Colegiul Național „Gheorghe Asachi” Piatra Neamț
Știinte? Da, Știinte!
Nr.1 2016
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
PREMIANȚII NOȘTRI Mă numesc Bianca Chelaru, sunt elevă în clasa a XI-a D, profilul științe ale naturii la Colegiul Național „Gheorghe Asachi”. Anul acesta am participat la Concursul național de chimie „Magda Petrovanu” de la Iași și am obținut premiul al III-lea. Acest fapt s-a datorat atât profesorilor ce mă îndrumă cât și pasiunii mele pentru această materie ce se trage din dorința de a deveni medic, mai exact medic neurochirurg. Doresc să studiez în cadrul facultății de la București, însă, în viitor, pe lângă ajutorul pe care îl voi oferi oamenilor, doresc să întreprind cercetări în acest domeniu, lucru ce mă va determina să părăsesc țara. Chiar dacă mi-aș fi dorit să rămân in România, pentru a încerca să realizez o schimbare, în străinătate voi avea șansa de a arăta tuturor, cum fac și în prezent toți ceilalți profesioniști plecați din țară, că românii sunt un popor de oameni deschiși, muncitori, inteligenți și mereu deschiși către ceva măreț, către evoluție. Mă numesc Grigore Cernalevschi, sunt elev în clasa a XI-a D, profilul științe ale naturii la Colegiul Național „Gheorghe Asachi”. Anul acesta am participat la Concursul național de chimie „Magda Petrovanu” de la Iași și am obținut premiul al III-lea. Acest concurs nu mi-a adus doar oportunitatea de a cunoaște noi locuri și de a lega noi prietenii. Concursul de chimie „Magda Petrovanu”, o experiență frumoasă și interesantă, dar în același timp și o încercare complicată, prin intermediul căreia mi-am verificat cunoștințele și rapiditatea de gândire, pentru a obține un raspuns corect, într-un timp scurt. Datorită acestui concurs am învățat să-mi stăpânesc emoțiile, care, de altfel, sunt cel mai rău dușman posibil pentru un elev, am acumulat experiență, care-mi va permite pe viitor să trec mai ușor de următoarele examene și am simțit o satisfacție concurând și învingând. Această victorie o datorez doamnei profesor de chimie, care a adus o contribuție enormă în formarea mea. Sper ca pe viitor sa-mi amplific abilitățile și să obțin rezultate mai bune. 1
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
REZULTATELE DEOSEBITE SE OBȚIN PRIN MUNCĂ... Probleme rezolvate la biologie Genetică 1. Monohibridarea: Se încrucişează un soi de mazăre cu bob zbârcit cu unul cu bob neted, ambele sunt homozigote. Se cere: a) Genotipurile parentale; b) Fenotipul şi genotipul indivizilor din F1; c) Raportul de segregare fenotipică şi genotipică din F2; d) Proporţia organismelor cu bob neted şi a celor cu bob zbârcit din F2; Rezolvare a) NN- bob neted zz- bob zbârcit NN x zz g: N N z z F1: Nz Nz Nz Nz b) Fenotipul- toţi indivizii din F1 au bob neted Genotipul- indivizii sunt heterozigoţi Pentru F2 se încrucişează doi indivizi din F1 Nz x Nz g: N z N z F2: NN Nz Nz zz 3 : 1 c) raportul de segregare fenotipică este de: 3:1 (3- bob neted/ 1-bob zbârcit) raportul de segregare genotipică este de: 1:2:1 (1-NN-homozigot dominant 2-Nz-heterozigot 1-zzhomozigot recesiv ) d) proporţia organismelor cu: bob neted 3/4*100= 75% bob zbârcit 1/4 *100= 25% 2. Dihibridarea Se încrucişează un soi de mazăre cu boabe netede şi galbene (caractere dominante) cu un soi cu boabe zbârcite şi verzi (caractere recesive). Se cere: a) Genotipurile parentale; b) Fenotipul şi genotipul indivizilor din F1; c) Raportul de segregare după fenotip F2; d) Proporţia organismelor cu bob neted şi a celor cu bob zbârcit din F2; Rezolvare: a) NNGG- bob neted de culoare galbenă zzvv- bob zbârcit de culoare verde NNGG x zzvv g: NG NG zv zv F1: NzGv NzGv NzGv NzGv b) fenotipul- toţi indivizii din F1 au bob neted şi galben genotipul- toţi indivizii din F1 sunt heterozigoţi Pentru F2 se încrucişează doi indivizi din F1, iar cei patru gameţi se trec pe prima linie şi respectiv prima coloană din tabelul Punnett. De la individul cu genotipul NzGv obţinem 4 tipuri de gameţi: NG,Nv,Gz,zv. F2: ♂ ♀ NG Nv Gz zv NG NNGG NNGv NzGG NzGv Nv NNGv NNvv NzGv Nzvv Gv NzGG NzGv GGzz zzGv zv NzGv Nzvv zzGv zzvv c) raportul de segregare după fenotip este de: 9:3:3:1 (9-bob neted şi galben; 3-bob neted şi verde; 3-bob zbârcit şi galben; 1-zbârcit şi verde; d) 9/16*100=56,26%- boabe netede şi galbene 3/16*100=18,75%-boabe netede şi verzi 3/16*100=18,75%-boabe zbârcite şi galbene 1/16*100=6,25%-boabe zbârcite şi galbene
2
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
3. Codominanţa Dacă mama are grupa de sânge A (II) şi tata grupa B (III), copiii pot avea grupa de sânge AB (IV). Ştiind că cei doi părinţi sunt heterozigoţi, stabiliţi următoarele: a) tipul de interacţiune genică ce determină apariţia grupei de sânge AB (IV); b) alte grupe de sânge pe care le pot avea copiii acestor părinţi şi genotipul grupelor de sânge ale acestor copii; c) grupa/ grupele de sânge pe care le-ar fi putut avea copiii, dacă părinţii ar fi fost homozigoţi. Rezolvare: a) Fenomenul de interacţiune genică ce determină apariţia grupei de sânge AB(IV) se numeşte codominanţă; b) Genotipurile: mama- L A l tata- L B l L A l x LB l g: L A l L B l F1: L A L B L A l L B l ll Copiii mai pot avea grupele de sânge: A- L A l; B- L B l; 0- ll; c) Genotipurile homozigote: mama- L A L A tata- L B L B L A L A x LB L B g: L A L A L B L B F1: L A L B L A L B L A L B L A L B Grupa de sânge pe care o pot avea copiii este: AB(IV) .
Sistem respirator 1. Volum respirator VC (volum curent)=500ml/l V.I.R (volum inspirat de rezervă)= 1500ml/l V.E.R (volum expirat de rezervă)= 10001500ml/l V.R (volum rezidual)=1500ml/l Frecvenţa mişcărilor respiratorii în repaus(F.R): ♀:16/min ♂:18/min D.V (debit ventilator)= V.C * F.R C.V (capacitatea vitală)= V.C+V.I.R+V.E.R C.V=3500 ml/l C.P.T(capacitatea pulmonară totală)= C.V+V.R C.P.T=5000ml/l 2. Calculaţi capacitatea pulmonară totală şi numărul de minute necesare pentru a epuiza aerul dintr-un recipient cu o capacitatea de 5l, când se respiră normal, ştiind că: V.E.R= 1500 ml şi V.I.R= 2500 ml. - Volumul rezidual este de trei ori mai mare decât volumul current. Frecvenţa respiratorie este de 16 respiraţii pe minut. Rezolvare: C.P.T= C.V+V.R= V.C + V.I.R + V.E.R + 3*V.C= 500+4000+1500= 6000 ml aer V.C= 500 ml = 0,5 l; 5 l/0,5 l= 10 respiraţii; 10/16= 0,63 min.
Profesor Maria-Magdalena Ungureanu
3
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
SUBIECTE DE CHIMIE PENTRU EXAMENUL DE BACALAUREAT VARIANTA 1 SUBIECTUL I Subiectul A Scrieţi pe foaia de examen termenul din paranteză care completează corect fiecare dintre afirmaţiile următoare: 1. Formula generală CnH2n-2 aparţine unei hidrocarburi aciclice cu o legătură …………… ( dublă / triplă ). 2. În molecula glicerinei sunt …………… atomi de carbon primari ( doi / trei ). 3. Cloroformul are formula moleculară……………( CHCl3 / CH3Cl ). 4. Cisteina este un …………… ( hidroxiaminoacid / tioaminoacid ). 5. Zaharoza este o zaharidă uşor solubilă în …………… ( apă / solvenţi organici ). 10 puncte Rezolvare 1. Triplă 2. Doi 3. CHCl3 4. Tioaminoacid 5. apa Subiectul B Pentru fiecare item al acestui subiect, notaţi pe foaia de examen numai litera corespunzătoare răspunsului corect. Fiecare item are un singur răspuns corect. 1.n- Pentanul şi neopentanul sunt: a. izomeri de catenă b. izomeri de poziţie c. identici d. omologi 2. Prin adiţia HCl la 3-metil-1-butină, în raport molar de 2:1, se obţine majoritar: a. 1,1-dicloro-3-metilbutan b. 1,2-dicloro-3-metilbutan c. 2,2-dicloro-3-metilbutan d. 2-metil-3,3-diclorobutan 3. Policlorura de vinil se obţine prin polimerizarea: a. CH3−CH2Cl b. CH 2= CHCl c. CH3−CH= CHCl d. CH2= CH−CH2Cl 4. Dintre următorii compuşi, este alcool: a. naftalina b. lisina c. glicerina d. cisteina 5. Aminoacizii prezintă grupele funcţionale: a. −NH2 şi −CHO b. −NH2 şi −COOH c. −NO2 şi −COOH d. −NH2 şi −X 10 puncte Rezolvare 1. 2. 3. 4. 5.
a) izomeri de catena c) 2,2 – dicloro-3 metil butan b) CH2 = CHCl c) glicerina b) - NH2 si –COOH 4
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016 Subiectul C Compusul (A), se formează în celulele active ale glandei tiroide şi are formula de structură:
1. Precizaţi o caracteristică structurală a compusului (A). 2. Calculaţi procentul masic de azot din compusul (A). 3. Precizaţi natura atomilor de carbon (1) şi (2) din compusul (A). 4. Scrieţi ecuaţia reacţiei compusului (A) cu etanol (H+). 5. Calculaţi masa de etanol stoechiometric necesară reacţiei cu 0,25 moli compus (A). Mase atomice: H-1;C-12; N-14; O-16; I-127
Rezolvare: 1.– grupare hidroxil – OH de tip fenol
2. µC9H9O3NI2= 433 g/mol
433 g A …….14g N 100g A……x%
3.C 1 primar C2 secundar 4.
5. metanol= 0,25 µ etanol = 0,25 x 46 = 11,5 g metanol= 46 g/mol
5
x=3,23% N
1 punct 2 puncte 2 puncte 2 puncte 3 puncte
Č˜tiiČ›e? Da, Č˜tiinČ›e! – numărul 1/ 2016 SUBIECTUL II Subiectul D CompuĹ&#x;ii cloruraĹŁi obĹŁinuĹŁi din hidrocarburile alifatice au importante aplicaĹŁii practice. 1. ScrieĹŁi ecuaĹŁiile reacĹŁiilor chimice, prin care se obĹŁin din metan: monoclorometan , diclorometan, triclorometan Ĺ&#x;i tetraclorură de carbon. 4 puncte 2. CalculaĹŁi raportul molar metan:clor la intrarea ĂŽn reactor, dacă se obĹŁine un amestec de reacĹŁie care conĹŁine monoclorometan, diclorometan, triclorometan Ĺ&#x;i metan netransformat ĂŽn raport molar 3:2:1:2 . 4 puncte 3. CalculaĹŁi cantitatea de diclorometan care se obĹŁine ĂŽn condiĹŁiile date (punctul 2) din 8,96 m3 metan, măsurat ĂŽn condiĹŁii normale. 2 puncte 4. ScrieĹŁi ecuaĹŁiile reacĹŁiilor chimice, care permit transformarea 2-butenei ĂŽn: a. butan; b. 2-butanol. 4 puncte 5. ScrieĹŁi formula structurală pentru alchena care are denumirea 2,3-dimetil-2-pentenă. 1 punct Rezolvare: 1. CH4 + Cl2 => CH3Cl + HCl CH4 + 2 Cl2 => CH2Cl2 + 2HCl CH4 + 3 Cl2 = >CHCl3 + 3HCl CH4 + 4 Cl2 => CCl4 + 4HCl
Ę‹đ??śđ??ť4 3đ?‘Ľ + 2đ?‘Ľ + đ?‘Ľ + 2đ?‘Ľ 8 4 = = = Ę‹đ??śđ?‘™2 3đ?‘Ľ + 4đ?‘Ľ + 3đ?‘Ľ + đ?‘Ľ 10 5
3. VCH4= 8,96 m3 8,96
Ę‹CH4=22,4 = 0,4 đ??žđ?‘šđ?‘œđ?‘™đ?‘– đ??śđ??ť4 = 400 đ?‘šđ?‘œđ?‘™đ?‘– 3x+2x+x+2x=400 400
8x=400 ďƒ¨ x=
8
= 50 đ?‘šđ?‘œđ?‘™đ?‘–
Ę‹CH2Cl2=2x = 250 = 100 moli CH2Cl2 m=100 x ÂľCH2Cl2= 100 x 85= 8500 g= 8,5 kg CH2Cl2 ÂľCH2Cl2= 85 g/mol
4.a) CH3-CH=CH-CH3 + H2 ďƒ¨CH3-CH2-CH2-CH3 b) CH3-CH=CH-CH3 + HOH ďƒ¨CH3- CH-CH2-CH3 OH 6
butan 2 butanol
Č˜tiiČ›e? Da, Č˜tiinČ›e! – numărul 1/ 2016 5.
Subiectul E Uleiul de măsline conĹŁine Ĺ&#x;i acid oleic. 1. ScrieĹŁi formula de structură a trioleinei. 1 punct 2. a. ScrieĹŁi ecuaĹŁia reacĹŁiei de hidrogenare a trioleinei. 2 puncte b. CalculaĹŁi masa (g) de trioleină care poate fi hidrogenată de 6 moli hidrogen. 3 puncte 3. Metanolul arde uĹ&#x;or, cu o flacără albăstruie. ScrieĹŁi ecuaĹŁia reacĹŁiei de ardere a metanolului. 2 puncte 4. CalculaĹŁi volumul de dioxid de carbon (c.n.) degajat prin arderea a 80g metanol. 3 puncte 5. Un procedeu de obĹŁinere a acidului acetic (aplicat industrial) constă ĂŽn scurgerea unor soluĹŁii alcoolice diluate (ĂŽn care se dizolvă substanĹŁe hrănitoare pentru bacterii) peste talaĹ&#x;i de fag aflat ĂŽn butoaie bine aerisite. a. ScrieĹŁi ecuaĹŁia reacĹŁiei de fermentaĹŁie acetică a etanolului. 2 puncte b. CalculaĹŁi masa etanolului necesar stoechiometric obĹŁinerii a 600g acid acetic. 2 puncte Mase atomice: H-1;C-12; O-16; Cl-35,5. Rezolvare : 1. CH2OCO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7 - CH3 CH2-OCO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7 - CH3 CH2-OCO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7 - CH3 2. a) CH2-OCO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7 - CH3 CH2OCO-(CH2)16-CH3 CH-OCO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7 - CH3 + 3H2ďƒ¨ CH2OCO-(CH2)16-CH3 CH2-OCO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7 - CH3 CH2OCO-(CH2)16-CH3 trioleina Tristearina b) 1 mol trioleina‌‌..3 moli H2 X moli trioleina‌‌..6 moli H2
x= 2 moli trioleina
đ?‘š
Ę‹= Âľ ďƒ¨m= Ę‹ Âľ = 2 x 884=1768 g trioleina Âľtrioleina=884 g/mol 3
3. CH3OH + 2 O2 ďƒ¨ CO2 + 2 H2O 80 g xl 3 4. CH3OH + 2 O2 ďƒ¨ CO2 + 2 H2O 32 g
22,4 l 7
Č˜tiiČ›e? Da, Č˜tiinČ›e! – numărul 1/ 2016 80 đ?‘Ľ 22,4
x=
32
= 56 đ?‘™ đ??śđ?‘‚2
xg 600 g 5.a) CH3-CH2-OH + 2 [O] ďƒ¨CH3COOH + H2O 46 g 60 g b) ÂľCH3COOH= 60 g/mol ÂľC2H5OH= 46 g/mol
46 đ?‘Ľ 600
x=
60
= 460 đ?‘” đ??śđ??ť3 đ??śđ??ť2 đ?‘‚đ??ť
SUBIECTUL III Subiectul F Proteinele Ĺ&#x;i zaharidele sunt compuĹ&#x;i organici cu acĹŁiune biologică. 1. ScrieĹŁi formula de structură pentru o tripeptidă P care conĹŁine glicină, valină Ĺ&#x;i serină ĂŽn raport molar de 1:1:1. 2 puncte 2. ScrieĹŁi ecuaĹŁiile reacĹŁiilor prin care se pot obĹŁine pornind de la glicină: a. glicil- Îą-alanina; b. Îą-alanil- glicina. 4 puncte 3. ComparaĹŁi solubilitatea ĂŽn apă a glicinei cu aceea a n-alcanului cu acelaĹ&#x;i număr de atomi de carbon; explicaĹŁi răspunsul. 3 puncte 4. Prin policondensarea unei forme a glucozei se formează amidon. a. PrecizaĹŁi două surse de amidon. 2 puncte b. ScrieĹŁi o formulă de structură aciclică a glucozei. 2 puncte 5. PrecizaĹŁi o metodă de identificare a amidonului ĂŽn laborator. 2 puncte Rezolvare: 1. NH2-CH2-COOH + CH3-CH-CH-COOH + CH2-CH-COOHďƒ¨
CH3 NH2
OH NH2
ďƒ° NH2-CH2-CO-NH-CH-CO-NH-CH-COOH CH3-CH-CH3
CH2-OH
CH3
2. a) NH2-CH2-COOH + CH3-CH-COOH ďƒ¨NH2-CH2-CO-NH-CH-COOH NH2
glicil-Îą alanine gli- Îąala
b) CH3-CH-COOH + NH2-CH2-COOH ďƒ¨CH3-CH-CO-NH-CH2-COOH NH2
NH2
ι alanil glicina Α ala-gli
3. Glicina este mai solubilă ĂŽn apa decât etanul deoarece cele două grupări ale glicinei au caracter chimic opus una bazică Č™i una acidă. N+H3-CH2-COO- solubilitatea este mare datorită structurii de amfion. 8
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016 4.a) cartof, cereale b)
5.Cu I2 : colorație albastră Subiectul G2 (obligatoriu numai pentru NIVELUL II) 1. Reacţia de nitrare reprezintă procesul chimic prin care se introduc în molecula unui compus organic una sau mai multe grupări nitro. Precizaţi condiţiile în care are loc reacţia de nitrare a benzenului. 2 puncte 2. Scrieţi ecuaţiile reacţiilor corespunzătoare transformărilor: a. toluen → trinitrotoluen; b. benzen → 1,3-dinitrobenzen; c. naftalină → mononitronaftalină. (Se pot utiliza formule moleculare). 6 puncte 3. Calculaţi masa de mononitronaftalină care se obţine din 1,6 t naftalină de puritate 80%, la un randament de 90%. 4 puncte 4. Precizaţi caracterul acido-bazic al fenolului. 1 punct 5. Scrieţi ecuaţia unei reacţii care să evidenţieze caracterul acido-bazic al fenolului. 2 puncte Mase atomice: H-1;C-12; N-14; O-16 Rezolvare: NO2 + HONO2
1.
Benzen
+ H 2O
mononitrobenzen
2. a) Toluen => trinitrotoluen CH3
CH3 + 3 HONO2NO2-
- NO2 + 3H2O
NO2 2,4,6 trinitrotoluen 9
Č˜tiiČ›e? Da, Č˜tiinČ›e! – numărul 1/ 2016
NO2 + 2HONO2 ďƒ¨
b)
NO2 + 2H2O
c) naftalina => mononitronaftalina NO2 + HONO2 ďƒ¨
+ H2O Îą nitronaftalina
đ?‘šđ?‘?
3. p= đ?‘šđ?‘Ą 100
mp =
đ?‘? đ?‘Ľ đ?‘šđ?‘Ą 100
=
1,6 đ?‘Ľ 80 100
1280 kg
= 1,28 t naftalina= 1280 kg naftalina
x kg
1 mol naftalina ‌‌‌‌1 mol ι nitronaftalina 128 kg
173 kg
¾naftalina=128 g/mol ¾ι nitronaftalina=173 g/mol 1280 � 173
x=
128 đ?‘?đ?‘?
= 1730 đ?‘˜đ?‘” đ?‘Žđ?‘™đ?‘“đ?‘Ž đ?‘›đ?‘–đ?‘Ąđ?‘&#x;đ?‘œđ?‘›đ?‘Žđ?‘“đ?‘Ąđ?‘Žđ?‘™đ?‘–đ?‘›đ?‘Ž
Ρ= đ?‘?đ?‘Ą đ?‘Ľ 100 => đ?‘?đ?‘? =
đ?‘?đ?‘Ą đ?‘Ľ Ρ 100
=
90đ?‘Ľ1730 100
= 1557 kg
4.Caracterul bazic al fenolului cedeaza H+ de la gruparea –OH 1
5. C6H5 -OH + Na => C6H5-O-Na+ + 2 đ??ť 2 C6H5 -OH + NaOHďƒ¨ C6H5-O-Na+ + H2O
Profesor Valentina Pavăl
10
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Formarea imaginii unui obiect într-un sistem optic format din lentilă şi oglindă Considerăm un obiect liniar, aşezat transversal pe axa optică principală la distanţa x1 0 de lentila subțire. Imaginea I1 formată de lentilă va deveni obiect O2 pentru oglindă: 1 1 1 xf x2 1 lent x2 x1 flent x1 flent x1 x2 D , unde x1 poate fi pozitiv pentru un obiect virtual, iar D distanţa lentilă- oglindă xR 1 1 1 2 x2 1 og . x2 x1 f og Rog 2 x1 Rog
1 1 1 , unde semnul ) x2 x1 flent minus apare deoarece în construirea imaginii, prin schimbarea sensului de propagare a x1 f lent luminii, se foloseşte focarul din stânga al lentilei x2 . x1 f lent Din desen se observă că x1 x2 D . Înlocuind x2 în x1 şi ultima în x2 , se calculează poziţia imaginii finale prin sistemul optic lentilă-oglindă-lentilă. Imaginea I 2 devine obiect O3 pentru lentilă (
11
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
În cazul particular când lentila este alipită oglinzii (D=0) atunci:
1 1 1 ; x1 x2 ; x2 x1 flent
1 1 1 2 ; x1 x2 ; x2 x1 f og Rog (
1 1 1 ) x2 x1 flent
1 1 1 1 2 2 Csist Cog 2Clent (Cog 2Clent ) (*) f x2 x1 f og f lent f og lent
Csist Cog 2Clent , unde Cog
Clent
1 2 (negativă pentru oglinzi convexe şi pozitivă pentru oglinzi concave) f og Rog
1
( negativă pentru lentile divergente şi pozitivă pentru lentile convergente) flent 1 1 1 x2 x1 f sist
Exemple : a) într-o oglindă concavă cu raza R =-50 cm se află o peliculă subţire de apă cu n=1,33. Obiectul situat la o distanţă foarte mare formează imaginea finală la x2 2 2n 1 ; Csist Cog 2Clent pozitivă, deoarece R este Clent (n 1) ; Cog R Rog R negativă;
1 1 Csist x2 0,18m x2
b) o lentilă subţire plan-concavă cu n=1,5 este argintată pe faţa concavă cu raza R=50 cm. Dacă obiectul este plasat la distanţa de x1 =-50 cm în faţa lentilei, atunci imaginea finală se obţine la x2 dată de relaţia(*) ; x2 =12,5 cm
profesor Georgeta Balaban
12
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Probleme de termodinamică 1. Un kmol de gaz ideal monoatomic parcurge transformarea ciclică din figură cu p 2 3 p1 , p3 2 p1 , T1 300K (ln1,5=0,4). a) determinaţi căldura primită în decursul acestei transformări b) determinaţi căldura cedată în decursul acestei transformări
Rezolvare:
1 : p1 ,V1 , T1 , 2 : 3 p1 ,V1 , T2 , 3 : 2 p1 ,V2 , T2 , 4 : p1 ,V2 , T3, p1 3 p1 (1 p) T2 3T1 (0,5p) T1 T2 gazul primeşte căldura Q1 2 CV (T2 T1 ) 2C v T1 (1p) V 3 2-3 transformare izotermă (0,5p) 3 p1V1 p3V2 (1 p) 2 (0,5p) V1 2 V 3 gazul primeşte căldura Q23 RT2 ln 2 3RT1 ln (1p) V1 2 2 p1 p1 3T 3-4 transformare izocoră (0,5p) (1 p) T2 2T3 T3 1 (0,5p) T2 T3 2 3T gazul cedează căldura Q34 CV (T3 T2 ) CV 1 (1p) 2 4-1 transformare izobară (0,5p) T cedează căldura Q41 C P (T1 T3 ) C P 1 (1p) 2 3R 5R si C P (0,5 p ) gazul este monoatomic CV 2 2 a) căldura primită pe întreg ciclul este: 3 Q1 Q1 2 Q2 3 (0,5 p ) Q1 3RT1 (1 ln ) 104,7 105 J (1p) 2 b) căldura cedată pe întreg ciclul este: 14RT1 Q2 Q3 4 Q4 1 (0,5 p ) Q2 87,25 105 J (1p) 4 1-2 transformare izocoră (0,5p)
13
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
2. Într-un cilindru închis cu lungimea l=1m şi secţiunea S=20 cm 2 , plin cu oxigen se află un piston mobil de grosime neglijabilă. Pistonul se află la mijlocul cilindrului, iar gazul aflat în cele două compartimente se află la 0 0 C şi presiune atmosferică normală p 0 =101,3 Kpa. a) se deplasează pistonul cu d=40cm faţă de poziţia iniţială. Ce presiune are gazul în fiecare compartiment? b) ce forţă trebuie să acţioneze asupra pistonului pentru a-l menţine în noua poziţie? c)ce masă de oxigen trebuie să iasă din compartiment pentru ca pistonul lăsat liber să nu se deplaseze? J kg 32 Se cunosc R 8310 kmol K kmol Rezolvare: a) oxigenul din fiecare compartiment suferă o transformare izotermă p0 S 0
p0 l l l p 2 S 0 ( d ) (4 p) p1 506,5 103 Pa 2 2 l 2d
b) pentru ca pistonul să rămână nemişcat trebuie acţionat cu F F2 F1 F ( p 2 p1 ) S 0 F 900N
c) pentru ca pistonul să nu se mişte când este lăsat liber trebuie ca din compartimentul cu presiune mai mare să iasă oxigen până când se egalează presiunile p S l l m0 RT0 (4 p) m0 0 0 14,28 10 4 kg 2 2 RT0 l 2d m1 l 2d în starea finală p1 S 0 RT0 (4 p) m1 m0 2 l 2d
în starea iniţială p0 S 0
masa de oxigen care părăseşte compartimentul m m0 m1 (1 p ) m m0
4d m 12,69 10 4 kg l 2d
Profesor Georgeta Balaban
14
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Abordarea intra-, inter-, transdisciplinară a conținuturilor la lecțiile de biologie În contextul societăţii româneşti moderne, se impune înzestrarea elevului cu un ansamblu structurat de componente de tip funcţional. Învăţământul liceal trebuie să corespundă cerinţelor sociale exprimate în termeni de achiziţii finale, uşor evaluabile. Din această perspectivă, finalităţile liceului propun formarea unui absolvent în măsură să decidă asupra propriei cariere, să contribuie la articularea propriilor trasee de dezvoltare intelectuală şi profesională şi să se integreze activ în viaţa socială. Liceul trebuie să asigure adolescentului: * Formarea capacităţii de a reflecta asupra lumii, de a formula şi de a rezolva probleme pe baza relaţionării cunoştiinţelor din diferite domenii; * Valorizarea propriilor experienţe, în scopul unei orientări profesionale optime pentru piaţa muncii şi/sau pentru învăţământul superior ; * Dezvoltarea capacităţii de integrare activă în grupuri socio-culturale diferite: familie, mediu profesional, prieteni, etc; * Dezvoltarea competenţelor funcţionale esenţiale pentru reuşita socială: comunicare, gândire critică luarea deciziilor, prelucrarea şi utilizarea contextuală a unor informaţii complexe; * Cultivarea expresivităţii şi a sensibilităţii în scopul împlinirii personale şi a promovării unei vieţi de calitate; * Formarea autonomiei morale. Pe parcursul primelor cicluri de scolarizare (de dezvoltare, de observare și orientare) se dorește realizarea unei culturi generale, care va fi ulterior urmată de studii de aprofundare și specializare. Iată deci, necesitatea unei abordări inter-, trans- și intradisciplinare în lecțiile de biologie, care se concretizează în limbajele, metodele și mijloacele abordate. 1.Abordarea intradisciplinară (interdisciplinară orizontală) se referă la realizarea unor corelații între ramurile biologiei : -între zoologie și anatomia umană ( funcțiile organismului, alcătuirea corpului la mamifere); -între botanică și genetică (caracteristicile descendenților vegetali); 2.Abordarea interdisciplinară (verticală) a. internă ( în cadrul aceleiși arii curriculare): - interrelatii cu matematica: demonstrarea statistică a legilor ereditații, evidențierea unor simetrii, proporții (formule florale, diagrame florale), calcularea volumelor respiratorii.; - interrelatii cu chimia: evidențierea compoziției chimice a sangelui, urinei, solului , a sevelor brută și elaborată, formule chimice ale hormonilor; - interrelatii cu fizica: influența gravitației asupra plantelor ( geotropisme, fototropisme, nastii), noțiuni de hidrodinamică și aerodinamică ( deplasarea viețuitoarelor acvatice și aeriene), sistemul de pârghii ( funcționarea oaselor și mușchilor), noțiuni de optică și acustică aplicate în lecțiile privind fiziologia ochiului, urechii; b.externă (cu discipline din alte arii curriculare): - geografie: influența climatului, a poziției geografice, a substratului asupra răspândirii organismelor și fenomenele de adaptare ale acestora; -informatică: urmărirea la calculator a desfășurării unor procese fiziologice, precum circulația sângelui, disecții virtuale, teste și jocuri interactive la calculator; 15
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016 -desen (arta plastică): interiorizarea morfologiei unor componente complexe sau care au dimensiuni microscopice (alcătuirea internă a celulei, țesuturilor, măduvei spinării, inimii) -psihologie: procese corticale (învățarea, judecata, atenția); -limba latină, greacă: denumiri științifice; - educatie fizică: argumente pentru realizarea exercițiilor fizice, conexiuni în lecțiile de fiziologie și igienă; - educație civică: argumente pentru un comportament ecologic; 3.Abordarea transdisciplinară se referă la intersectarea noțiunilor din mai multe domenii și concretizarea lor în științe de granită, apoi în noi discipline: biochimie, biofizică, biogeografie, paleontologie, arheozoologie; Conexiunile în cadrul acestor abordări sunt reciproce, noțiunile de biologie fiind transferate în slujba altor discipline: studiul naturii reprezintă o sursă de inspirație pentru arta plastică, muzicală. Condițiile unei astfel de activități sunt legate de cultura pluridisciplinară a profesorului, de colaborarea cu alte cadre didactice în planificarea și proiectarea lecțiilor cu teme comune, a disciplinelor opționale. Programele de CDŞ fiind mult mai flexibile din punctul de vedere al unităţilor de conţinut, pot fi structurate cu uşurinţă inter şi/sau transdisciplinar astfel încât permit abordarea unităţilor de conţinut din perspectivă inter si transdisciplinară având drept avantaj: dezvoltarea la elevi a gândirii logice, realizarea de conexiuni între informaţiile provenite din diferite domenii, deprinderi de lucru în grup şi individual, dezvoltarea creativităţii, utilizarea informaţiilor media, documentarea prin accesul la Internet etc. Să considerăm de exemplu tema „Marea Neagră” abordată din perspectiva mai multor discipline: - al geografiei: aşezare pe glob, influenţe climatice, caracteristicile reliefului submarin - al fizicii: variaţiile nocturne şi diurne ale temperaturii, mareele. Variaţia presiunii cu adâncimea, anomalia apei care explică supravieţuirea plantelor şi a animalelor în timpul iernii. - al biologiei: speciile de plante şi vieţuitoare care populează apele Mării Negre, adaptarea la mediul de viaţă, specii pe cale de dispariţie etc. - al chimiei: salinitatea apei de mare, comparaţie cu gradul de salinitate al altor mări de pe glob, metode de determinare a concentraţiilor soluţiilor de sare etc . In cadrul acestei teme se vor relaţiona aspectele caracteristice fiecăreia dintre disciplinele considerate şi influenţele pe care le exercită una asupra celeilalte. O astfel de abordare inter şi/sau transdisciplinară a unităţilor de conţinut din programele şcolare sau din programele de CDŞ după care se lucrează la clasă, are valenţe pozitive atât din punct de vedere al înţelegerii conţinutului ştiinţific de către elevi cât şi prin valorile şi atitudinile pe care reuşeşte să le formeze acestora, cum ar fi: * Dezvoltarea unei gândiri deschise, creative şi a unui spirit de obiectivitate şi imparţialitate * Dezvoltarea independenţei în gândire şi acţiune * Manifestarea iniţiativei şi a disponibilităţii de a aborda sarcini variate * Manifestarea curiozităţii ştiinţifice şi stimularea imaginaţiei, etc. Instruirea interdisciplinară sau cea transdisciplinară presupune o serie de interacţiuni care se manifestă prin: * Preluarea de metode, de cunoştinţe sau a unui limbaj specific unei anumite discipline; * Descrierea în paralel a aceluiaşi fenomen sau a unor aspecte diferite ale aceluiaşi fenomen; * Oferirea de cunoştinţe necesare în alte discipline. Profesor Romeo – Cristian Marc 16
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
SAVANȚI CE NE INSPIRĂ Arhimede Arhimede a fost un om de stiinţă care şi-a dedicat întreaga viaţă matematicii şi fizicii şi care a început să-şi pună cunoştinţele în practică. S-a născut la Siracuza în anul 287. A învăţat în Alexandria egipteană, cea mai renumită şcoală a lumii antice. Era un filosof, matemetician și un bun observator, interesat de ştiinţele naturii. Interesul lui s-a extins asupra mai multor domenii, clasându-l printre cei mai de seamă oameni de ştiinţă din istorie. Era în stare să îmbine logica matematicii cu cercetările practice şi de aceea se spune despre el că a fost un om de ştiinţa care şi-a depăsit contemporanii, premergatorul lui Galileo Galilei. Conform scrierilor marilor istorici, din anecdotele despre viaţă sa ştim că nu obosea niciodată în studiul său. Datorită lui, mecanica a devenit cu adevarat o ramură a ştiinţei. Mecanismele au devenit unelte care foloseau la uşurarea muncii oamenilor. Arhimede era un om care se concentra asupra calculelor sale atât de mult că, atunci când romanii au cucerit oraşul şi un soldat a venit la casa lui cu porunca să-l urmeze, el a i-a propus să aştepte să termine de demonstrat o ecuaţie geometrică la care tocmai lucra. Soldatul şi-a pierdut răbdarea şi l-a omorât. Invenții „Un corp scufundat într-un fluid este împins de jos în sus de către fluid, cu o forță egală cu greutatea volumului de fluid deslocuit de acel corp”. Aşa sună legea lui Arhimede pe care am studiat-o în gimnaziu la orele de fizică. Ştiți însă de la ce a plecat enunţarea acestei legi? De la o simplă nedumerire a regelui Hieron al-II-lea. Acesta a dorit să afle dacă o coroană pe care a comandat-o a fost realizată integral din aur, fără să o distrugă. Arhimede s-a gândit la rezolvarea problemei în timp ce făcea baie în cadă şi a realizat că, cu cât intra mai mult în cadă, cu atât apa se revarsa în afara căzii. În acest fel a dedus că poate afla volumul coroanei şi, implicit, densitatea acestuia (raportul dintre masa şi volumul corpului).
17
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016 Arhimede a calculat densitatea coroanei şi a constantat că aceasta este mai mică decât densitatea aurului. Practic, coroana de aur era confecţionată de fapt din aur şi argint. Acelaşi rege Hieron al-II-lea i-a cerut lui Arhimede să realizeze o corabie cu scop multiplu: navă de război, transport de alimente sau chiar navă de croazieră. Principala problemă de construcţie a fost generată de faptul că o cantitate mare de apă se scurgea prin carenă (partea exterioară a corpului unei nave, care se găseşte sub linia de plutire). Soluţia a fost construcţia unui şurub rotativ montat în interiorul unui cilindru. În prezent, principiul de funcţionare al şurubului lui Arhimede este folosit inclusiv pentru pomparea lichidelor sau chiar a substanţelor solide precum cărbunii. Ghiara lui Arhimede este o armă care se spune că a fost proiectată pentru apărarea orașului Siracuza. Cunoscută și sub denumirea de mașina de scuturat corăbii, gheara semăna cu un braț de macara de care erau suspendate cârlige cu care putea înșfăca navele din apropiere zdruncinându-le puternic sau chiar scufundându-le. S-au efectuat și experiențe moderne pentru a demonstra fezabilitatea ghiarei, iar în 2005, într-un documentar intitulat Superweapons of the Ancient World, a fost reconstituită versiunea ghiarei, concluzionându-se că aceasta este un dispozitiv care funcționează. Una dintre cele mai controversate invenţii ale lui Arhimede este legată, de fapt, de o tehnică inedită de luptă. Se spune că, în timpul unui asediu asupra Siracuzei, Arhimede a folosit o oglindă pentru a direcţiona soarele spre navele inamice realizate din lemn. Practic, acest dispozitiv reflecta razele Soarelui spre corăbii până când lemnul lua foc. Totuşi, de mia multe ori s-a încercat reproducerea acestei invenţii cu materialele care existau la vremea respectivă, însă toate încercările au eşuat. Motivul? Lemnul se aprinde singur doar la temperaturi de peste 300 de grade, dificil de atins prin simpla utilizare a unei oglinzi care să redirecţioneze razele soarelui.
Culbece Paula – Andreea - clasa a X a B
18
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
George Emil Palade George Emil Palade a fost un medic şi om de ştiinţă american de origine română, specialist în domeniul biologiei celulare, laureat în 1974 al premiului Nobel pentru fiziologie şi medicină. În 1986 i-a fost conferită în Statele Unite „National Medal of Science” în biologie pentru: „descoperiri fundamentale (de pionierat) în domeniul unei serii esenţiale de structuri supracomplexe, cu înaltă organizare, prezente în toate celulele vii”. S-a născut la Iaşi în 1912, într-o familie de profesori care locuia pe strada Sărăriei. La vârsta de 7 ani, şi-a început pregătirea şcolară la Şcoala „Mihail Kogălniceanu” din Iaşi, unde a învăţat timp de trei ani (1919-1922). Pe peretele şcolii, lângă intrare, a fost amplasată o placă memorială cu următorul text: „În această şcoală, între 1919 - 1922, şi-a început drumul spre ştiinţă GEORGE EMIL PALADE, medic de origine română, născut la Iaşi, pe stradela Sărăriei, la 19.XI.1912. Descoperirile sale reprezintă eforturile susţinute în domeniul cercetării fundamentale în biologie şi medicină, eforturi apreciate de Comunitatea ştiinţifică internaţională, prin acordarea în 1974 a Premiului Nobel, ceea ce conferă un prestigiu strălucit ştiinţei şi culturii româneşti.” În 1930 s-a înmatriculat ca student la Facultatea de Medicină a Universităţii din Bucureşti, pe care absolvit-o în 1940, obţinând titlul de doctor în medicină cu o teză asupra unor probleme de structuri histologice. În perioada 1942-1945, Palade a servit în Corpul Medical al Armatei Române. În 1946 s-a căsătorit cu fiica industriaşului Nicolae Malaxa, Irina Malaxa, cu care a avut doi copii: o fiică, Georgia Palade Van Dusen, şi un fiu, Philip Palade. A plecat cu soţia sa în Statele Unite ale Americii, unde a fost angajat pe post de cercetător la Universitatea Rockefeller din New York. Acolo l-a întâlnit pe Albert Claude, omul de ştiinţă care i-a devenit mentor. Claude lucra la Rockefeller Institute for Medical Research şi l-a invitat pe Palade să lucreze împreună cu el în departamentul de patologie celulară. George Palade a realizat importanţa excepţională a microscopiei electronice şi a biochimiei în studiile de citologie. Cum nu era biochimist, a iniţiat o colaborare cu Philip Siekevitz. Împreună au combinat metodele de fracţionare a celulei cu microscopie electronică, producând componenţi celulari care erau omogeni morfologic. Analiza biochimică a fracţiunilor mitocondriale izolate a stabilit definitiv rolul acestor organite subcelulare ca un component major producător de energie. Cel mai important element al cercetărilor lui Palade a fost explicarea mecanismului celular al producţiei de proteine. A pus în evidenţă particule intracitoplasmatice bogate în ARN, la nivelul cărora se realizează biosinteza proteinelor, numite ribozomi sau corpusculii lui Palade. Împreună cu Keith Porter a editat revista „The Journal of Cell Biology”, una dintre cele mai importante publicaţii ştiinţifice din domeniul biologiei celulare. În 1961 G. E. Palade a fost ales membru al Academiei de Ştiinte a SUA. În 1973 a părăsit Institutul Rockefeller, transferându-se la Universitatea Yale, iar din 1990 a lucrat la Universitatea din San Diego (California). Profesor Maria- Magdalena Ungureanu
19
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Stephen Hawking Stephen Hawking este un fizician englez, teoretician al originii universului și unul dintre cei mai mari cosmologi contemporani, profesor la catedra de Matematică la Universitatea Cambridge. Stephen Hawking s-a născut în ziua când se împlineau 300 de ani de la moartea lui Galileo Galilei. Și-a făcut educația la St. Albans School (Hertfordshire) și la University College (Oxford). În 1962 - la vârsta de 20 de ani - obține titlul de Doctor în Fizică la Trinity Hall din Cambridge, unde își începe activitatea didactică și științifică. Lupta cu boala și infirmitatea În 1963, la vârsta de 21 de ani, Hawking observă pentru prima dată o slăbiciune a mușchilor. În urma unui examen medical, se constată o boală progresivă de neuron motor, afecțiune cunoscută sub numele de Scleroză laterală amiotrofică. I se dau maximum 2 ani de trăit. Hawking nu cedează, continuând să lucreze, în ciuda agravării continue a invalidității. Paralizia progresează și, cu timpul, devine complet imobilizat, își pierde vocea și este constrâns să comunice cu ajutorul unui computer sofisticat (conceput special pentru el de un prieten), care poate fi controlat cu mișcări ale capului și globilor oculari, la o viteză de cincisprezece cuvinte pe minut! Infirmitatea nu îl poate împiedica să își continue activitatea didactică și științifică. În data de 20 aprilie 2009, Universitatea Cambridge a declarat că Hawking este „foarte bolnav”, și a fost internat la spitalul Addenbrooke. A două zi s-a declarat că starea lui este stabilă, dar pentru observație și o recuperare integrală, este în continuare ținut la spital. Activitatea științifică Principalele domenii de cercetare sunt cosmologia teoretică, relativitatea generală și mecanica cuantică. În anii 1965-1970 elaborează un model matematic asupra originii și evoluției universului în expansiune, din momentul „marii explozii" inițiale ("The Big Bang") și întreprinde studii asupra relației dintre găurile negre din univers și termodinamică, emițănd teoria cunoscută sub numele de Paradoxul informațional al găurilor negre. Foarte populare sunt cărțile sale de popularizare a științei, pentru nespecialiști: A Brief History of Time, 1988 (publicată în limba română sub titlul Scurtă istorie a timpului, 2004), Einstein's dream, 1993 (Visul lui Einstein și alte eseuri), The Universe in a Nutshell, 2001(Universul într-o coajă de nucă, 2004) și A briefer history of time, în colaborare cu Leonard Mlodinow, 2005 (O mai scurtă istorie a timpului). Isachi Crina Ilinca - Clasa a-X-a B 20
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Charles Augustin de Coulomb Charles Augustin de Coulomb s-a născut la data de 14 iunie 1736 in Angouleme, Franța. Învață la Colegiul celor patru națiuni, cunoscut mai mult sub numele de Colegiul Mazarini, unde matematica se studia la un nivel foarte înalt. Pasionat de matematică, Charles frecventa, în paralel, orele de matematică de la colegiul Regal din Paris. După absolvirea Colegiului, Charles a plecat la Montpellier unde a prezentat trei memorii la matematică și tot trei la astronomie la activitățile Societății științifice din localitate. Începând cu anul 1760, Coulomb își continuă studiile la Școala de Geniu din Mezières, considerată la timpul respectiv una din cele mai bune școli superioare care pregătea ingineri militari. Ca profesor de fizică l-a avut pe Jean Antoine Nollé (1700-1770), primul care a observat difuzia în lichide și a inventat electroscopul. După absolvire a activat ca inginer militar pentru Franța în Indiile de Vest, dar s-a retras la Blois, Franța în timpul Revoluției Franceze pentru a continua cercetările în magnetism, frecare și electricitate. A fost un fizician francez, cunoscut pentru descoperirea legii lui Coulomb: definiția forței electrostatice de atracție sau respingere. În prima sa lucrare „Cu privire la aplicarea regulilor maximelor și minimelor în unele probleme de statică cu aplicare în arhitectură”, Coulomb a expus rezultatele cercetărilor experimentale și teoretice legate cu activitatea de zi cu zi. Ele reflectă probleme din domeniul rezistenței materialelor, în particular, a teoriei încovoierii barelor, a calculelor arcadelor ş.a. Lucrarea a fost prezentată la ședințele Academiei Franceze din martie și aprilie 1773, unde a fost înalt apreciată. Balanța de torsiune este un dispozitiv care măsoară forțele electrice, magnetice sau gravitaționale foarte mici prin măsurarea unghiului cu care un braț se rotește, producând torsiunea firului de care este suspendată tija ce conține corpurile care interacționează. El a fost întâi proiectat de geologul englez John Michell și a fost îmbunătățit de chimistul și fizicianul britanic Henry Cavendish. Aparatul a fost reinventat de Charles Augustin de Coulomb care l-a folosit pentru studiul atracției câmpului electric și magnetic. Cu această invenție, în 1777 Coulomb a putut formula principiul cunoscut ca Legea lui Coulomb, care guvernează interacțiunea dintre sarcinile electrice. După război Coulomb a revenit din pensie și a ajutat noul guvern în definirea unui sistem metric pentru greutăți si măsuri. Unitatea sarcinii electrice, coulombul, a fost numită în onoarea lui. Meritele științifice ale lui Coulomb au fost apreciate la nivelul cuvenit de către posteritate. Legea interacțiunii sarcinilor electrice punctiforme poartă numele de legea lui Coulomb, în fizică s-au înrădăcinat termenii interacțiune coulombiană, câmp coulombian, forțe coulombiene, potential coulombian. În 1881, la Congresul mondial al electricienilor care s-a desfășurat la Paris a fost luată decizia unanimă de a acorda numele lui Coulomb unității de sarcină electrică. Astfel, Coulomb face parte din pleiada de fizicieni al căror nume îl poartă legi și unități ale mărimilor fizice. Apostoia Tania Ștefana-Clasa a X-a B
21
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Fundamentarea sistemului heliocentric La începutul secolului al XVI-lea - începutul erei moderne - majoritatea ideilor privind universul erau bazate pe teoriile gânditorului grec Aristotel (384 - 322 i.e.n.) şi pe completările aduse de astronomul grec Ptolemeu (secolul al II-lea e.n.). Scrierile greceşti şi romane aveau o influenţă puternică in ţările din vestul continentului, mai ales dacă Biserica le considera acceptabile. Acest lucru era valabil şi pentru descrierea dată de Ptolemeu cerurilor; el susţinea că Pământul se află în centrul sistemului solar - la fel cum creştinii credeau că întreaga istorie se construieşte în jurul dramei păcatului şi a salvării omului. Potrivit lui Ptolemeu, Soarele, Luna şi restul planetelor se roteau în jurul Pământului, care era fix. Când observaţiile astronomice au venit în contradicţie cu ideile lui Ptolemeu, traiectoriile planetelor au fost regândite - într-o manieră ingenioasă şi complicată - astfel încât să se potrivească totuşi teoriei. Nu toţi gânditorii greci erau de acord cu Ptolemeu, care susţinea că Soarele se roteşte în jurul Pământului; totuşi teoriile sale au rămas în picioare de-a lungul Evului Mediu. Prima alternativă bine demonstrată a aparţinut lui Nicolaus Copernic (1473-1543), un savant polonez, născut la Torun. Fiind canonic la o catedrală din Frauenburg, Copernic a avut posibilitatea să-şi petreacă cea mai mare parte a vieţii efectuând diverse studii şi cercetări. Deşi existau şi membri ai Bisericii Catolice care nu s-au opus acestor noi idei, Copernic a realizat singur că teoriile sale ar putea genera reacţii adverse. De aceea, el a amânat mult timp publicarea cărţii sale „Despre mişcările de revoluţie ale corpurilor ceresti”; se spune, că abia în ultimele zile ale vieţii sale i-a fost dat să vadă o copie a acestei carţi. De fapt, Copernic prezenta o imagine nouă şi revoluţionară a universului, susţinând că Soarele e centrul universului, iar planetele se rotesc in jurul său. Nici Pământul nu facea excepţie de la această regulă: în fiecare an efectua o mişcare de revoluţie în jurul Soarelui şi zilnic o mişcare de rotatie in jurul axei proprii. Pentru prima oară s-a lansat ideea că Luna e un satelit al Pământului, el a aranjat planetele în ordinea reală, cu Mercur cel mai aproape de Soare si Saturn cel mai departe. (Uranus, Neptun si Pluto nu fuseseră încă descoperite.) Deşi noul sistem avea numeroase avantaje, el prezenta şi puncte slabe: Copernic pornise de la ipoteza că planetele urmau o traiectorie circulară şi din această cauză sistemul său era aproape la fel de complicat ca şi cel ptolemeic. Sistemul solar nu numai că era în contradicţie cu simţul comun, dar existau împotriva lui şi o mulţime de obiecţii la care nici învăţaţii nu puteau răspunde. În special se punea întrebarea cum putea Pământul să se învârtească fără a produce un vânt puternic sau a face să devieze un proiectil de la traiectoria sa. Ideea că Pământul se învârte nu era nouă, ea datând de la începutul astronomiei greceşti şi a fost formulată de Aristarh în secolul al III î.e.n. şi a existat întotdeauna ca o alternativă, deşi paradoxal absurdă, a părerii că stelele se mişcă. Paradoxul consta în aceea că era „evident” că Pământul nu se mişcă, în timp ce mişcarea Soarelui, Lunii şi stelelor „se puteau vedea bine”. Ideea unui univers deschis, din care Pământul este doar o parte neânsemnată, a zguduit vechea concepţie despre sferele concentrice, închise, de cristal, create şi menţinute în mişcare de Dumnezeu. Cel mai înflăcărat adept al teoriei lui Copernic a fost Giordano Bruno, care a fost închis opt ani de Inchiziţie şi ars pe rug pentru erezie. El a fost un martir al ştiinţei şi al libertăţii de gândire, deoarece şi-a susţinut până la capăt dreptul de a trage din datele ştiinţifice orice concluzii ar fi găsit de cuviinţă. Deşi nu fusese prezentată încă dovada finală a corectitudinii ideilor lui Copernic, vechiul model al lumii se prăbuşea rapid. O lovitură decisivă a fost dată de astronomul danez Tycho Brahe (1546-1601), care in anul 1572 a observat o supernovă - o stea indepărtată, foarte strălucitoare, a cărei apariţie in regiunile „neschimbătoare” din spatele Lunii era imposibilă 22
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016 conform sistemului lui Ptolemeu. Câţiva ani mai târziu astronomul danez observa, în aceleaşi regiuni, prezenţa unei comete. Fiind un observator perseverent şi sistematic, Brahe a notat poziţia unui număr mare de corpuri cereşti şi a publicat primul catalog modern de stele. Tycho Brahe a fost influenţat de opera lui Copernic, dar a preferat un sistem propriu, potrivit căruia Soarele se roteşte în jurul Pământului, iar planetele în jurul Soarelui, ceea ce reprezintă sistemul lui Copernic raportat la un Pământ imobil. Savantul italian Galileo Galilei (1564-1642) a reuşit să aducă o serie de dovezi mult mai spectaculoase. El a beneficiat de avantajele unor noi invenţii – telescopul şi luneta, concepute in jurul anului 1600, în Olanda. Descoperirile sale au avut un impact deosebit: Galileo a arătat existenţa a numeroase stele ce nu puteau fi observate cu ochiul liber, a dovedit că suprafaţa Lunii nu e netedă, ci acoperită de mări şi munţi, că Jupiter are sateliţi, că Venus are mai multe faze ca şi Luna, că planeta Saturn părea să fie împărţită în trei părţi, iar Soarele prezintă pete. Galileo şi-a folosit descoperirile pentru a susţine teoria heliocentrică a lui Copernic. Dar în acest moment, Biserica s-a alarmat văzând ameninţată autoritatea Bibliei, care era scrisă în termeni predominant geocentrici. În situaţia în care fusese prevenit chiar de Papă să nu mai apere teoriile lui Copernic, Galileo a preferat sa păstreze tăcerea ani de-a rândul. Cu timpul a devenit încrezător că faima îl va proteja, dacă va da dovadă de prudentă. În 1632 publică cartea „Dialog privind cele două sisteme cosmologice principale: al lui Ptolemeu şi a lui Copernic” în care demolează argumentele lui Ptolemeu; totuşi publicarea acestei lucrări a fost permisă doar cu respectarea unor indicaţii ale Papei, astfel încât în finalul cărţii se precizează că omul nu poate înţelege cu adevărat lucrarea Domnului. Savantul, atunci in vârstă de 69 de ani, a fost convocat la Roma, judecat de Inchiziţie şi găsit vinovat de erezie. Galileo a fost condamnat şi silit să facă faimoasa retractare, fiind ţinut în arest formal, la palatul unui prieten, până la moartea sa, care a survenit dupa opt ani. În acest timp Galilei şi-a putut încheia lucrarea despre dinamică şi statică. Încercările bisericii de a suprima teoria lui Copernic au eşuat, deoarece cartea lui Galilei a fost tradusă în numeroase limbi, devenind faimoasă în întreaga Europă. Astronomul german Johannes Kepler (1571-1630), asistentul lui Tycho Brahe, a adus dovezi zdrobitoare în favoarea ideilor lui Copernic când a prezentat cele trei legi ale mişcării planetare. Kepler a descoperit că planetele se deplasează pe traiectorii eliptice, reuşind astfel să înlăture dificultăţile cu care se confruntaseră predecesorii săi. El a demonstrat că teoria heliocentrică era mai simplă decât cea ptolemeică şi totodată era lipsită de contradicţiile acesteia. Câţiva ani mai târziu, Kepler a creat „Tabelele lui Rudolphine”, cu ajutorul cărora se puteau determina mişcările planetelor în viitor. Ducând mai departe munca lui Tycho Brahe, realizările lui Kepler au stat la baza unei descrieri complexe, fundamentată ştiinţific a sistemului solar. Englezul Sir Isaac Newton (1642-1727), în lucrarea sa „Principia matematica” (1687) a demonstrat că Pământul şi restul planetelor nu sunt entităţi separate, ci sunt guvernate de aceleaşi legi naturale; de fapt, toate corpurile materiale se supun celor trei legi ale mişcării. O altă contribuţie importantă a lui Newton a fost formularea conceptului de atracţie universală şi a principiilor matematice conform cărora functionează. Prin legile descoperite, Newton a confirmat teoria heliocentrică. Acest model universal, guvernat de legile newtoniene a dăinuit în timp neschimbat, până la revoluţia ştiinţifică din secolul al XX-lea, iniţiată de Albert Einstein. Profesor Georgeta Balaban Bibliografie : J.D.Bernal “Ştiinţa în istoria societăţii”, Editura politică 1964
23
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Curiozităţi despre Premiul Nobel în fizică Fiind primul domeniu menţionat de Alfred Nobel în primul său testament, referitor la Premiile Nobel, fizica a dat omenirii savanţi de renume ce au reuşit să îmbunătăţească nivelul de viaţă şi să facă cunoscute descoperiri emblematice. Astfel, în acest articol vă voi prezenta câteva curiozitaţi ale Premiului Nobel in fizică:
Premiul Nobel pentru Fizică a fost atribuit unui număr de 201 de laureaţi, între anii 1901, când a fost acordat pentru prima oară, și 2015. John Bardeen a fost distins de două ori;
Până în prezent, cel mai tânăr laureat este William Lawrence Bragg, care avea 25 de ani când a primit Premiul Nobel, împreună cu tatăl său pentru legea descoperită şi care îi poartă numele;
Dintre cele 198 de persoane distinse cu Premiul Nobel pentru fizică, doar două sunt femei: 1903- Marie Curie (acordându-i-se, de asemenea, un premiu în chimie in anul 1911) ; 1963Maria Goeppert-Mayer;
Cel mai bătrân laureat este Raymond Davis Jr., care era în vârstă de 88 de ani când a fost distins, în anul 2002;
Medalia Nobel pentru fizică a fost proiectată de sculptorul suedez și gravor Erik Lindberg, reprezentând natura sub forma unei zeiţe ieşind din nori şi ţinând în braţe un con al abundenţei;
Cel mai frecvent domeniu de cercetare pentru laureaţii Nobel in fizică este fizica particulelor. Astfel, 34 de premianţi au fost recompensaţi pentru descoperirile făcute;
Ceremonia oficială de înmânare a Premiilor Nobel se desfăşoară anual la 10 decembrie la Concert Hall, in capitala suedeză, Stockholm;
Vârsta medie a tuturor laureaţilor fizicieni între 1901 și 2015 este de 55 de ani;
Fizicianul Leon Lederman, care a câştigat in 1988, şi-a vândut premiul Nobel pentru a acoperi cheltuielile de îngrijire medicală. Doar două Nobel-uri au fost vândute vreodată în timpul vieţii unui câştigător. Ambele vânzări au avut loc în anul 2015;
Premiul constă într-o medalie, o diplomă personală şi 8 milioane de coroane suedeze ( aproximativ 930.940 de euro).
Timofte Cristiana, clasa a X a B
24
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
NATURA, MEREU SURPRINZĂTOARE
Natura a uimit dintotdeauna omenirea, și nu doar prin frumusețea unor peisaje, ci și prin ineditul unor fenomene, care aproape că par incredibile, venite parcă din alta lume:
Gheizerul Old Faithful Situat în Parcul National Yellowstone, care se întinde pe teritorii din trei state americane, acest gheizer erupe foarte des și aruncă apa fierbinte până la circa 30 de metri în aer. A fost descoperit în 1870, iar de atunci au fost înregistrate peste 30.000 de eruptii, mii de turiști venind în fiecare an să vadă minunea.
Lacurile Kelimutu Este vorba despre trei lacuri, situate în insula Flores, Indonezia, pe vârful unui vulcan de 1.639 de metri. Acestea își schimbă culoarea frecvent, în funcție de perioada din an și de conținutul de minerale existent la un moment dat. Culorile de bază ale lacurilor Tiwu Ata Polo și Tiwu Nuwa Muri Koo Fai sunt roșu-maroniu și verde. Tiwu Ata Mbupu, așezat la vest de acestea, este de cele mai multe ori turcoaz. Insula Surtsey În august 1883, insula Krakatoa s-a „evaporat" în urma unei singure erupții a vulcanului cu același nume. La exact 80 de ani mai târziu, o nouă insulă vulcanică, Surtsey, a apărut în locul ei, parcă de nicăieri: aceasta s-a format în urma mai multor erupții vulcanice de intensitate mai slabă, în doar două zile. La început, insula Surtsey avea o lungime de circa 530 de metri, dar cu timpul s-a mai erodat, dimensiunile ei fiind mai mici în prezent. Marea Moartă Așa cum se poate vedea și în imaginea alăturată, în această mare oamenii pot pluti fără teamă că se vor scufunda, datorită conținutului ridicat de sare - circa 25% (apa de mare are, în general, aproximativ 4 - 6% sare). Din această cauză, însă, aici nu există viață, de unde și numele.
25
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016 Padurea împietrită Situată într-o zonă deșertică din statul american Arizona, pădurea împietrită este alcătuită din copaci fosilizați, în special Araucarioxylon arizonicum - o specie antică de conifere, care sau transformat in calcedonie și cuarț. Giant's Causeway Este vorba de o porțiune de pământ irlandez acoperită de coloane din bazalt și de stânci. Acestea au niște forme atât de regulate încât cu greu poți crede că nu au fost făcute de oameni. Cele circa 38.000 de coloane au fost create de erupția unui vulcan, în urmă cu aproximativ 60 de milioane de ani.
Lacul Pitch Acest lac din Trinidad (în apropierea coastei de nord a Americii de Sud) reprezintă una dintre cele mai impresionante destinații turistice din zonă, atrăgând peste 20.000 de vizitatori pe an. Spre deosebire de celelalte lacuri de pe Terra, acesta este plin cu o mixtura groasă, cleioasă, ce conține bitum, argilă și apă sărată. Se întinde pe o suprafață de peste 400.000 de metri pătrați, iar amestecul din el a fost folosit în diverse scopuri înca din 1595. Sir Walter Rayleigh a luat atunci puțin din acest amestec pentru a astupa crăpăturile din nava sa. Așa cum era de așteptat, nici în acest lac nu există viață.
Arborele General Sherman Acesta este un sequoia gigant, ce se găsește în California, fiind cel mai mare de pe Pământ. Arborele, o minune a naturii, are undeva între 23 si 27 de secole vechime, o înaltime de circa 83 de metri, un diametru de peste 10 metri la bază si aproximativ 1.480 de metri cubi de masă lemnoasă. A fost numit așa de naturalistul James Wolverton, în onoarea generalului William Sherman, din Razboiul Civil american, sub comanda căruia a servit. Aurora boreala Luminile nordice (așa cum mai este numită aurora boreală) reprezintă unul dintre cele mai spectaculoase fenomene de pe Pământ. Numele vine de la zeița romană a zorilor, Aurora, și denumirea grecească pentru vântul de nord, Boreas. De asemenea, există și Luminile sudice sau aurora australă. Luminile, de diverse culori (galben, roșu, verde), apar datorită particulelor de vânt solar și a câmpului magnetic terestru.
Olteanu Laura Andreea- Clasa a X-a B 26
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Diamantul Diamantul este un mineral nativ și în același timp o piatră prețioasă. Din punct de vedere chimic este una dintre formele de existență ale carbonului pur, celelalte fiind carbonul amorf (grafitul) și fulerenele. Diamantul cristalizează în sistemul cubic și poate atinge duritatea maximă (10) pe scara Mohs, duritatea variind însă în funcție de gradul de puritate a cristalului. Din cauza durității ridicate, cristalele de diamant pot fi șlefuite numai cu pulbere de diamant și fulerită. Denumirea de diamant provine din limba greacă „adamas” ce se traduce prin „de neînvins", „indestructibil". În latina clasică Plinius atribuie o denumire asemănătoare safirului. Denumirea diamantului era bine cunoscută în antichitate. În India se numea „irra", iar in sanscrită i se spunea „vajira", cuvânt ce definea tot ceea ce era dur. Arabii îi spuneau „al-mas" - adică „cel mai dur", de unde vine și denumirea slavă de „almaz" (diamant). Cel mai mare diamant descoperit vreodată se numeşte „ Cullinan” sau „Steaua Africii”. Masa pietrelor preţioase a fost măsurată, încă din antichitate, în carate. Un carat înseamnă 0,2 grame. Diamantul „Cullinan”, considerat cel mai mare diamant descoperit până în prezent, a uimit atât de tare prin dimensiunea lui încât, când a fost adus de către un miner managerului minei, acesta l-a aruncat pe geam, spunând că nu se poate să existe un diamant atât de mare. Diamantul avea, în stare brută, 3.106 carate, adică 602 grame, şi era, de fapt, doar o parte dintr-un diamant şi mai mare, desprins după o faţă de clivaj (clivaj – proprietate a unor minerale, roci, cristale etc. de a se desface în foi sau plăci cu suprafețe plane). Renumita piatră preţioasă a fost descoperită în mina Premier (Transvaal), din Africa de Sud, în anul 1905 şi a primit numele patronului minei, Sir Thomas Cullinan. El a fost generalul unei foste colonii britanice şi a oferit preţiosul diamant regelui Edward al VII – lea al Marii Britanii, ca dar de ziua lui, în anul 1907. Însă diamantul nu a fost păstrat în starea lui naturală, ci a fost tăiat în 105 piese – 9 mari si 96 mici, în Amsterdam. Cel mai mare diamant şlefuit, provenit din piatra iniţială are 530,2 carate şi a fost considerat drept cel mai mare diamant șlefuit din lume, până în anul 1985, când a fost descoperit diamantul „Golden Jubilee”, tot în mina Premier, de 545,67 carate. Diamantul se numeşte „Cullinan I ” sau „Marea Stea a Africii”, şi a fost tăiat sub formă de pară. El împodobeşte astăzi sceptrul regal britanic. Cel de-al doilea diamant ca mărime, şlefuit din piatra îniţială, se numeşte „Cullinan II” sau „Mica Stea a Africii” şi are 317,40 carate.Este sub formă de pernă şi se află în partea frontalăcentru a Coroanei Marii Britanii. Astăzi, cele nouă diamante mari „Cullinan” fac parte din bijuteriile coroanei britanice şi sunt expuse la Turnul din Londra. Diamantele sunt pietre naturale formate din carbon, cu miliarde de ani în urmă, în fazele de formare a planetei, când activitatea vulcanică a planetei era extrem de intensă, iar scoarța terestră suferea mari transformări. Astfel, cu circa 3,3 miliarde de ani în urmă, la adâncimi foarte mari în scoarța terestră, adâncimi de chiar mii de kilometri, carbonul lichid existent în stare pură în acele straturi s-a solidificat sub acțiunea simultană sau succesivă a unor presiuni şi temperaturi imense, generând cristalizarea carbonului în legături chimice cubice și creând astfel o rocă, piatra sau gema naturală transparentă, extrem de dură și cu capacitatea de a reflecta și a refracta lumina ca nici un alt material natural cunoscut. Profesor Mihaela Ghineț
27
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Aurora boreală Aurora polară este un fenomen optic ce constă într-o strălucire intensă observată pe cerul nocturn în regiunile din proximitatea zonelor polare, ca rezultat al impactului particulelor de vânt solar în câmpul magnetic terestru. Când apare în emisfera nordică, fenomenul e cunoscut sub numele de aurora boreală, termen folosit inițial de Galileo Galilei, cu referire la zeița romană a zorilor, Aurora, și la titanul care reprezenta vânturile, Boreas. Apare în mod normal în intervalele septembrie-octombrie și martie-aprilie. În emisfera sudică, fenomenul poartă numele de aurora australă, o referință directă la faptul că apare în sud. Fenomenul nu este exclusiv terestru, fiind observat și pe alte planete din sistemul solar, precum Jupiter, Saturn, Marte și Venus. Aurora polară terestră e provocată de ciocnirea unor particule încărcate electric (de exemplu electroni) din magnetosferă cu atomi din straturile superioare ale atmosferei terestre, aflate la altitudini de peste 80 km. Aceste particule electrice au o energie de 1 până la 15 keV iar prin coliziunea lor cu atomii de gaz din atmosferă cedează energie acestora din urmă. Prin fiecare coliziune, o parte din energia particulei este transmisă atomului atins, într-un proces de ionizare și excitare a particulelor. Atomii excitați emit lumină în frecvențe specifice când se stabilizează. În general, efectul luminos este dominat de emisia atomilor de oxigen în straturile superioare ale atmosferei (aproximativ 200 de kilometri de altitudine), care produce tonalitatea verde. Când se produc furtuni puternice, straturile inferioare ale atmosferei sunt atinse de vântul solar (la aproximativ 100 de kilometri altitudine), producând tonalitatea roșu închis prin emisia atomilor de azot (predominantă) și oxigen. Atomii de oxigen emit tonalități de culori variate, deși, de cele mai multe ori, se întâlnesc roșul sau verdele. Planeta noastră este atinsă permanent de vânturi solare, fluxuri rarefiate de plasma caldă emise de Soare în toate direcțiile, ca rezultat al temperaturii înalte a coroanei solare, stratul exterior al stelei. Pe durata furtunilor magnetice, fluxurile pot fi mai puternice, determinând tulburarea ionosferei care afectează calitatea comunicațiilor radio sau a sistemelor de navigare. Acțiunea ionosferei este complex și dificil de modelat, îngreunând prezicerea fenomenelor de acest tip.
Aplugăriței Ioana Tatiana-clasa a X a B
28
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Cutremurele de pământ Cutremurile de pământ sau seismele sunt zguduiri bruşte, neaşteptate, de durată scurtă şi de intensitate variabilă, care se produc în mod natural în scoarţa terestră. Seismologia este disciplina geologică- geofizică ce studiază cutremurele din următoarele puncte de vedere: Felul de manifestare al cutremurelor Propagarea undelor seismice şi înregistrarea lor Frecvenţa cutremurelor Energia declanşată şi efectele cutremurelor Ariile cu frecvenţă ridicată a cutremurelor Cauzele care le generează Structura şi compoziţia formaţiunilor de scoarţă şi din interiorul pământului Amplasarea construcţiilor conform normelor de securitate După intensitatea lor, cutremurele se clasifică în : Microseisme – care se înregistrează numai cu ajutorul seismografelor Macroseisme –care sunt simţite de om, iar scara intensităţii lor este dată de efectele pe care cutremurul le produce asupra diferitelor construcţii La anumite nivele ale scoarţei se produc centre de vibraţii (numite hipocentre) din care se propagă undele seismice. Punctul cel mai apropiat de hipocentru, pe suprafaţa terestră, este epicentrul, înconjurat de zona epicentrală – o suprafaţă terestră pe care se face proiecţia epicentrală. Punctul opus epicentrului, care trece prin hipocentru şi prin centru Pământului se numeşte anticentru. Din hipocentru se propagă undele seismice, al căror front de undă ar fi de formă sferică dacă ar străbate formaţiuni geologice omogene. Undele seismice se împart în : Unde longitudinale sau primare (notate cu P) Unde transversale sau secundare (notate cu S) Unde superficiale sau unde lungi (notate cu L), formate din interferenţa primelor două, au o viteză constantă de 3,4 km/s şi se propagă în pătura superficială a scoarţei Unde superficiale vizibile sau grele, unde vibraţiile scoarţei sunt de forma valurilor unui lac Undele seismice ajung la o staţie seismografică sub forma unei raze de propagare care face cu dreapta epicentru- hipocentru unghiul de emergenţă. La observatorul seismic raza de propagare dă un impuls care se descompune în trei direcţii: Componenta verticală (Z) Componenta orizontală spre nord (N) Componenta orizontală spre est (E) Înregistrările undelor seismice se fac automat, cu ajutorul seismografelor
29
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016 Un seismograf este un pendul seismic ce funcţionează pe principiul inerţiei, fiind alcătuit din : O masă grea de plumb, suspendată cu ajutorul unor resorturi sau lamele fine de oţel de un cadru solid ancorat în pământ O peniţă înregistratoare legată de masa de plumb Un cilindru, situat în faţa pendulului, care execută o mişcare circulară, cu deplasarea în lungul axei, o mişcare uniformă, acţionată de mecanismul unui ceasornic, fiind direct legate cu pământul O hârtie înregistratoare înfăşurată în jurul cilindrului, pe care se realizează înregistrarea undelor seismice. Seismograma redă o amplificare a mişcărilor relative care au loc între masa inertă şi mecanismul de înregistrare. Clasificare cutremurelor: b) După cauzele care le produc se disting: Cutremure provocate de cauze externe (meteoriţi, maree, comete, variaţii bruşte ale presiunii atmosferice, unde gravitaţionale ale galaxiei, variaţii în viteza mişcării de rotaţie, prăbuşirea tavanelor peşterilor Cutremure provocate de cauze interne (vulcanice şi tectonice) c) După aria geografică se disting: Cutremure continentale care se produc pe uscat în regiuni vulcanice sau la contactul dintre plăcile litosferei Cutremure oceanice care se produc la contactul dintre plăcile oceanice sau dintro placă oceanică şi o placă mixtă; în urma cutremurelor de mare intensitate se produc valuri tsunami d) După adâncimea hipocentrului, cutremurile sunt: Superficiale, la adâncimi sub 10 km Normale, cu adâncimi între 10 şi 60 km Intermediare, cu adâncimi între 60 şi 300 km Adânci , cu adâncimi între 300 şi 700 km e) După frecvenţă şi intensitate sunt: Polikinetice, caracterizată printr-o zguduire principală, urmată de o serie mai slabă numite replici, având epicentre liniare situate în regiuni alcătuite din şisturi cristaline sau în regiuni de platformă Monokinetice, cu o singură zguduire principală, putând fi precedată uneori de slabe cutremure precursoare sau urmată de microseise ca replici, având hipocentre intermediare şi adânci, respectiv epicentre difuze. Astfel de cutremure se repetă periodic, cu mari descărcări de energie
30
Știițe? Da, Științe! – numărul 1/ 2016
Cutremurele se asociază şi cu fenomene de altă natură: Luminoase care sunt efluvii electromagnetice de intensitate slabă care apar la linia orizontului determinate de variaţia stării de ionizare a aerului, de emanaţia de radon în atmosferă, de curenţii electromagnetici între cei doi poli sau de o variaţie a stării electromagnetice între scoarţa pământului şi atmosferă Sonoră care apar datorită frecării, zdrobirii şi fisurării rocilor din scoarţă, urmată de reaşezări ale diferitelor blocuri şi sunt asemănătoare tunetelor Procese tectonice care se manifestă prin falieri, decroşări, scufundări sau ridicări de teren Studiind aceste fenomene se întrevede posibilitatea de a prevedea cutremurele, prin : Probabilităţi statistice, plecând de la frecvenţa microseismelor care au precedat macroseismele cu intensitate ridicată Observaţii ale ridicării scorţei terestre, schimbări în microactivitatea seismică Variaţii ale câmpului geomagnetic înaintea unui cutremur Variaţii ale raportului dintre viteza undei longitudinale şi viteza undei transversale, cu câţiva ani înaintea unui cutremur puternic Uşoare devieri ale axei terestre înainte de seisme foarte puternice Creşterea concentraţiei de radon, heliu, argon, fluor, a raportului izotopilor Uraniului (234 şi 238), datorită efectului radiaţiei ultrasonore care provin din focarul cutremurului asupra rocilor, creşterea radioactivităţii apelor termale înainte de un cutremur Cercetările pentru prevenirea cutremurelor continuă, pentru micşorarea piederilor de bunuri materiale şi de vieţi omeneşti, cu trimitere la elaborarea unor norme stricte de rezistenţă a materialelor în zonele seismice.
Bibliografie : Nestor Lupei ”Dinamica terestră”, Editura Albatros, 1979
Profesor Georgeta Balaban
31
Coordonator: Prof. Georgeta Balaban
Tehnoredactare: Prof. Georgeta Balaban
Colectivul de redacție: Prof. Maria-Magdalena Ungureanu Prof.Valentina Pavăl Prof. Mihaela Ghineț Prof. Romeo-Cristian Marc Elevii care au publicat articole în revistă
ISSN: