă s-au sincronizat, probabil sub influenţa unor feromoni care scurtează sau prelungesc ciclul menstrual, similar celor identificaţi experimental la şoareci. Alte studii au sugerat că oamenii pot folosi semnale olfactive asociate cu sistemul imunitar pentru a selecta parteneri cât mai diferiţi de ei. O nouă abordare a feromonilor este posibilă sub spectrul geneticii. Catherine Dulac şi Richard Axel, lucrând cu neuronii senzitivi din organul vomeronazal al şoarecilor, au descoperit în 1995 o nouă familie de gene care “probabil codifică receptorii pentru feromonii mamiferi”. Se estimează că există între 50 şi 100 de gene distincte pentru receptorii feromonilor în organul vomeronazal. În prezent, semnificaţia feromonilor apare mai complexă, fiind controversat rolul exoferomonilor în transmiterea semnalelor chimice între specii diferite. În cartea “Hrana zeilor”, Terence McKenna a sugerat că anumite substanţe produse în abundenţă de diferite plante şi ciuperci halucinogene, cum ar fi dimetil-triptamina şi psilocibina (4-fosforiloxi-dimetil-triptamina), acţionează ca feromoni produşi de o specie (vegetală) asupra altor specii (de exemplu primate sau hominizi). În acest fel, un sistem ecologic feromonic poate funcţiona între specii şi ecosisteme, evoluând îndeaproape pe o perioadă îndelungată. Clasificarea feromonilor A. Feromoni cu rol în conservare 1. Feromonii teritoriali marchează limitele teritoriului unui organism. De exemplu, la câini, unii feromoni prezenţi în urină delimitează perimetrul teritoriului apărat. 2. Feromonii “urmă” se întâlnesc la insectele sociale. De exemplu, furnicile îşi marchează drumurile cu feromoni de structură hidrocarburică non-volatilă, servind ca ghid pentru întoarcerea cu hrană în furnicar. Când sursa de hrană se epuizează, feromonii se evaporă şi drumul dispare. La cel puţin o specie de furnici drumurile care nu mai conduc la surse de hrană sunt marcate cu feromoni de respingere. 3. Feromonii de alarmă sunt substanţe volatile emise de anumite specii când sunt atacate de un agresor, declanşând zborul la membrii aceleiaşi specii (exemplu: puricii de plante, albine). Şi anumite plante emit feromoni de alarmă când sunt păscute, declanşând producţia de acid tanic la plantele apropiate, făcându-le mai puţin plăcute la gust pentru erbivore. 23

B. Feromoni cu rol în reproducere 1. Feromonii sexuali indică, la animale, disponibilitatea unei femele pentru reproducere. Anumite lepidoptere (fluturi şi molii) pot detecta un potenţial partener chiar şi de la 10 km distanţă. Aplicaţiile practice sunt utilizate în fertilizarea artificială şi în zootehnie. 2. Feromonii epidictici sunt secretaţi de insectele femele în cuibul în care îşi depun ouăle, indicând femelelor din aceeaşi specie că locul este ocupat. 3. Feromonii de agregare sunt produşi atât de masculi, cât şi de femele, atrăgând indivizi ai ambelor sexe din aceeaşi specie. C. Feromoni neclasificaţi 1. Feromoni Nasonov (albine lucrătoare) 2. Feromoni regali (albine) 3. Feromoni calmanţi (mamifere) Structura chimică a feromonilor Dimensiunile feromonilor sunt foarte mici, pentru a permite pătrunderea selectivă în organisme. Cei mai mulţi feromoni sunt compuşi volatili (dacă sunt folosiţi de creaturi de pe uscat), aparţinând următoarelor clase de compuşi chimici:  Hidrocarburi  Alcooli  Cetone  Esteri

Figura 2: Alcool

Figura 3: Cetonă

Figura 4: Ester Figura 1: Hidrocarbură

Aceste patru clase sunt reprezentate în figurile 1,2,3,4. Câteva exemple de feromoni de insecte pot fi observate în figurile 5,6,7,8.

Figura 5: Feromonul sexual al fluturelui (Agrotis segetum)

Figura 6: Feromonul furnicii tăietoare texane (Atta texana)

Figura 8: Feromonul sexual al moliei (Laspeyresia pomonella)

Selectivitatea compuşilor organici depinde de structura enantiomerică, fapt ilustrat experimental la furnici. Au fost folosiţi diferiţi enantiomeri ai feromonului urmă 4-metil-3-heptanol, secretat de fiecare furnică pentru a indica celorlalte furnici să o urmeze. S-a demonstrat că doar unul dintre enantiomeri este recunoscut (figura 9).

Figura 9: Furnicile urmează numai urma 3S 4R, demonstrând enantioselectivitatea lor

Extracţia feromonilor umani Principalele produse biologice din care se pot extrage feromoni umani sunt urina şi transpiraţia, folosind un proces tehnologic complex, care cuprinde următoarele etape:  Concentrare  Separare  Clasificare (acid,bază,neutru)  Identificare  Determinare cantitativă

Concentrarea şi separarea se pot face prin:  cromatografie lichidă  absorbţie selectivă pe răşini macroreticulare  eluţie selectivă (un tip special de cromatografie lichidă: proces de dizolvare şi de separare a substanţelor dintr-o coloană cromatografică fixată pe un mediu absorbant, prin spălare cu un eluant)  cromatografie în fază de vapori. Clasificarea (când este necesară) este efectuată prin eluţia selectivă cu un acid, o bază sau un eluant neutru. Acest pas este uneori utilizat direct în conjunctură cu faza cromatografică gazoasǎ, care separă compuşii în funcţie de volatilitate şi absorbţia pe un substrat absorbant tratat la suprafaţă. Identificarea şi cuantificarea pot fi realizate prin tehnici analitice organice. Cea mai directă metodă este spectrometria de masă de mare rezoluţie, care constă în extragerea unei molecule dintrun compus, masele precise ale fragmentelor desprinse permiţând atribuirea unei structuri chimice. Metode de sinteză în laborator După cum se poate observa în următoarea schemă, compuşii organici ai borului sunt deseori folosiţi în sinteza de feromoni, atât în cazul feromonilor olefinici, cât şi în cazul feromonilor chirali. Autorul acestei metode este T. Neghishi, care a sintetizat Bombykol (fig. 10), feromonul sexual al fluturelui de mătase Bombyx mori, cu ajutorul alchilboranilor.

Figura 10: Sinteza Bombykol-ului după T. Neghishi

(1S,5R)-frontalina este feromonul insectei Dendroctonus frontalis. O metodă de sinteză a acestuia aparţine lui K. Mori. Reducerea ceto-esterului A cu fermentul lui Baker a condus la hidroxi-esterul B în proporţie de 98% izomerul ee. Metilarea dianionului derivat din B da distereoselectiv compusul C, care la rândul lui trece printr-o serie de transformări conform schemei, până la obţinerea substanţei frontalină (fig.11).

Figura 11: Sinteza frontalinei după K. Mori

Biochimia feromonilor umani Feromonii umani sunt secretaţi de glande apocrine sau endocrine. Glandele apocrine devin active după pubertate, presupunându-se că ar contribui la dezvoltarea atracţiei sexuale. Unii feromoni sunt derivați ai hormonilor sexuali, sintetizaţi din colesterol la nivelul glandei suprarenale şi gonadelor. Deoarece aceste substanțe nu sunt volatile, se presupune ca se transmit prin atingere. Cei mai mulţi feromoni se întâlnesc la ambele sexe, dar in proporții diferite, deşi se cunosc si feromoni specifici de sex.

St 20-22 hidroxilaza

C 17 hidroxilaza

3-β OH steroid dehidrogenaza

C 17 – 20 liaza

aromataza

17-β OH steroid dehidrogenaza

3-β OH steroid dehidrogenaza

aromataza

Figura 12: Biosinteza hormonilor sexuali

Iatǎ câteva exemple de feromoni umani: Androstenona (5-alfa-androst-16-en-3-onă)

Deshidratare

Androstenona

Androstenona este o cetonǎ policiclică nesaturată, putând fi obţinutǎ prin deshidratarea dihidrotestosteronului, cu care se aseamǎnǎ structural, şi care este unul dintre cei mai puternici hormoni androgeni. Deşi se întâlneşte şi la femei în cantităţi mici, Androstenona este un feromon predominant masculin, determinând o aurǎ de dominanţă, agresivitate şi excitaţie sexualǎ, comportament care atrage atenţia şi impune subiectul ca lider. Mirosul natural al androstenonei este neplǎcut, de urinǎ sau transpiraţie. Administrarea unei supradoze de androstenonǎ poate provoca: dureri de cap, miros urât, dispoziţie agresivă care induce agresivitate membrilor de acelaşi sex şi intimidarea sexului opus. Androstenolul (androst-16-en-3-ol)

Reducere Androstenona

Androstenol

Androstenolul este un alcool ciclic nesaturat, derivat prin reducerea androstenonei la nivelul legăturii C=O. Există două tipuri de compuşi feromonici, izomerii alfa şi beta, care pot avea efecte oarecum diferite. Se pare că ambii induc o dispoziţie de prietenie şi stimulează comunicarea verbalǎ. Izomerul alfa (5-alfa) diminueazǎ starea de intimidare şi creazǎ impresia de abordare prietenoasǎ, stimuleazǎ empatia şi sentimentele romantice, dǎ o aură de tinereţe şi sǎnǎtate. Androstenolul poate creşte atractivitatea sexualǎ, dǎ impresia capacitǎţii reproductive şi este considerat feromonul care “sparge gheaţa” la iniţierea relaţiilor sexuale. Beta-Androstenolul este folosit mai mult experimental. Se pare ca stimuleazǎ conversaţia, dar este utilizat mai ales pentru a amplifica activitatea izomerului alfa. Androstadienona (delta 4,16-androstadien-3-onă)

Dehidrogenare Androstenona

Androstadienona

Androstendienona este o cetonǎ policiclică nesaturatǎ, derivatǎ prin dehidrogenarea androstenonei la nivelul ciclului cu gruparea C=O. Acest feromon, denumit curent A1 sau “feromonul dragostei”, acţioneazǎ specific asupra activitǎţii creierului la femei, afectând ariile atenţiei şi cunoaşterii sociale. Efectele sale pot ameliora sindromul premenstrual, cresc starea de confort si sentimentul de empatie. Androsteronul

Reducere

Androsteronul este o hidroxi-cetonǎ ciclică saturatǎ, derivat hidrogenat al androstendionei, hormon androgen precursor al testosteronului. Androsteronul este un feromon specific uman, sentimentul de masculinitate fiind exprimat de o valoare crescuta a raportului dintre Androsteron şi 28

Etiocholanon. Acest raport este scǎzut la homosexuali. Androsteronul determinǎ impresia de masculinitate şi/sau dominanţǎ, siguranţǎ, protecţie şi încredere. Spre deosebire de androstenon, nu asociazǎ tendinţe negative, de agresivitate. La femei, androsteronul creşte irascibilitatea. Estratetraenol (estra-1,3,5(10),16-tetraen-3-ol) Deshidratare

Estratetranolul

Estratetraenolul este un fenol, asemănǎtor cu estradiolul, principalul hormon feminin, derivând prin deshidratarea acestuia şi formarea unei legǎturi nesaturate la ciclul penta. Se presupune cǎ Estratetraenolul este echivalentul feminin al androstadienonei (A1), dar disponibilitatea sa este mai mică, putând creşte iritabilitatea la bǎrbat. Copulinele Copulinele sunt feromoni exclusiv feminini, secretaţi la nivelul vaginului, în perioada de ovulaţie. Acestea sunt constituite dintr-un grup de acizi graşi, care nu au efect individual, dar a cǎror combinaţie creşte nivelul testosteronului la partenerul masculin cu 150% (studiul Astrid Jutte), crescând interesul sexual al acestuia.. Cu cât un bǎrbat simte mai puternic mirosul copulinelor, cu atât acea femeie pare mai atrǎgǎtoare. Fiziologia feromonilor umani şi orientarea sexualǎ Cei mai mulţi feromoni se întâlnesc la ambele sexe, dar în proporții diferite, deşi se cunosc şi feromoni specifici de sex. Feromonii se cupleazǎ cu receptorii specifici situaţi în interiorul nasului, într-o zonă numitǎ organul vomero-nazal (figura 13). Se declanşează un semnal chimic, transmis pe cale nervoasǎ, , fǎrǎ a se identifica complet cu traseul olfactiv la nivelul hipotalamusului, stimulat sǎ producǎ proteine care pot influenţa comportamentul. Răspunsul constǎ în sentimente de atracţie, interes şi excitaţie. Feromonii explică, din punct de vedere “chimic”, atracţia instantanee sau repulsia simţită la cunoaşterea unei alte persoane.

Figura 13: Organul vomero-nazal

Folosind tehnici de imagistică neuronală, cercetătorii suedezi au arătat că bărbaţii heterosexuali au răspunsuri diferite la două mirosuri care sunt implicate în excitaţia sexuală, în timp ce bărbaţii homosexuali au aceeaşi reacţie ca şi femeile, sugerând rolul feromonilor în determinarea orientării sexuale la om. Mirosul feromonilor masculini declanşeazǎ în creierul bǎrbaţilor homosexuali o activitate similară cu cea din creierul femeilor heterosexuale.

Un derivat chimic al testosteronului (AND), care se gǎseşte în transpiraţia bǎrbaţilor, are rol de feromon care activeazǎ hipotalamusul anterior şi aria preopticǎ la bǎrbaţii homosexuali şi la femei. Cercetǎtorii suedezi (Ivanka Savic - Karolinska University Hospital) considerǎ cǎ această regiune din creier integreazǎ semnalele hormonale şi senzoriale, ghidând orientarea sexualǎ. Diferenţele au fost gǎsite prin tehnici de scanare a creierului, care aratǎ diferenţe legate de comportamentul sexual în cazul expunerii la aceastǎ substanţǎ (figura 14).

Figura 14: Evidenţierea imagistică (RMN) diferenţiată a activităţii creierului în prezenţa AND

Aceste rezultate argumenteazǎ substratul biologic al comportamentului sexual. Totuşi, noile studii psihoterapeutice americane (Ada Frumerman - New York) par sǎ aducǎ o explicaţie mai echilibratǎ a determinismului orientǎrii sexuale, luând în considerare factorii biologici, dar şi factorii psihosociali, în continuǎ transformare. Concluzie : Deşi abia la început, studiile despre feromoni au indicat că aceştia au deschis porţile comunicării bio-chimice interumane, având chiar influenţă asupra orientării sexuale. Descoperirile viitoare în acest domeniu ne vor conduce cu siguranţă la şi mai multe concluzii surprinzătoare, de aceea “I think we should be open minded”(Cred că trebuie să fim deschişi).

Bibliografie 1. Coculescu Mihail: „Neuroendocrinologie clinică” – Ed. Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti (1986) 2. Zbranca Eusebie: „Endocrinologie – Ghid diagnostic şi tratament în bolile endocrine” – Ed. Polirom Iaşi (1999) 3. Jacob, S., Hayreh, D. J. & McClintock, M. K. (2001) Physiol. Behav. 74, 15–27 4. Kenji Mori, Takuya Tashiro: „Useful Reactions in Modern Pheromone Synthesis” Current Organic Synthesis, 2004, 1, 11-29 5. http://en.wikipedia.org/wiki/Pheromone 6. http://hangmat.etv.cx/inleidingEN.html 7. http://www.hhmi.org/senses/d230.html 8. http://www.bookrags.com/sciences/chemistry/pheromones-woc.html 9. http://cas.bellarmine.edu/tietjen/Human%20Nature%20S%201999/what_are_pheromones.ht m 10. http://www.sfn.org/index.cfm?pagename=brainBriefings_pheromones 11. http://www.mindfully.org/Health/2005/Pheromone-Brain-Response17may05.htm 12. http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/mole00/mole00209.htm 13. http://en.wikipedia.org/wiki/McClintock_effect

tehnologică în mod eficient şi economic de către producător . În prezent se urmăreşte ameliorarea calităţii implanturilor şi dispozitivelor de analiză invazivă a organismului, creşterea biocompatibilităţii şi a rezistenţei la coroziune a materialelor ce urmează să intre în contact direct cu ţesuturile biologice, punerea la punct a unor sisteme vectoare performante care să ducă la organul ţintă diferite principii biologic active, perfecționarea sistemelor de eliberare controlată a medicamentelor în organism [2] . Gama largă şi diversitatea materialelor polimerice precum şi cunoştinţele extinse din domeniu, permit realizarea de noi biomateriale ale căror proprietăţi să fie cât mai optime pentru implantare şi protezare. Fiecare ramură a medicinii a evoluat de pe urma progreselor științelor inginereşti precum: chirurgia vasculară (valve cardiace artificiale, angioplastie), ortopedia (proteza de şold şi de genunchi), oftalmologia (lentile de contact, lentile intraoculare), farmacologia (sisteme de eliberare controlată a medicamentelor), etc. . În oftalmologie rolul polimerilor sintetici ca biomateriale a impus chirurgia cataractei ca una dintre cele mai sigure şi mai eficiente forme de chirurgie, din punct de vedere al rezultatelor clinice şi al recuperării vederii [3] .

METODE DE SINTEZĂ A HIDROGELURILOR prof. Ursu Samoilă Ecaterina Școala Generală Nr. 5 Săcele În prezent materialele polimerice, ocupă un loc foarte important în toate domeniile activităţii umane. Dintre acestea, biomaterialele polimerice sintetice (simple sau compozite), constituie un subiect foarte actual, cu o dinamică deosebită, dată fiind diversitatea necesităţilor din domeniul medical şi farmaceutic. Biomaterialele sunt substanţe sau compuşi ai diferitelor substanţe, care pot fi folosite pentru tratarea, regenerarea sau înlocuirea oricărui ţesut, organ sau funcţie a organismului [1] . Acordarea titlului de biomaterial unui material sintetic, ţine de concordanţa proprietăţi - utilizare – rol îndeplinit ca implant, astfel că în acest sens din punct de vedere al sintezei şi prelucrării propriu-zise există o serie de considerente speciale, legate de reproductibilitatea proprietăţilor, calitatea şi controlul tehnologiei aplicate, certificarea biocompatibilităţii prin teste specifice [2] . Spre deosebire de domeniile tehnice, materialele polimerice cu aplicaţii biomedicale necesită proprietăţi suplimentare, deoarece ele îşi îndeplinesc rolul în contact cu corpul uman sau servesc la obţinerea de produse ce urmează a fi asimilate de organism (de exemplu medicamente).

Conlucrarea dintre specialiştii în inginerie şi medici a dus la apariţia de aplicaţii biomateriale noi, ce constituie în prezent implanturi şi proteze, sisteme de eliberare controlată a medicamentelor care salvează zi de zi viaţa a mii de oameni din întreaga lume [3] .

Cele mai importante aplicaţii ale biomaterialelor sunt în domeniul ingineriei tisulare, unde joacă rol de suport pentru regenerarea de ţesuturi şi organe. Utilizarea biomaterialelor în domeniul protezării, impune introducerea acestora în organism deci, este necesară îndeplinirea unor condiţii severe de sterilizare. Aspectele legate de tehnologia de sinteză şi de prelucrare a biomaterialelor sintetice, trebuiesc privite şi din punct de vedere financiar cât şi economic, deoarece nu orice concept de îmbunătăţire a performanţelor biomaterialului poate fi tradus în practica

BIBLIOGRAFIE 1. Leca, M., Chimia fizică a macromoleculelor, Editura Universităţii din Bucureşti, 1988 2. Patachia, S., Papancea, A., Studiul actual al metodelor de sinteză a membranelor hidrogelice - referat doctorat, 2005 3. Pațachia, S., Ranja, M., Studiul actual al cunoștințelor in domeniul sintezei hidrogelurilor - referat doctorat, 2005 31

EXPERIMENTE PENTRU EVALUARE Prof. dr. Zorca Manuela COLEGIUL NAȚIONAL DE INFORMATICĂ „GRIGORE MOISIL” BRAȘOV

Evaluarea ne permite să ne pronunţăm „asupra stării unui fapt, proces la un anumit moment, din perspectiva informaţiilor pe care le culegem cu ajutorul unui instrument care ne permite să măsurăm în raport cu o anumită normă la care ne raportăm” (Etienne Brunswic). Experimentul pentru evaluare oferă elevului posibilitatea de a aplica în mod creativ cunoştinţele însuşite, în situaţii noi şi variate. În cadrul unui experiment, obiectivele evaluării (de exemplu, definirea şi înţelegerea problemei, identificarea procedeelor de obţinere a informaţiilor, colectarea şi organizarea datelor, etc) prezintă semnificaţii diferite, corelate cu gradul de complexitate a sarcinilor de lucru şi specificul chimiei. Experimentul constă în provocarea intenţionată a unui fenomen în scopul studierii lui. Cele mai întâlnite forme ale experimentului sunt:  Experimentul cu caracter demonstrativ,  Experimentul cu caracter de cercetare,  Experimentul cu caracter aplicativ. Utilizarea metodei experimentului este condiţionată de existenţa unui spaţiu şcolar adecvat (laborator şcolar) şi a unor mijloace de învăţământ corespunzătoare (aparatură de laborator, truse, etc). În cazul experimentului cu caracter de cercetare şi al celui aplicativ, activitatea elevilor se poate organiza fie pe grupe, fie individual. Evaluarea modului de realizare a experimentului este, de obicei, de tip global, fiind relativ dificilă evidenţierea răspunsului la itemi prea înguşti. Experimentul dispune de importante valenţe formative, stimulând activitatea de investigaţie personală şi independenţa şi favorizând dezvoltarea intereselor cognitive. FIȘĂ DE EVALUARE – REACȚII REDOX 

Având la dispoziție:  Fe, Mg, Pb, Zn, soluție HCl, soluție CuSO4, soluție AgNO3, apă distilată și fenolftaleină,  Eprubete, clește de lemn, spatulă de metal și sursa de încălzire, completați tabelul și realizați practic următoarele procese redox:

Nr. exp. 1

Ecuația reacției chimice

Pb + d → e + f↓

Mg + g → h + i↑ (la încălzire)

Zn + j → k (la încălzire)

Zn + l → m + i↑

Ecuațiile proceselor de oxidare și reducere

Fe + a → b + c↓

Agent reducător

Agent oxidant



Indicații: a, b, d, e, m – sunt soluții ale unor săruri, h – schimbă culoarea fenolftaleinei, f – cel mai răspândit metal prețios, j – nemetal ce intră în compoziția chimică a aerului.



Rezolvarea testului: a= CuSO4 b = FeSO4 c = Cu d = Ag NO3 e = Pb(NO3)2

f = Ag g = H2O h = Mg(OH)2 i = H2

j = O2 k = ZnO l = HCl m = ZnCl2

DETERMINAREA FORMULELOR PROCENTUALE, BRUTE ȘI MOLECULARE Prof. Carmen ANDREI COLEGIUL NAȚIONAL DE INFORMATICĂ „GRIGORE MOISIL” BRAȘOV

DETERMINAREA FORMULEI PROCENTUALE

Determinarea formulei procentuale când se cunoaște formula moleculară . Exemplu: Să se determine conținutul procentual masic al atomilor de carbon din compusul cu formula moleculară C4H10 Algoritm : a) Se calculează masa moleculară a compusului = 4·AC + 10·AH = 4·12+ 10·1 = 58 g/mol 1.1.

b) Se determină compoziția procentuală : 58g C4H10 ................................. 48g C ................................ 10g H 100g C4H10 ............................... x ................................ y 48 100 10 100 x= ; x= 82,75% C y= ; y= 17,24% H 58 58 1.2.Determinarea formulei procentuale când se cunoaște raportul masic: Exemplu: Să se stabilească formula procentuală a substanței cunoscând raportul masic al atomilor C : H = 3 : 1.

Rezolvare: 3+1=4 g substanță………………..3 g C………………….1g H 100g substanță…………………….x………………………y ; x= 75% C ; y= 25% H

2. DETERMINAREA FORMULEI BRUTE Determinarea formulei brute când se cunoaște formula moleculară: Exemplu: Să se determine formula brută a compusului cu formula moleculară : C4H10. Algoritm : a) Se identifică speciile de atomi prezente în compoziția substanței b) Se scrie raportul indicilor și se simplifică numărul prin divizorul comun C : H = 4 : 10 = 2 : 5 2.2. Determinarea formulei brute când se cunoaște formula procentuală : Exemplu: Să se determine formula brută a substanței care conține 75% C, 25% H. Algoritm: a) Se determină numărul de atomi gram, din fiecare specie de atomi prin âmpărțirea valorii procentuale la numărul de masă corespunzător : 75 nr. de atomi-gram C = = 6,25 12 25 nr. de atomi-gram H = = 25 1 b) se împart rezultatele obținute la valoarea cea mai mică dintre ele : 6, 25 nr. de atomi-gram C = =1 6, 25 25 nr. de atomi-gram H = =4 6, 25 c) se notează formula brută : (CH4)n 2.1.

2.3. Determinarea formulei brute când se cunoaște raportul masic al atomilor : Exemplu: Să se stabilească formula brută a substanței cunoscând raportul masic al atomilor C:H= 3:1. Algoritm 1 : a) se determină nr. de atomi-gram din fiecare specie de atomi, prin împărțirea valorilor numerice din raport la nr. de masă corespunzător : 3 nr. de atomi-gram C = = 0,25 12 1 nr. de atomi-gram H = = 1 1 b) se împart rezultatele obținute la valoarea cea mai mică dintre ele : 6, 25 nr. de atomi-gram C = =1 6, 25 25 nr. de atomi-gram H = =4 6, 25 c) se notează formula brută : (CH4)n 34

Algoritm 2 : a) se determină formula procentuală pornind de la raportul masic al atomilor : 3+1= 4g substanță ................... 3g C ................... 1g H 100g substanță .................. x .................. y 100  3 ; x= 75% ; 4 b) se reia algoritmul de la 2.2

100 1 ; 4

y = 25%H

3. DETERMINAREA FORMULEI MOLECULARE : 3.1 Determinarea formulei moleculare cunoscând formula brută și valoarea masei moleculare Exemplu: Determinați nr. de atomi de carbon dintr-un detergent cu masa moleculară 578g/mol și cu formula de structură : C6H5 – O – (CH2 – CH2 – O)n – CH2 – CH2 – OH Algoritm : a) se calculează masa moleculară a detergentului cu formula structurală dată : = (8+2n)·Ac + (10+4n)·AH + (2+n)·AO = (8+2n)·12 + (10+4n)·1 + (2+n)·16 = 138 + 44n b) se determină valoarea lui n 138 + 4n = 578 → 44n = 440 ; n=10 c) se notează formula structurală a detergentului : C6H5 – O – (CH2 – CH2 – O)10 – CH2 – CH2 – OH d) se determină nr. atomilor de carbon : 6 + 2·10 + 2 = 28 3.2 Determinarea formulei moleculare cunoscând densitatea absolută, densitatea relativă în raport cu un alt gaz : Exemplu: Stabiliți formula moleculară a substanței (C2H5)n cunoscând că densitatea în raport cu aerul daer = 0,201 Algoritm : a) se calculează masa moleculară a substanței : M C2H5  n = 2,01 · 28,9 = 58 * Dacă se cunoaște densitatea absolută, se aplică formula : b) se aplică algoritmul 3.1 3.3 Determinarea formulei moleculare când se cunoaște formula brută și nr. de atomi din structura substanței . Exemplu: Să se determine formula moleculară a substanței cu formula brută (CH2,5)n știind că aceasta conține 10 atomi de hidrogen.

Algoritm : a) se determină valoarea coeficientului de multiplicare „n”

→ →

(CH2,5)n 2,5n = 10

CnH2,5n n=4

b) se scrie formula moleculară :

→

(CH 2 , 5 ) 4

C4H10

3.4 Determinarea formulei moleculare când se cunoaște conținutul procentual al unei specii de atomi . Exemplu: Pentru detergentul cu formula CH3 – (CH2)n – N+(CH3)3 ] Cl - și procentul masic de clor 12,79%, determinați nr. atomilor de carbon din molecula detergentului . Algoritm : a) se calculează masa moleculară a detergentului în funcție de „n” µM CH3 – CH2  – N  CH3 ] Cl  = (4+n)·AC + (12+2n)·AH + 1·AN + 1·ACl n



3

= 12(4+n) + 12 + 2n + 14 + 35,5 = 109,5 + 14n b) se determină valoarea lui „n” din conținutul procentual de clor : (109,5 + 14n)g detergent .......................................... 35,5g Cl 100g detergent .......................................................... 12,79g Cl 14n = 277,6 – 109,5 14n = 168 → n = 12 c) se notează formula de structură a detergentului CH3 – (CH2)12 – N+(CH3)3 ] Cld) se calculează nr. atomilor de carbon 1 + 12 + 3 = 16

SOLUŢII Prof. DANIELA HODOLEANU COLEGIUL TEHNIC “TRANSILVANIA”BRAŞOV Capitolul “Soluţii” este un capitol deosebit de important în pregătirea elevilor pentru examenul de bacalaureat deoarece este întâlnit atât în studiul chimiei anorganice cât şi în studiul chimiei organice. Din punct de vedere teoretic capitolul nu prezintă dificultăţi de abordare. Greutăţile apar la aplicarea teoriei în rezolvarea itemilor. Prin prezentul material doresc să aduc în atenţia elevilor tipuri de itemi posibil a fi întâlniţi la examenul de bacalaureat. Teoria folosită în rezolvarea itemilor din capitolul “Soluţii” se referă la concentraţie şi anume concentraţia procentuală şi concentraţia molară. Soluţia este un amestec de două sau mai multe substanţe rezultat în urma procesului de dizolvare. Soluţia este formată din: - Substanţa care se dizolvă, numită dizolvat sau solvat; - Substanţa în care se dizolvă, numită dizolvant sau solvent. Pentru a compara cantităţile de solvat din soluţii se utilizează mărimea numită concentraţie. 36

Concentraţia reprezintă cantitatea de solvat existentă într-o anumită cantitate de soluţie. Există mai multe modalităţi de exprimare a concentraţiei:procentuală, molară. Concentraţia procentuală a soluţiilor Concentraţia procentuală (c%) reprezintă cantitatea de solvat dizolvată în 100 g de soluţie. Expresia matematică a concentraţiei procentuale este: m c% = d · 100 , unde md = masa de solvat (g); ms ms = masa de soluţie (g); ms = md + mapă ; mapă = masa de solvent (g). Concentraţia molară a soluţiilor Concentraţia molară sau molaritatea ( cM ) reprezintă numărul de moli de solvat dizolvat într-un litru de soluţie. Expresia matematică a concentraţiei molare este: m  cM = , unde ν = număr de moli solvat; ν = d Vs  md = masa de solvat (g); μ = masa molară ( g/mol); m Vs = volumul soluției (L); Vs = s ·10-3



ms = masa de soluție(g); ρ = densitatea soluției (g/cm3). md   000 c%    c%   1000 md Astfel: cM = , sau cM =  ; cM = ; cM =    ms     Vs Substanţele a căror cristale înglobează în structura lor apă se numesc cristalohidraţi. Apa conţinută în cristalohidraţi se numeşte apă de cristalizare. Substanţele fără apă de cristalizare se numesc substanţe anhidre. Exemple: Na2CO3 · 10 H2O; CaSO4 · 2 H2O; CuSO4 · 5 H2O La calcularea concentraţiilor: - masa de substanţă dizolvată (md) este calculată ca masă de substanţă anhidră, fără apa de cristalizare, - masa de soluţie (ms) se calculează ţinând cont şi de apa de cristalizare. Tipuri de itemi: A. Itemi fără reacţii chimice. 1. Pentru soluţia unei substanţe se cere să se calculeze una dintre mărimile cuprinse în formula concentraţiei, cunoscându-se celelalte mărimi. 

Exemplu: Calculaţi cantitatea (moli) de HNO3 dizolvaţi în 500 grame soluţie de acid azotic de concentraţie procentuală masică 12,6%. Datele problemei Formule Calcule: HNO3 acid azotic μ HNO3 = 1∙ AH + 1∙ AN + 3∙ AO 12, 6  500 md = = 12,6 ∙5 = 63g HNO3 ms = 500g md 100 ν = c% = 12,6%  υ = ? moli HNO3 μ HNO3 = 1∙1 + 1∙14 + 3∙16 = 63g/mol; 63 ν= = 1 mol HNO3 AH = 1, AN = 14, AO = 63 16 37

Exemplu: Determinaţi masa (grame) de Na2CO3∙10H2O, necesară pentru a prepara 250 g soluţie de concentraţie procentuală masică 10%. Datele problemei Na2CO3∙10H2O ms = 250 g c% = 10% m =? g ANa =23 AC =12 AO = 16 AH =1

Formule

Calcule m 10  250 c% = d · 100 md = = 25g Na2CO3 μNa2CO3∙10H2O 100 ms =2∙ 23 + 12 + 3∙16 + 10∙ (2∙1 +1∙ 16) =286 c%  ms md = g/mol 100 286 gNa2CO3∙10H2O……..106 gNa2CO3 μNa2CO3∙10H2O =2∙ ANa + 1∙ m gNa2CO3∙10H2O……..25 gNa2CO3 AC + 3∙ AO + 10∙(2∙ AH + 1∙ 25  286 AO) m= = 67,45 gNa2CO3∙10H2O 106

2. Din soluţia unei substanţe de o anumită concentraţie se cere să se obţină o nouă soluţie a aceleiaşi substanţe, dar cu altă concentraţie. 

Exemplu: Calculaţi volumul (ml) de soluţie HCl de concentraţie procentuală masică 30% cu densitatea ρ = 1,152g/ml, necesar pentru a prepara 1 litru soluţie de HCl de concentraţie molară 0,01M.

Datele problemei HCl acid clorhidric c1% = 30% ρ1 =1,152g/ml V2s = 1L V1s = ? L HCl c2M = 0,01M AH = 1 ACl = 35,5

Formule m md 2 c1%= d 1 100; c2M= Vs 2  HCl ms1 m 100 ms1= d 1 ; c1 md2 = md1 =c2M ∙ μHCl ∙ Vs2 m ms1 ;  s1 = s1 ; Vs1 = Vs1  s1 m 100 c2 M  HClVs 2 100 Vs1 = d 1 =  s1c1  s1  c1

Calcule μHCl =1∙1+1∙35,5 =36,5g/mol 102  36,5 1100 Vs1= = 1,152 103  30 =1,056∙10-3l HCl

3. Din două sau mai multe soluţii de concentraţii diferite se cere ca prin amestecare să se obţină o nouă soluţie a aceleiaşi substanţe, dar cu altă concentraţie. Exemplu: Calculaţi concentraţia molară a soluţiei obţinute prin amestecarea a 500 ml soluţie HCN de concentraţie molară 1M, cu un volum egal de soluţie care conţine 2,7 g HCN. Datele problemei HCN acid cianhidric Vs1 = 500 ml =0,5 L c1M = 1M Vs2 = Vs1 md2 = 2,7 g cM =?M AH =1 AC =12 AN =14

Formule md cM=  HCN Vs md= md1 + md2 md1 = c1M ∙ μHCN ∙ Vs1 μHCN = AH + AC + AN Vs = Vs1 + Vs2 = 2 ∙ Vs1

Calcule μHCN = 1 + 12 + 14 = 27 g/mol md1 = 1∙ 27 ∙ 0,5 = 13,5 g HCN md = 13,5 + 2,7 = 16,2 g HCN 16, 2 cM= = 0,6 M 27  2  0,5

B. Itemi cu reacţii chimice. Observaţie: În acest tip de itemi, după scrierea ecuaţiei reacţiei chimice, calculele stoechiometrice se realizează utilizând cantitatea de solvat din soluţiile care reacţionează. Exemplu: Calculaţi masa (grame) de soluţie H2SO4 de concentraţie procentuală masică 80% consumată stoechiometric la neutralizarea a 10 ml soluţie NaOH de concentraţie molară 0,5M. Datele problemei Soluţia1:H2SO4 acid sulfuric c1 = 80% Soluţia2:NaOH hidroxid de sodiu V2s =10 ml = 10-2L c2M =0,5M ms1 = ?g AH = 1 AS = 32 , AO = 16, ANa = 23

Formule μH2SO4 = 2∙ AH + 1∙ AS + 4∙ AO  cM2= 2 ;  2 = cM 2 Vs 2 Vs 2   m 100 md1= H 2 SO 4 2 ms1= d 1 2 c1   c V 100 ms1= H 2 SO 4 M 2 s 2 2  c1

Calcule md1 υ2 H2SO4+2NaOH  Na2SO4+ 2H2O μ 2 μH2SO4= 2∙1 +1∙32 + 4∙16 = 98g/mol 98  0,5 102 100 ms1= = 0,306g 2  80 soluție H2SO4

MODEL DE TEST Prof. DONİCİ MANUELA ELENA ŞCOALA GENERALĂ NR. 9 BRAŞOV

Clasa: a VII-a Obiectul: Chimie Tema: Fenomen. Amestec Subiectul lecţiei: Fenomene fizice si chimice. Amestec omogen si eterogen. Metode de separare a componentelor unui amestec. Obiective operaţionale: -sã recunoască fenomenele fizice şi chimice din mai multe exemple; -sã denumească transformãrile de stare de agregare propuse; -sã identifice tipul de amestec,omogen sau eterogen, din mai multe exemple; -sã deseneze şi sã denumeascã ustensilele necesare pentru a efectua in laborator decantare, filtrare, cristalizare si distilare; -sã propunã metodele necesare si sã precizeze ordinea efectuãrii lor pentru a separa componentele amestecului dat; Metode: modelarea, rezolvarea de exerciţii, problematizarea Mijloace de învățământ: test de verificare a cunoștințelor 39

RI: (2p) 1. Denumiţi transformãrile de stare de agregare: S-------------G S------------ L G-------------L (1p) 2. Încercuiește răspunsurile corecte: Fenomene chimice sunt: a) dilatarea şinelor de tren vara; b) obținerea oţetului din vin; c) arderea lumânãrii; d) aprinderea becului la trecerea curentului electric; (1p) 3. Scrie douã proprietãţi fizice, una mãsurabilã şi una nemãsurabilã, pentru corpul caiet. (1p) 4. Propune un amestec omogen format din trei componente: solid+solid+lichid; (1p) 5. Desenaţi şi denumiţi cinci ustensile necesare în laborator pentru a realiza distilarea. (1p) 6. Desenaţi şi denumiţi ustensilele necesare în laborator pentru a realiza cristalizarea. (1p) 7. Indicã metodele de separare necesare şi ordinea efectuãrii lor pentru a separa componentele amestecului: Sare + apã + praf de cărbune Din oficiu: 2p RII: (2p) 1. Denumiţi transformãrile de stare de agregare: L--------------S G-------------S L-------------G (1p) 2. Încercuiește rãspunsurile corecte: Fenomene fizice sunt: a) ruginirea fierului; b) coclirea cuprului; c) reflexia luminii; d) ciocnirea a douã maşini; (1p) 3. Scrie 2 proprietãţi chimice pentru corpul buturugã din lemn. (1p) 4. Propune un amestec eterogen format din trei componente: lichid+lichid+solid; (1p) 5. Desenaţi si denumiţi cinci ustensile necesare în laborator pentru a realiza filtrarea. (1p) 6. Desenaţi şi denumiţi ustensilele necesare în laborator pentru a realiza decantarea amestecului eterogen lichid-lichid. (1p) 7. Indicã metodele de separare necesare şi ordinea efectuãrii lor pentru a separa componentele amestecului: piliturã de fier + apã + alcool Din oficiu: 2p Timp de lucru: 40 min BAREM DE NOTARE: 1. 2. 3. 4.

3 * 0.67p 2 * 0.5p 2 * 0.5p 1p

5. 5 * 0.1 p (pentru fiecare denumire corecta) 5 * 0.1 p (pentru fiecare desen corect) 6. R I: 4 * 0.25p R II: 3 * 0.33p 7. 1p pentru metoda sau metodele propuse în ordinea corectă. 40

TEST ATOM. IZOTOPI CLASA a IX-A NR I Prof. Lidia Liliana MÎNZĂ C.N. “Vasile Alecsandri” Galaţi

1. Se consideră atomul de sulf ( Z=16, A=32 ). Se cere: a) numărul particulelor elementare; b) configuraţia electronică (3 moduri); c) numărul de straturi, substraturi, orbitali; d) numărul de electroni necuplaţi.

3,25 puncte

2. Ce configuraţie electronică are atomul elementului chimic cu 24 protoni în nucleu? 0,75 puncte 3. Se consideră 200 mg acid azotos. Se cere: a) numărul de moli; b) numărul de molecule; c) numărul de atomi de oxigen.

2 puncte

4. Bromul este alcătuit din izotopii cu numerele de masă 70 şi 81. Calculaţi abundenţele izotopice corespunzătoare izotopilor, dacă masa atomică a elementului chimic brom este egală cu 79,9. 1 punct 5. 17,4 grame amestec de MgO şi K2O reacţionează total cu 60 grame soluţie HNO3 63 %. Se cere compoziţia procentuală de masă şi de moli a amestecului de oxizi. 2 puncte Oficiu: 1 punct ATOM. IZOTOPI CLASA a IX-A NR II Prof. Lidia Liliana MÎNZĂ C. N. “Vasile Alecsandri” Galaţi 1. Se consideră atomul de potasiu ( Z=19, A=39 ). Se cere: a) numărul particulelor elementare; b) configuraţia electronică (3 moduri); c) numărul de straturi, substraturi, orbitali; d) numărul de electroni necuplaţi.

3,25 puncte

2. Ce configuraţie electronică are atomul elementului chimic cu 29 protoni în nucleu? 0,75 puncte 3. Se consideră 400 mg acid sulfuros. Se cere: a) numărul de moli; b) numărul de molecule; c) numărul de atomi de oxigen.

2 puncte 41

4. Argintul este alcătuit din izotopii cu numerele de masă 107 şi 109. Calculaţi abundenţele izotopice corespunzătoare izotopilor, dacă masa atomică a elementului chimic brom este egală cu 107,8. 1 punct 5. 15,4 grame amestec de Ca(OH)2 şi NaOH reacţionează total cu 40 grame soluţie H2SO4 49 %. Se cere compoziţia procentuală de masă şi de moli a amestecului de baze. 2 puncte Oficiu: 1 punct BAREM DE CORECTARE: NR.I Subiectul 1. a)16 electroni, 16 protoni, 16 neutroni………………………………………………0,25 puncte b) 1s22s22p63s23p4……………………………………………………………………0,5 puncte [Ne]3s23p4…………………………………………………………………………0,5 puncte reprezentarea grafică pe straturi şi substraturi…………………………………….0,5 puncte c) 3 straturi şi 5 substraturi……………………………………………………………0,5 puncte 9 orbitali……………………………………………………………………………0,5 puncte d) 2 electroni necuplaţi…………………………………………………………………0,5 puncte Subiectul 2. 2 2 6 2 6 1 5 Z=24X: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d …………………………………………………………..0,75 puncte Subiectul 3. 0,2 a) n   4,25  10 3 moli acid azotos………………………………………………..0,5 puncte 47 b) Nmolecule= 4,25  10 3  6,023  10 23  25,59  10 20 ………………………………………..0,75 puncte c) Natomi oxigen = 2  25,59  10 20  51,16  10 20 ………………………………………………0,75 puncte Subiectul 4. p1  p 2  100 ; p1 = 55 %.......................................................................0,5 puncte p1 p  79  2  81  79,9 100 100 p2 = 45 %........................................................................0,5 puncte Subiectul 5. x moli

2x moli

y moli

2y moli

MgO + 2 HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O………………………………………………………….0,5 puncte K2O + 2 HNO3 → 2 KNO3 + H2O……………………………………………………………0,5 puncte md acid azotic = 37,8 grame; nr. moli = 0,6………………………………...…………………….0,25 puncte x = 0,2 moli MgO şi y = 0,4 moli K2O……………………………………………………….0,25 puncte compoziţia procentuală molară: 66,66% MgO şi 33,33 % K2O…………………………...…0,25 puncte compoziţia procentuală masică: 45,97% MgO şi 54,02 % K2O…………………………...…0,25 puncte Oficiu………………………………………………………………………………………….1 punct

BAREM DE CORECTARE: NR.II Subiectul 1. a)19 electroni, 19 protoni, 20 neutroni………………………………….…………………0,25 puncte b) 1s22s22p63s23p64s1……………………………………………………….………………0,5 puncte [Ar]4s1……………………………………………………………..……….……………0,5 puncte reprezentarea grafică pe straturi şi substraturi…………………………….…………….0,5 puncte c) 4 straturi şi 6 substraturi………………………………………………...….……………0,5 puncte 10 orbitali……………………………………………………………..…………………0,5 puncte d) 1 electron necuplat…………………………………………………….…………………0,5 puncte Subiectul 2. 2 2 6 2 6 1 10 Z=29X: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d ……………………………………………………………..0,75 puncte Subiectul 3. 0,4 a) n   4,8  10 3 moli acid sulfuros…………………………………...……………..0,5 puncte 82 b) Nmolecule= 4,8  10 3  6,023  10 23  28,9  10 20 …………………………………………..0,75 puncte c) Natomi oxigen = 3  28,9  10 20  86,73  10 20 ………………………………..………………0,75 puncte Subiectul 4. p1  p 2  100 ; p1 = 60 %.....................................................................0,5 puncte p1 p  107  2  109  107,8 100 100 p2 = 40 %.....................................................................0,5 puncte Subiectul 5. x moli

x moli

Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2 H2O…………………………………………………….0,5 puncte y moli

y / 2 moli

2 NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O………………….…………………………………0,5 puncte md acid sulfuric = 19,6 grame; nr. moli = 0,2..…………………………..…………………….0,25 puncte x = 0,1 moli Ca(OH)2 şi y = 0,2 moli NaOH………………………………..…………….0,25 puncte compoziţia procentuală molară: 66,66% NaOH şi 33,33 % Ca(OH)2………..………...…0,25 puncte compoziţia procentuală masică: 51,94% NaOH şi 48,05 % Ca(OH)2…………..……...…0,25 puncte Oficiu………………………………………………………………………………………….1 punct

FIȘA DE LUCRU:

ATOMUL ŞI MOLECULA Prof. Daniela HODOLEANU COLEGIUL TEHNIC “TRANSILVANIA” BRAŞOV I. Completează corect fiecare dintre următoarele afirmaţii cu termenul din paranteză : 1.Clorul are caracter chimic nemetalic mai accentuat decât…………………..(fluorul/ bromul). 2.Atomul de oxigen are pe ultimul nivel……………………orbitali monoelectronici (şase/ doi). 3.Ionii negativi se obţin din atomi prin………………………… de electroni (cedare/ acceptare). 4.Pe un orbital p se pot repartiza maxim …………………………………………electroni (2/ 6). 5.Un volum de 2,24L (c.n.) de Cl2 conţin 0,1NA………………………………(molecule/ atomi). I. Alege răspunsul corect pentru următorii itemi. Fiecare item are un singur răspuns corect. 1.Cantitatea de 12,044∙1023 atomi se găsește în: a.1,5 moli Na b.1 mol C c.46 grame Na d.1 g H2 2.Elementul chimic cu Z = 18 are electronul distinctiv: a. pe un orbital de tip s b. pe substratul 4s c. pe substratul 3p d. pe stratul 7 3.Configuraţia electronică a ultimului strat ns2np1 este caracteristică elementelor chimice din: a. perioada 3 b. perioada 1 c. grupa I A (1) d. grupa III A (13) 4.Carbonatul de calciu are formula chimică CaCO3 şi un conţinut procentual masic de carbon: a. 12% b. 18% c. 24% d. 30% 5.Poziţia în Tabelul periodic a elementului chimic care are în nucleul atomic 16 neutroni si 15 protoni este: a. perioada 3, grupa 15 (V A) b. perioada 3, grupa 16 (VI A) c. perioada 4, grupa 15 ( V A) d. perioada 4, grupa 16 ( VI A) II. Rezolvaţi următoarele cerinţe. 1.Scrieţi configuraţia electronică a carbonului; precizaţi blocul de elemente din care face parte carbonul. 2.Calculaţi numărul de molecule din: a. 3,6 kg H2O; b.0,1 kmol H2O. 3.Indicaţi poziţia (grupa, perioada) în Tabelul periodic a elementului chimic al cărui atom are configuraţia electronică a stratului de valenţă 3s23p2. 4.Scrieţi configuraţia electronică a atomului care are sarcina nucleară +16. 5.Calculaţi numărul atomilor şi numărul moleculelor care ocupă un volum de 33,6 L de N2 în condiţii normale de presiune si temperatură. 6.Notaţi poziţia ( grupa, perioada) în Tabelul periodic, a elementului chimic al cărui atom are doi electroni pe stratul 4. 7.Calculaţi numărul moleculelor din 440 grame de dioxid de carbon. 8.Scrieţi configuraţiile electronice pentru următoarele specii chimice: Cl, N3-. 44

9.Calculaţi volumul (litri) ocupat de 12,044∙1026 molecule de clor, la temperatura 27°C şi la presiunea 8,2 atm. 10.Calculaţi numărul atomilor de oxigen conţinuţi în: a.5,6 litri (c.n.) CO2. b.6,4 grame SO2. 11.Notaţi configuraţia electronică şi precizaţi numărul orbitalilor monoelectronici ai atomului de fosfor. 12.Calculaţi numărul de molecule din 5,6 litri (c.n.) amoniac. 13.Indicaţi numărul substraturilor complet ocupate cu electroni, care există în învelişul electronic al atomului elementului cu Z = 17. 14.Într-un cilindru cu volum 8 litri se găsesc 280 grame N2, la temperatura 400K.Calculaţi presiunea gazului din cilindru. 15.Configurația electronică a atomului (X) este 1s22s22p63s23p4. Indicați pentru acest element chimic: a. numărul atomic (Z), al elementului (X); b. sarcina nucleara; c. numărul orbitalilor monoelectronici. 16.Calculaţi numărul moleculelor din 5,6 litri CO2, măsurat la 0°C si presiunea 2 atm. 17.Indicaţi numărul electronilor de valenţă ai atomului care are sarcina nucleară +14. 18.Notaţi poziţia (grupa, perioada) în Tabelul periodic a elementului chimic al cărui atom are stratul 2 complet ocupat cu electroni. 19.Într-un recipient cu volumul de 82 litri se găsesc 100 grame de hidrogen, la presiunea 15 atm. Calculaţi temperatura gazului din recipient. 20.Indicati caracterul chimic si caracterul electrochimic al atomilor caracterizați prin numerele atomice: a. Z = 20; b. Z = 35. Se dau: Mase atomice: H-1,C-12, O-16, N-14, S-32, Cl-35,5, Ca-40, Na-23. Numere atomice: P-15, Mg-12, Cl-17, N-7, Br-35, O-8, C-6. Numărul lui Avogadro: NA = 6,022∙1023mol-1 Constanta molară a gazelor: R = 0,082 L∙atm/ mol∙K

PROBLEME PROPUSE DE CHIMIE Clasa a VII-a 1. O brăţară de 12 grame este confecţionată dintr-un aliaj care are compoziţia procentuală 87,5% aur şi 12,5% argint. Ce cantităţi de aur şi argint sunt conţinute în această brăţară? Prof. Cristina NICOLAESCU Școala Generală nr. 19 Brașov 2. Pentru dezinfectarea rănilor se foloseşte tinctura de iod, care este o soluţie 12% iod în alcool. Ştiind că ρalcool = 0,8 g/cm3, care vor fi masa de iod şi volumul de alcool necesare pentru a prepara 400g tinctură de iod? Prof. Cristina NICOLAESCU Școala Generală nr. 19 Brașov 3. Se dau elementele A, B şi C. Ştiind că între numerele lor atomice există relaţiile: ZA + ZB+ ZC = 21 ZA – ZB + ZC = 19 ZA – ZB = ZC + 3 , determinaţi cele trei elemente. Prof. Cristina NICOLAESCU Școala Generală nr. 19 Brașov 4. În 30 grame soluţie de sare de bucătărie de concentraţie 10% se adaugă 2 grame sare, rezultând o soluţie de concentraţie 20%. Ce masă de apă se evaporă? Prof. Cristina NICOLAESCU Școala Generală nr. 19 Brașov

Clasa a VIII-a 1. Procentul masic de oxigen dintr-un amestec de SO2 si SO3 este 56,521%. Se cere raportul molar al celor doi oxizi. Prof. Cristina NICOLAESCU Școala Generală nr. 19 Brașov 2. Identificaţi substanţele chimice corespunzătoare literelor din schema-program de mai jos şi scrieţi ecuaţiile reacţiilor chimice. KClO3 + a → b↑ + KCl + c b + Fe → d c + Na → e + f b+f→a a + g → ZnCl2 + f a + AgNO3 → h↓ + i Prof. Cristina NICOLAESCU i + C → j↑ + k↑ + c Școala Generală nr. 19 Brașov

Clasa a IX-a 1. Într-un pahar Berzelius ce conţine 450 cm3 apă ( ρ = 1 g/cm3 ) se dizolvă 0,2 moli sare de bucătărie. Calculaţi concentraţia procentuală a soluţiei astfel obţinute. Prof. Mînză Lidia Liliana C. N. “Vasile Alecsandri” Galaţi 2. Calculaţi masa de soluţie HCl de concentraţie 18 % care reacţionează stoechiometric cu 13 grame Zn cu 10 % impurităţi. Prof. Mînză Lidia Liliana C. N. “Vasile Alecsandri” Galaţi 3. O masă de 13 grame amestec echimolar pur de hidroxid de sodiu şi hidroxid de calciu reacţionează total cu soluţie de acid sulfuric de concentraţie 20 %. Se cere : a) masa de soluţie de acid sulfuric necesară; b) compoziţia procentuală de masă a amestecului de baze. Prof. Mînză Lidia Liliana C. N. “Vasile Alecsandri” Galaţi 4. Calculaţi masa de sodiu care dezvoltă în reacţie cu apa un volum de 33,6 dm3 (c.n.) gaz. Prof. Mînză Lidia Liliana C. N. “Vasile Alecsandri” Galaţi Clasa a X-a 1. Un amestec gazos cu masa de 0,02 kg este alcătuit din metan şi o hidrocarbură necunoscută A în raport molar 2 : 3. Masa moleculară medie a amestecului este 40 g/mol. La arderea amestecului se consumă stoechiometric 123,2 dm3 aer măsurat la 0 0C şi 2 atm. Ştiind că aerul conţine 20 % O2 în procente de volum, se cere: a) formula moleculară a hidrocarburii A; b) propuneţi o formulă structurală plană pentru A ştiind că în molecula sa există atomi de C în două stări de hibridizare. Prof. Mînză Lidia Liliana C. N. “Vasile Alecsandri” Galaţi 2. O substanţă organică A conţine 54,54 % C şi 9,09 % H. Ştiind că 2,2 g substanţă A reacţionează în raport echimolecular cu 1,12 dm3 H2 (c.n.) obţinându-se un produs unic de reacţie, se cere: a) formula brută şi formula moleculară pentru A; b) scrieţi formula structurală plană a substanţei A ştiind că în molecula sa există o legătură π; menţionaţi starea de hibridizare pentru atomii componenţi; c) are substanţa A izomeri în care atomii sunt uniţi numai prin legături σ? Propuneţi o formulă structurală şi notaţi starea de hibridizare a atomilor. Prof. Mînză Lidia Liliana C. N. “Vasile Alecsandri” Galaţi

Molecula unei hidrocarburi conține 11 legături σ și o legătură π între atomii componenți. a. Determinați formula moleculară a hidrocarburii. b. Modelați formula structurală a izomerului care prin oxidare energică conduce la primul reprezentant din clasa cetonelor. c. Denumiți izomerul care prin oxidare blândă conduce la 1,2-dihidroxiderivat. d. Calculați masa de precipitat brun obținut în reacția de la punctul c., dacă s-au utilizat 0,5 L soluție de KMnO4, de concentrație 0,1M. Prof. Carmen ANDREI CNI "Grigore Moisil" Brașov

4. a. Determinați cantitatea de hidrocarbură cu N.E.= 1, care conține 6,022*1024 electroni π. Știind că formula moleculară a compusului este CxH3x-4, se cere: b. Formula moleculară, formula brută și procentuală a hidrocarburii; c. Izomerii posibili ai hidrocarburii și denumirile acestora; d. Volumul soluției de apă de brom, de concentrație 0,2M, decolorată de cantitatea de hidrocarbură de la punctul a. Prof. Carmen ANDREI CNI "Grigore Moisil" Brașov 5. Prin oxidarea energică a unui mol de hidrocarbură se formează acid cetopropionic, CO 2 și H2O, în raport molar de 1:2:2. Se cere: a. Formula structurală și moleculară a hidrocarburii; b. Raportul dintre nr. electronilor π și nr. electronilor σ din structura hidrocarburii; c. Concentrația molară a soluției de agent oxidant (KMnO4), dacă s-a utilizat 1L din aceasta. d. O utilizare practică a compusului. Prof. Carmen ANDREI CNI "Grigore Moisil" Brașov 6. Se obțin 5,3 t de polimer cu compoziția procentuală: 67,22% C, 5,66% H și 26,44% N. știind că singura sursă organică utilizată este metanul, se cere: a. Ecuațiile reacțiilor chimice prin care se obține polimerul; b. Cantitatea de metan, exprimată în kg și m3, necesară preparării polimerului, dacă randamentul global al procesului este de 80%; c. Volumul de aer ( 20% O2 ), măsurat la 1000°C, necesar obținerii acidului cianhidric utilizat în procesul de obținere a polimerului. Prof. Carmen ANDREI CNI "Grigore Moisil" Brașov

“OMUL ŞI ECOSFERA” Prof.Mihaela Măcrineanu Grupul Şcolar “Gh.Asachi”Galaţi Motto: “El poate omenirea în câteva secunde S-ontinerească nouă, pe veci, ori s-o scufunde.” “Tudor Arghezi – Căntare omului” În odiseea apariţiei vieţii pe Terra s-au înregistrat procese de îmbogăţire a biosferei în specii, de extincţie şi de dispariţie a altora. Toate speciile actuale nu au apărut dintr-o dată ci de-a lungul erelor geologice, prin diferenţierea indivizilor din cadrul speciilor preexistente şi integrarea acestora în unităţi de sine stătătoare rezultate din achiziţionarea de mutaţii şi recombinări genetice care au depăşit planul de organizare al genitorilor din care au descins. Constituirea Biosferei – sfera vieţii planetei Pământ – încheiată la sfărşitul Paleozoicului, deschide calea către o explozie evolutivă la capătul căreia, ne place să considerăm, se situează specia “Homo sapiens”, ca fiind “Gănditorul” acestei planete.Evoluţia biologică ne-a dăruit harul cel mai de preţ al ei, pătrunderea în noosferă, în imperiul cunoaşterii de sine, proiectăndu-ne astfel în vărful piramidei Naturii. Apariţia omului în Cuaternar reprezintă momnetul cheie în evoluţia speciilor pe planeta noastră.Dotat cu structuri cerebrale capabile să prelucreze şi eleboreze al doilea sistem de comunicare – limbajul articulat – omul, cucereşte rând pe rând nişele ecologice şi se situează permanent în capătul lanţurilor trofice. Tehnologia şi dorinţa mereu crescătoare de a schimba fizionomia ecositemelor naturale în ecosisteme urbane, a provocat şi provoacă serioase dezechilibre cunoscute în prezent sub denumirea de: Criză ecologică mondială. Criza stării de sănătate a ecosferei implică: criza demografică, energetică, alimentară şi de materii prime. Toate acestea constituie în ansamblu, aşa numitul Sindrom de Criză Globală a Dezvoltării Mondiale. Este firesc deci să ne punem întrebări în legătură cu viitorul poziţiei omului în ecosferă şi modalităţile concrete prin care acesta poate găsi soluţii pentru ameliorarea degradării ecologice a biosferei. Problematica ecologiei umane este de interes maxim la acest început de secol care pune sub semnul întrebării continuitatea vieţii pe Terra. Ecosistemul reprezintă unitatea organizatorică elementară a ecosferei, alcătuită dintr-o componentă abiotică, numită biotop şi una biotică numită biocenoză.În structura biotopului intră totalitatea facorilor abiotici, în dinamica lor specifică (factori geografici, climatici, orografici, fizici, chimici etc.) precum şi relaţiile corespunzătoare dintre aceste elemente componente. Biocenoza, cuprinde totalitatea speciilor existente într-un anumit biotop, proporţiile dintre populaţiile diferitelor specii, distribuţia în spaţiu şi dinamica spaţială a acestora, precum şi relaţiile dintre specii. Biosfera, nivelul superior al organizării sistemice a lumii de pe planeta noastră, are o maximă concentrare în zona de întrepătrundere a celor trei sfere geografice:litosfera (învelişul solid), hidrosfera (învelişul lichid), atmosfera (învelişul gazos).Studiind biosfera, biologia devine ecologie iar aceasta interferează cu geografia fizică, chimia şi matematica. Evoluţia societăţii umane către progresul tehnologic, dezvoltă un nou concept: acela de dezvoltare globală ecosistemic adaptivă pe care suntem nevoiţi să-l impunem în demersul nostru de 49

a integra permanent în mediul natural rezultatele dezvoltării economice, sociale şi culturale, în concordanţă cu toate subsistemele biotice şi abiotice ale ecosistemelor componente. Pentru realizarea acestui deziderat este necesar un plan ambiţios şi radical prin care generaţiile actuale şi viitoare să desluşească adevăratul sens al dezvoltării societăţii umane, la nivel global şi anume, acela de a depune toate eforturile pentru menţinerea stării de sănătate a mediului natural şi de a îndeplini obligaţia ancestrală de asigurare perpetuă a acestei stări. Criza actuală a mediului, reprezintă o consecinţă a exploatării defectuoase a resurselor naturale, soluţia de rezolvare a acesteia reprezentănd-o armonizarea organizării economice şi sociale a activităţilor umane cu ecosfera. Dezvoltarea economică mondială urmează un traseu exponenţial, în care schimbările se produc mult mai rapid comparativ cu cele din trecut, iar dinamica întregii societăţi umane înregistrează un ritm accelerat, care impune elaborarea şi adoptarea unor decizii.Crizele care apar permanent într-o lume extrem de dinamică trebuie mai degrabă preîntâmpinate şi evitate decât soluţionate.În acest sens dezvoltarea economiei umane trebuie făcută în corelaţie cu gradul de suportabilitate al mediului natural, în aşa fel încât declinul ecosferei să fie stopat.Victimizarea permanentă a factorului uman şi eludarea conştientă a efectelor catastrofale asupra tuturor sistemelor biologice în contextul fenomenului global al poluării ambientale reprezintă în mod ostentativ o sustragere abilă a responsabilităţilor factorilor de decizie ai societăţii privind cauzele majore care determină actuala situaţie de criză la nivelul ecosferei. Intensitatea de manifestare a crizelor ecologice survenite în dezvoltarea globală a lumii dar mai ales în elaborarea celor mai eficace măsuri de soluţionare, ridică întrebări asupra actualelor concepţii privind evoluţia de perspectivă a ecosferei şi în general a societăţii umane. O astfel de concepţie se referă la fenomenul creşterii rapide şi continue.Unii susţin că soluţia ar fi stoparea creşterii sau cel puţin încetinirea deliberată a acesteia, pe când alţii sunt de părere că tocmai continuarea şi intensificarea creşterilor ar soluţiona criza.”A creşte sau a nu creşte” nu constituie o problemă bine definită sau relevantă decât în contextul precizării asmplasării, sensului şi obiectului procesului de creştere deoarece criza nu este un fenomen temporar iar soluţia trebuie să aibă un caracter durabil. Ca urmare trebuie creată o nouă atitudine faţă de natură care să se bazeze pe armonie şi nu dezordine, în care omul să fie o parte integrantă din natura şi nu unul din factorii perturbatori. Deteriorarea continuă a condiţiilor de mediu este datorată acţiunilor necugetate ale anumitor comunităţi umane care duc la “efecte de bumerang” cu grave consecinţe asupra mediului natural în ansamblul lui.Criza ecologică devine în acest fel o criză socială.Interacţiunea om – natură este dependentă de starea de sănătate a ecosferei şi de resursele naturale ale Terrei. Ecosfera este guvernată de procese ciclice şi trebuie să se afle într-un permanent echilibru cu Pământul.Civilizaţia umană implică şi la o serie de procese ciclice intredependente cu efect de creştere intrinsec şi de sărăcire continuă a resurselor naturale.Acest conflict depinde permanent de fiinţă umană şi este limitată ca dimensiune şi ritm de activitate. Deteriorarea calităţii vieţii este indicatorul actual al stării de necorelare între societatea umană şi armonia ecosferei. Poluarea apelor,solului şi atmosferei indică faptul că autoepurarea acvatică şi cea din aer a cedat presiunilor exercitate de deşeurile organice şi anorganice iar sistemul edafic este suprasolicitat. În pofida tuturor campaniilor ecologice realizate şi a milioanelor de euro destinaţi programelor ecologice ne confruntăm în continuare cu o atmosfera otrăvită, apă contaminată, grămezi de gunoaie. 50

Convertirea economiei tradiţionale într-o eco-economie constituie provocarea noului secol în care Omul devine factor activ în conceperea şi aplicarea unei economii corelate cu forţele pieţii dar fundamentată pe principii ecologice. Conceptul de dezvoltare economica suportabilă a mediului natural a apărut cu un sfert de veac în urmă dar nici o ţară nu are o strategie de construire a unei eco-economii reale, bazate pe refacerea echilibrelor naturale, conservarea biodiversităţii, utilizarea raţională a resurselor naturale şi armonizarea activităţilor umane cu legităţile ecosferei. Progresul tehnologic nu poate fi oprit.Întreaga societate umană se bazează pe acest progres străns legat de degradarea condiţiilor mediului natural.Sursele de energie dependente de exploatările de cărbuni, gaze naturale şi petrol rămăn pe locul întâi în lume cu toate că guvernele multor ţări cunosc faptul că aceste rezerve se epuizează iar importul lor devine din ce în ce mai costisitor.Reconversia la sursele alternative este dificilă şi neaplicabilă în toate sectoarele. Nevoia de hrană, cantitativă şi calitativă în continua creştere a dus la crearea de soiuri de plante şi rase de animale modificate genetic, urmate de schimbări radicale în conţinutul organic al acestora şi în genofondul speciilor. Conflictele armate, industriile, transportul modifică iremediabil compoziţia aerului, apelor şi solului cu efecte asupra sănătăţii tuturor organismelor vii la nivelul aparatului respirator dar şi insemnate modificări climatologice cu consecinţe asupra vieţii în general.

Trăim cu toţii într-o lume cu efect de “bombă cu ceas” în care “Ora O” o constituie posibila explozie a unui reactor nuclear, datorată unei erori umane, eşuării unui transportor naval de petrol, deversării de substanţe toxice în mediu şi ne îngrozim pentru “un moment” – de ce s-ar putea întămpla?! “Quo vadis,homo?” – este întrebarea esenţială pe care tot mai des o punem cu toţii.Dacă în anul 1600, înregistram extincţia a 40 de specii de mamifere şi 90 de specii de mamifere, la jumătatea secolului trecut constatăm că rata dispariţiei a fost de 1/6 din totalul speciilor existente.Peste 85000 din cele 500000 de specii vegetale sunt ameninţate cu dispariţia.Cu aproximativ 100000 de ani în urmă 5 milioane de oameni se hrăneau cu mai mult de 5000 de specii de plante, astăzi cele peste 6 miliarde de oameni consumă mai puţin de 30 de plante care ocupă 95% din necesităţile nutritive globale.Distrugerea diversităţii genomice duce la sărăcirea ecosistemelor şi dispariţia lanţurilor trofice. Poluarea şi schimbarea climei înseamnă moartea varietăţii plantelor şi animalelor. În România, după terminarea conflictului militar din fosta Iugoslavie, s-au constatat modificări climatice majore:lipsa vernalizării, ierni dure cu temperaturi foarte scăzute şi lipsite de ninsori, veri foarte călduroase însoţite de perioade lungi de secetă sau ploi torenţiale care au provocat inundaţii masive.Aceste modificări pun probleme majore economiei ţării noastre dar şi ţărilor învecinate confruntate cu majore crize sociale la care se adaugă acum şi cele ecologice globale. Stresul integrării în UE şi retehnologizarea economiei pe principii ecologice se dovedeşte a fi un pas greu de realizat pentru fostele ţări socialiste. Eco-economia nu este posibilă în ţările în care deşi voinţă există, gradul de conştientizare şi educaţie ecologică devine conflictual cu starea materială şi nivelul de trai al oamenilor. Alterarea calităţii mediului natural determină şi modificări în comportamentul uman şi a al altor specii de animale: agresivitate,scăderea natalităţii, sterilitate, afecţiuni repetate şi cu cu incidenţe de la vărste tot mai mici. 51

Un exemplu elocvent îl constituie modificarea calităţii mierii de albine în anii secetoşi şi comportamentul haotic al albinei europene (Apis mellifera). Bolile cardiovasculare şi cele respiratorii sunt cauza principală a deceselor din ultimii ani şi cauzele lor pot fi puse şi pe seama poluării alimentare şi a celei din aer. Criza ecologică la nivelul ecosferei are două soluţii: una teribilă- aceea de continuare a exploatării ecosferei pănă la epuizarea acesteia cu dispariţia vieţii pe Terra. a doua –ipotetică pentru unii – de aplicare a noului concept de eco-homeostazie adaptivă în care să intervină mecanisme de autoreglare şi control menite să integreze ecosistemul la presiunea oscilaţiilor perturbatoare a factorilor ambientali. Procesul eco-homeostazie reflectă dependenţa netă între compoziţia factorilor de stres, concentraţia, precum şi distribuţia spaţială a acestora, pe de o parte, şi tipul de ecosistem, eterogenitatea spaţială şi temporală, precum şi biodiversitatea acestora, pe de altă parte. Cheia supravieţuirii oricărui sistem biologic, indiferent de nivelul său de organizare structurală şi funcţională, constă în evoluţia în concordanţă cu modificările permanente ale factorilor de stres prezenţi în mediu.Cănd ecotoxicitatea depăşeşte capacitatea de adaptare a speciei, întregul ecosistem se prăbuşeşte indiferent de măsurile întreprinse de om în ultima clipă. Programele ecologice trebuie găndite anticipat, protejate areale care aparent nu sunt încă înscrise pe lista celor grav afectate, iar cele care se află deja într-un imens impas ecologic, trebuiesc reanalizate şi integrate în acţiunile globale ale eco-homeostaziei. Eco-homeostazia trebuie privită ca şi medicina homeopatică care stabileşte tratamentul afecţiunilor din perspectiva întregului organism, ştiut fiind faptul că tratând un organ provoci suferinţa altuia. Bibliografie: 1. Gavrilă Lucian – “Evoluţia biologică un grandios proces al naturii” - Editura Ceres, Bucureşti 1991, pag.122-132 2. Gavrilă Lucian – Bazele genetice ale evoluţiei biologice” – Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti 1990, pag.6-12, 195-202 3. Mohan Gheorghe, Ardelean Aurelian – “Ecologie şi protecţia mediului” – Editura Scaiul, Bucureşti 1993, pag.41-43, 51-70 4. Mohan Gheorghe, Neacşu P. – “Teorii, legi, ipoteze şi concepţii în biologie” – Editura Scaiul, Bucureşti 1992, pag.137-150 5. Teodorescu Alexandru, Petre Marin – “Biotehnologia protecţiei mediului” – Editura CD Press, Bucureşti 2007, pag.29-47

http://revistastiinte.webs.com/

COLEGIUL NAȚIONAL DE INFORMATICĂ ″GRIGORE MOISIL″ BRAȘOV Adresa: str. Calea Bucureşti nr. 75, Braşov, jud. Braşov, cod. 500326 Telefon: 0040.268.331.480 Fax: 0040.268.331.867 E-mail revista: revistastiinte@yahoo.com

SPONSOR PRINCIPAL : Farmacia MIRAFARM SRL Codlea, str. Muntișor nr.5