revista de stiinte nr.1-2012
DESCRIPTION
Revista de Stiinte nr.1-2012TRANSCRIPT
Revista elevilor și a profesorilor Colegiul Național de Informatică ″Grigore Moisil″ Brașov
″Logica te va duce din punctul A în punctul B.
Imaginaţia te va duce oriunde″
Albert Einstein
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.
2
"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
3
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
4
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.
5
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?”
6
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,
7
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:
cos2
C
V osc unde: V - viteza structurii;
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
8
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. Badea R.I., Dudea S.M.- Tratat de ultrasonografie clinică, Ed. Medicală , 2005, Bucureşti
2. Ginghină C. - Mic tratat de cardiologie, Ed. Academiei Române, 2010,Bucureşti
3. Harrison’s –Principii de medicină internă, Ed. Teora , 2003, Bucureşti
4. http://www.imed.ro
5. http://www.total-radiology.ro
9
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
10
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 feed-
back 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)
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.
E
EP
R
RE
emisie - informare
acţiune - răspuns
11
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 RE 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
de întrebări
La ce servesc Exemple
1. Întrebări
deschise
1.1 A face pe cineva să vorbească
1.2 A obţine un răspuns dezvoltat
1.3 A stimula comunicarea “a deschide
robinetul vorbirii”
Ce? Care? Ce este ?
Cum? De ce ? În ce fel ? Din ce
motiv ?
Vorbiţi-mi despre …
Explicaţi-mi … Povestiţi-mi
2. Întrebări în
oglindă
2.1 A face pe cineva să precizeze
2.2 A cere să dezvolte, să aprofundeze
2.3 A facilita asociaţiile
Repetarea sfârşitului de frază sau
a ultimului cuvânt al elevului, cu
o intonaţie interogativă
3. Întrebări de
legătură
3.1 Idem ca pentru 2
3.2 A incita la concretizare
(ilustrare prin fapte sau exemple)
Adică ? De exemplu ?
Mai precis…
Ce înţelegi prin ….
4 Întrebări
închise
4.1 A verifica
4.2 A obţine un răspuns scurt
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
12
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).
13
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.
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) Viteza medie
vm (m/s)
Accelerația
medie a(m/s2)
Energia cinetică
Ec(J)
1 0,10
2 0,40
3 0,90
4 1,60
5
6
7
8
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.
0
Cărucior
Dinamometru
m1
14
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
o Unități de măsură în S.I. : F în N(Newton), l în m (metri) și L în J (Joule)
o Energia cinetică a unui corp solid antrenat, sau aflat într-o mișcare de translație : Ec = mv2/2
o Unități de măsură în S.I. : masa m în kg, viteza v în m/s, energia cinetică Ec în j (Joule)
o 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.
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.
15
Electricity production in Romania 2003, GWh
Oil
7%Nuclear
9%
Gas
18%
Hydro
24%
Coal
42%
Figure 1.4: Ponderea surselor de energie
folosite pentru producerea energiei electrice
în România 2003
MONITORIZAREA SISTEMELOR CU PANOURI FOTOVOLTAICE
PENTRU ILUMINAT
Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ
CNI “Grigore Moisil” Braşov
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.
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
16
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.
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.
0
20
40
60
80
100
120
8 9 10 11 12 13 14 15
U1
U2
I lum
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Series1
Series2
17
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.
18
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
2
3
1
2
P(atm
)
27 627
t(0C)
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 ).
19
P(atm) 2 1 0
N
A M B
10 20 30 V(L)
Problema T2
Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ
CNI “Grigore Moisil” Brașov
Problema T3 Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ
CNI “Grigore Moisil” Brașov
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 ?
c)De câte ori va fi mai mic lucrul mecanic efectuat de gaz dacă ar
efectua destinderea pe „traseul” A-M-B ?
Se cunoaşte R=8310 j kmol-1
K-1
Problema M1 Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ
CNI “Grigore Moisil” Brașov
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?
V3
3
2
1
4
V1
2
p1
p1
p1/
2
V
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) ?
5
20
l0 α
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?
Problema M2 Prof. Dr. Ion-Dan CHIRILĂ
CNI “Grigore Moisil” Brașov
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.
21
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/LH2.
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.
22
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 XVII-
lea, 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.
23
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.
24
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
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 1: Hidrocarbură
Figura 3: Cetonă
Figura 4: Ester
Figura 5: Feromonul sexual al fluturelui (Agrotis segetum)
Figura 2: Alcool
25
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).
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
Figura 6: Feromonul furnicii tăietoare texane (Atta texana)
Figura 8: Feromonul sexual al moliei (Laspeyresia pomonella)
Figura 9: Furnicile urmează numai urma 3S 4R, demonstrând enantioselectivitatea lor
26
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 dintr-
un 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.
(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 10: Sinteza Bombykol-ului după
T. Neghishi
Figura 11: Sinteza frontalinei
după K. Mori
27
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.
Iatǎ câteva exemple de feromoni umani:
Androstenona (5-alfa-androst-16-en-3-onă)
St 20-22
hidroxilaza
C 17 hidroxilaza
3-β OH steroid
dehidrogenaza
C 17 – 20 liaza
3-β OH steroid dehidrogenaza
3-β OH steroid
dehidrogenaza
17-β OH steroid
dehidrogenaza
C 17 – 20
liaza
17-β OH steroid
dehidrogenaza
aromataza
aromataza
Deshidratare
Androstenona
Figura 12: Biosinteza hormonilor sexuali
28
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)
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)
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
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
Reducere
Reducere
Dehidrogenare
Androstenona Androstenol
Androstenona Androstadienona
29
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)
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.
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.
Deshidratare
Estratetranolul
Figura 13: Organul vomero-nazal
30
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).
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
Figura 14: Evidenţierea imagistică (RMN)
diferenţiată a activităţii creierului în
prezenţa AND
Figura 14
31
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).
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
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]
.
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]
.
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
32
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.
Ecuația reacției chimice Ecuațiile proceselor de
oxidare și reducere
Agent
reducător
Agent
oxidant
1 Fe + a → b + c↓
2 Pb + d → e + f↓
3 Mg + g → h + i↑ (la încălzire)
4 Zn + j → k (la încălzire)
5 Zn + l → m + i↑
33
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
1. DETERMINAREA FORMULEI PROCENTUALE
1.1. 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
b) Se determină compoziția procentuală :
58g C4H10 ................................. 48g C ................................ 10g H
100g C4H10 ............................... x ................................ y
x= 48 100
58
; x= 82,75% C y=
10 100
58
; y= 17,24% H
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.
34
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
2.1. 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 :
nr. de atomi-gram C = 75
12 = 6,25
nr. de atomi-gram H = 25
1= 25
b) se împart rezultatele obținute la valoarea cea mai mică dintre ele :
nr. de atomi-gram C = 6,25
6,25= 1
nr. de atomi-gram H = 25
6,25 = 4
c) se notează formula brută : (CH4)n
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 :
nr. de atomi-gram C = 3
12 = 0,25
nr. de atomi-gram H = 1
1 = 1
b) se împart rezultatele obținute la valoarea cea mai mică dintre ele :
nr. de atomi-gram C = 6,25
6,25= 1
nr. de atomi-gram H = 25
6,25= 4
c) se notează formula brută : (CH4)n
35
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
x= 100 3
4
; x= 75% ; y=
100 1
4
; y = 25%H
b) se reia algoritmul de la 2.2
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 2 5C H 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.
36
Algoritm :
a) se determină valoarea coeficientului de multiplicare „n”
(CH2,5)n → CnH2,5n
2,5n = 10 → n=4 b) se scrie formula moleculară :
(CH2 , 5)4 → C4H1 0
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”
– – ] 2 33 3 CH CH N CH Cl
nµ
= (4+n)·AC + (12+2n)·AH + 1·AN + 1·ACl
= 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 ] Cl
-
d) 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.
M
37
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:
c% = d
s
m
m · 100 , unde md = masa de solvat (g);
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:
cM = sV
, unde ν = număr de moli solvat; ν = dm
md = masa de solvat (g);
μ = masa molară ( g/mol);
Vs = volumul soluției (L); Vs =sm
·10
-3
ms = masa de soluție(g);
ρ = densitatea soluției (g/cm3).
Astfel: cM = d
s
m
V , sau cM =
000d
s
m
m
; cM =
% 1000c
; cM =
%c
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
ms = 500g
c% = 12,6%
υ = ? moli HNO3
AH = 1, AN = 14, AO =
16
μ HNO3 = 1∙ AH + 1∙ AN + 3∙ AO
ν = dm
md= 12,6 500
100
= 12,6 ∙5 = 63g HNO3
μ HNO3 = 1∙1 + 1∙14 + 3∙16 = 63g/mol;
ν = 63
63 = 1 mol HNO3
38
Exemplu: Determinaţi masa (grame) de Na2CO3∙10H2O, necesară pentru a prepara 250 g
soluţie de concentraţie procentuală masică 10%.
Datele problemei Formule Calcule
Na2CO3∙10H2O
ms = 250 g
c% = 10%
m =? g
ANa =23
AC =12
AO = 16
AH =1
c% = d
s
m
m · 100
md =%
100
sc m
μNa2CO3∙10H2O =2∙ ANa + 1∙
AC + 3∙ AO + 10∙(2∙ AH + 1∙
AO)
md= 10 250
100
= 25g Na2CO3 μNa2CO3∙10H2O
=2∙ 23 + 12 + 3∙16 + 10∙ (2∙1 +1∙ 16) =286
g/mol
286 gNa2CO3∙10H2O……..106 gNa2CO3
m gNa2CO3∙10H2O……..25 gNa2CO3
m= 25 286
106
= 67,45 gNa2CO3∙10H2O
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 Formule Calcule
HCl acid clorhidric
c1% = 30%
ρ1 =1,152g/ml
V2s = 1L
V1s = ? L HCl
c2M = 0,01M
AH = 1
ACl = 35,5
c1%= 1
1
d
s
m
m100; c2M= 2
2
d
s HCl
m
V
ms1= 1
1
100dm
c
;
md2 = md1 =c2M ∙ μHCl ∙ Vs2
1s = 1
1
s
s
m
V; 1sV = 1
1
s
s
m
;
1sV = 1
1 1
100d
s
m
c
= 2 2
1 1
100M HCl s
s
c V
c
μHCl =1∙1+1∙35,5 =36,5g/mol
Vs1=2
3
10 36,5 1 100
1,152 10 30
=
=1,056∙10-3
l 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 Formule Calcule
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
cM= d
HCN s
m
V
md= md1 + md2
md1 = c1M ∙ μHCN ∙ Vs1
μHCN = AH + AC + AN
Vs = Vs1 + Vs2 = 2 ∙ Vs1
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
cM= 16,2
27 2 0,5 = 0,6 M
39
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 Formule Calcule
Soluţia1:H2SO4 acid
sulfuric
c1 = 80%
Soluţia2:NaOH hidroxid de
sodiu
V2s =10 ml = 10-2
L
c2M =0,5M
ms1 = ?g
AH = 1
AS = 32 , AO = 16, ANa = 23
μH2SO4 = 2∙ AH + 1∙ AS + 4∙ AO
cM2=2
2sV
; 2 = 2 2M sc V
md1=2 4 2
2
H SO
ms1= 1
1
100dm
c
ms1=2 4 2 2
1
100
2
H SO M sc V
c
md1 υ2
H2SO4+2NaOHNa2SO4+
2H2O
μ 2
μH2SO4= 2∙1 +1∙32 + 4∙16 =
98g/mol
ms1= 298 0,5 10 100
2 80
= 0,306g
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
40
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. 3 * 0.67p
2. 2 * 0.5p
3. 2 * 0.5p
4. 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.
41
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
42
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) 1s22s
22p
63s
23p
4……………………………………………………………………0,5 puncte
[Ne]3s23p
4…………………………………………………………………………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.
Z=24X: 1s22s
22p
63s
23p
64s
13d
5…………………………………………………………..0,75 puncte
Subiectul 3.
a) molin 31025,447
2,0 acid azotos………………………………………………..0,5 puncte
b) Nmolecule= 20233 1059,2510023,61025,4 ………………………………………..0,75 puncte
c) Natomi oxigen = 2020 1016,511059,252 ………………………………………………0,75 puncte
Subiectul 4.
9,7981100
79100
100
21
21
pp
pp
; p1 = 55 %.......................................................................0,5 puncte
p2 = 45 %........................................................................0,5 puncte
Subiectul 5.
x moli 2x moli
MgO + 2 HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O………………………………………………………….0,5
puncte
y moli 2y moli
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
43
BAREM DE CORECTARE: NR.II
Subiectul 1.
a)19 electroni, 19 protoni, 20 neutroni………………………………….…………………0,25 puncte
b) 1s22s
22p
63s
23p
64s
1……………………………………………………….………………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.
Z=29X: 1s22s
22p
63s
23p
64s
13d
10……………………………………………………………..0,75 puncte
Subiectul 3.
a) molin 3108,482
4,0 acid sulfuros…………………………………...……………..0,5 puncte
b) Nmolecule= 20233 109,2810023,6108,4 …………………………………………..0,75 puncte
c) Natomi oxigen = 2020 1073,86109,283 ………………………………..………………0,75 puncte
Subiectul 4.
8,107109100
107100
100
21
21
pp
pp
; p1 = 60 %.....................................................................0,5 puncte
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
44
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 ns2np
1 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 3s23p
2.
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-
.
45
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 1s22s
22p
63s
23p
4. 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∙1023
mol-1
Constanta molară a gazelor: R = 0,082 L∙atm/ mol∙K
46
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
47
Clasa a IX-a
1. Într-un pahar Berzelius ce conţine 450 cm3 apă ( ρ = 1 g/cm
3 ) 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
48
3. 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, CO2 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
49
“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
50
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.
51
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.
52
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: [email protected]
SPONSOR PRINCIPAL : Farmacia MIRAFARM SRL Codlea, str. Muntișor nr.5