Apuntes CMC general PDF

Preview

Summary

Apuntes en general de CMC...

Description

CMC 11. Com es van formar els primers àtoms? Al moment del Big Bang les 4 forces fonamentals de la naturalesa: gravitació, força forta, electromagnetisme i la força feble, van formar una única força, la superforça, que a mesura que l'univers s'expandeix, se separen una d'una altra. Després apareixen els protons i els neutrons que componen els nuclis de l'hidrogen, deuteri, heli i liti. En prosseguir el moviment de l'univers els electrons s'uneixen als nuclis atòmics i formen els àtoms neutres. Posteriorment la radiació i la matèria que cobreixen tot l'univers se separen, la qual cosa es defineix com el descople. Els primers àtoms (electrons capturats per nuclis d'Hidrogen i Heli preexistents) es van formar molt aviat, 300.000 anys després del Big Bang, és a dir, fa uns 13.400 milions d'anys. 12. Quina relació hi ha entre la formació dels primers àtoms i la radiació còsmica de fons? La relació que tenen és que la radiació còsmica són partícules subatòmiques que venen de l’espai exterior i són formades dins els àtoms.Quan es van unir les partícules subatòmiques per formar àtoms, l'Univers es va fer transparent i la llum va poder viatjar lliurament per l'espai (radiació còsmica de fons).

13. Si el Sol no ha llançat a l'espai els elements químics que fabrica, d’on vénen els elements químics del teu cos i de la llauna de refresc? El sol no llança els elements químics que fabrica i per tant els elements químics del nostre cos i de la llauna de refresc es van formar a dins d'un antic estel gegant, a milions de graus, per exemple:3700 milions de graus. 14. Per què cal una temperatura molt elevada perquè els nuclis d'hidrogen es fusionen per formar heli? Cal una temperatura molt elevada perquè els nuclis d'hidrogen es mouen a unes velocitats aproximades de 1.000km/s. Quan hi ha aquestes velocitats es produeixen algunes col·lisions que aconsegueixen vèncer la repulsió elèctrica de les càrregues: els nuclis es fusionen i es formen altres de nous.

15. Per què sabem que existeix la matèria fosca, si no la podem veure? Escull la resposta correcta a) Perquè podem veure la llum que reflecteixen en estels i núvols de gas proper b) Perquè n'hem detectat els efectes gravitacionals sobre objectes propers a aquesta matèria. c) Perquè tenim detectors de llum infraroja i ultraviolada en telescopis espacials, com ara el Chandra o l'Spitzer 16. Tot i que existeixen molts elements químics, a l'Univers només n'hi ha alguns en quantitats elevades. Contesta: a) De quins elements químics estan formats els estels o les galàxies que observem? Generalment estan formats per un 75% d'Hidrogen, un 20% d'heli i el 5% restant d'altres elements. b) Com ho hem pogut saber? Ho hem descobert analitzant l'espectre d'absorció de les estrelles i els planetes i comparant-los amb els dels diferents elements 17. Fixa’t en la il·lustració i escriu en cada cas (A,B,C) si l’espectre ue s’obté és: ·Continu  A

·D’absorció  B ·D’emissió  C

18. Completa l'esquema:

19. On es van formar els àtoms que conformen el teu cos? a) Al big bang, quan es va originar l'Univers. b) En una supernova que els va alliberar en una explosió. c) A la Terra primitiva.

20. Digues si les afirmacions seqüents sobre els forats negres són certes o falses : A) Són matèria fosca de l’Univers que no podem veure. Cert. És matèria fosca bariònica, els veiem gràcies per la radiació que emeten. B) Són cossos de molta massa amb una gravetat tan intensa que no se n’escapa ni la llum. Certa. C) Es detecten mitjançant els raig X que emet la matèria accelerada quan cau dins del forat. Fals. Es detecten amb els raig X just abans de caure al forat negre.

21. Explica-ho de manera senzilla: a) Què vol dir que l’Univers s’expandeix? Que a mesura que passa el temps s’està fent més gran. b) Com sabem que l’Univers s’expandeix? Per les ones que ens arriven de l’efecte Doppler. c) Quina relació hi ha entre el descobriment de l’expansió de l’Univers i el model del Big Bang? Que amb l’explosió del big bang les galàxies i demès cossos de l’espai s’estàn allunyant de nosaltres.

22.Hem detectat un exoplaneta dins dins la zona d'habitabilitat d'un estel que és a 2000 anys llum i dicidim enviar-hi un misatge xifrat: Si suposem que hi ha éssers vius prou inteligents per desxifrar-lo i que ens responen el misatge: a) Quan arribaria a la terra? Un any llum és una distància que equival a 9.460.000.000.000 Km. 2.000 anys llum · 9.460.000.000.000 Km = 1.892 .10( elevat a16) Km. * Una ona electromagnètica viatja a 300.000 Km/s Per tant suposant que mantindrà una velocitat constant podem aplicar l'equació de moviment de l'MRU: Per tant: 1.892 . 10(elevat a 16) = 0+300.000 (t-0) 1.892 . 10(elevat a 16) = 300.000t 1.892 . 10(elevat a 16) = t 300.000 t= 6,30 .10 (elevat a 13)seg Passar de seg a hores: 6,30. 10 (elevat a 13) seg . 1h =1,75 .10 (elevat a 10) h , 3600 seg Passar d’hores a dies: 1,75 (elevat a 10) h . 1 dia = 792.166.666,7 dies , 24 h Passar de dies a anys: 729.166.666,7 dies . 1 any = 1.997.716 anys, que vindrien a ser 2 milions d'anys. b) Series aquí per desxifrar-lo? Obviament no, tampoc crec que els humans seguim existint s’aquí a 2 milians d’anys. 23.El Sol és la font d’energia dels planetes. Sembla lògic pensar que, com més a prop del Sol, la temperatura del planeta serè més alta. a) És cert en tots els casos? Fixa’t en les dades de la Terra i la Lluna. Entre la Terra i la Lluna hi ha temperatures diferents, perquè la terra té una capa de gasos, l'atmosfera, que dispersa la llum i absorbeix calor. De dia evita que la Terra s'escalfi massa i, de nit, que es refredi. Mentre que la Lluna no compta amb aqueta capa per dispersar la llum del Sol o sigui el contrari que la terra. b) Quina variable influeix en la temperatura de la Terra i la Lluna?

La pressió atmosfèrica que en el cas de la Terra és 1 i en el de la Luna és 0 c) Venus, malgrat que es troba al doble de distància del Sol que Mercuri, té una temperatura màxima molt semblant. Quina penses que n’és la causa? Perquè Venus te pressió atmosfèrica 90 i retè molta calor.

24.Per fusionar nuclis compostos per molts protons i neutrons cal més energia que per fusionar nuclis lleugers ( hidrogen i heli). A partir d'aquesta dada, dedueix com varia la temperatura d'un estel que esta a punt de convertir-se en supernova. Dins un estel que acaba d'esdevenir-se, hi trobem principalment hidrogen i hi ha infinites transformacions nuclears, doncs aquests atoms d'hidrogen estan tan apretats,a una temperatura tan alta, i a unes velocitats tan grans (aproximadament a uns 1000Km/s)que provoca que els nuclis dels diferents àtoms d'hidrogen s'ajuntin formant un nou àtom i així mateix un nou element, l'Heli, i així succesivament donant lloc a la resta d'elements fins arribar al ferro, que és l'últim element estable que es forma en un estel. Així doncs, un cop acabat aquest procés, la gravetat actua, i trillons de tonelades de matèria de l'estel cauen cap al seu nucli, la temperatura augmenta i es produeixen més fusions nuclears donant lloc a la resta d'elements que componen la taula periòdica. L'energia produïda en aquesta última fusió és tan gran que causa una enorme explossió coneguada com a supernova. Així doncs la temperatura d'un estel que està a punt de convertir-se en supernova augmentarà (com més complexa és l'estructura d'un atom més energia es necessita per unir-los i per tant la temperatura augmentarà). ( després de heli, en la taula periòdica ve un element amb una major complexitat (+neutrons i + protons) la cual cossa voldrà dir que necessitaran + energia per fusionar-se i per tant la temperatura augmentarà) i així succesivament.

25. Esmenta algun fet que aboni la teoria que el Sol i la resta d'astres del sistema solar es van formar a partir de la nebulosa procedent de l'explosió d'una supernova propera. a) Quins elements químics es formen al Sol a partir de l'hidrogen? A partir d’una temperatura d’uns 10 milions de graus, els nuclis d’hidrogen es mouen a una velocitat enorme i es poden fusionar: fabriquen heli i alliberen energia. b) On s'han format el ferro, l'or i altres elements pesants presents a la Terra?

Els elements pesants de la Terra (el ferro,l'or...) s'han format a les supernoves. A causa de les enormes pressions i temperatures provocades per trilions de tones de matèria de l'estel, que ocasionen una fusió nuclear que genera la resta d'elements químics de la taula periòdica. 26. Explica com es van crear els planetes del sistema solar. Per què els planetes més propers al Sol són rocallosos, mentre que Júpiter, Saturn, Urà, Neptú són planetes gasosos i líquids? Fa 4.570 milions d'anys la nebulosa es va comprimir i es va transformar en un disc. En aquest disc, a causa de les col·lisions que hi havia al centre es va anar escalfant i això va fer que els elements més lleugers s'allunyessin anant així cap a la part exterior. En diversos punts del disc s’hi van formar planetes, els quals atreien, amb influència gravitatòria, la matèria més propera. Mercuri,Venus, la Terra i Mart són els planetes més propers al Sol i són rocallosos perquè es van formar a partir de material sòlid: roca i metall. Júpiter, Saturn, Urà i Neptú, es van formar a partir de gas....