jueves, 23 de noviembre de 2017

El Plasma, el Rayo, el Relámpago, el Trueno y Flash.

   Quizá una de las camisetas más famosas del momento televisivo que vivimos es la famosa camiseta roja con el rayo en el pecho que luce el físico teórico Sheldon Cooper en el sitcom que protagoniza "The Big Bang Theory" (que es punto de comienzo frecuente de varios de los post de este blog) Esta camiseta es un pequeño homenaje al superhéroe de DC Comics "Flash, el relámpago humano"  

Dos ejemplos de las famosas camisetas de Sheldon
    Para hablarnos de la relación entre algunos aspectos de la Física que hemos abordado en la asignatura y este famoso superhéroe publica hoy en mi blog Juan Manuel Robles, alumno de 2º ESO A del IES La Atalaya de Conil de la Frontera (Cádiz)

   Barry Allen era un químico, miembro de la policía, con escasa reputación debido a su mala costumbre de llegar tarde a todos lados. Una noche, mientras se preparaba para dejar el trabajo en el laboratorio, ocurrió un accidente. Un rayo dio de lleno sobre unos productos químicos que se derramaron sobre él. Como consecuencia Allen consiguió obtener reflejos extraordinarios y una velocidad sobrehumana, que le permite superar fácilmente la velocidad del sonido, llegando incluso a la velocidad de la luz. A partir de ese momento y usando un traje rojo con el símbolo de un rayo en el pecho, se autodenominó "Flash, el relámpago humano", y empezó a combatir el crimen y la maldad. 

Flash, el relámpago humano

Pero empecemos desde el principio, entendiendo los conceptos más básicos (parece mentira quién me lo iba a decir el juego que me iba a dar a mi esta asignatura este curso)

   En primer lugar se debe sentar que todos aquellos organismos que se consideran vivos, deben acceder a un recurso primordial para ejercer sus actividades. Este recurso es una fuente de energía.
 
   Solicitamos la ayuda de la física para definir el  término energía y establecer sus formas y transformaciones. Energía es probablemente una palabra que se usa en exceso y sin conocimiento de lo que realmente significa. Una definición sencilla dice que la energía es aquello que se necesita para producir un cambio, se necesita energía para hacer que ocurra algo que no sucede por sí mismo.
  • La energía puede existir en varias formas: potencial, cinética y de la masa o nuclear
  • La energía cinética es aquella que se relaciona con el movimiento de un objeto que posee una determinada masa.
  • La energía nuclear se relaciona con la cantidad de energía que se puede obtener a partir de una cierta cantidad de masa contenida en el núcleo atómico. Este tipo de energía se observa en forma notable en los reactores nucleares, pero también en forma desafortunada en las bombas, cuya energía destrozó las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki al final de la Segunda Guerra Mundial
  • La energía potencial es la energía mecánica asociada a la localización de un cuerpo dentro de un campo de fuerzas (gravitatoria, electrostática, etc.) o a existencia de un campo de fuerzas en el interior de un cuerpo
   Por otro lado, y solo como información general, debo decir que existe una forma extraña, y todavía incomprendida, de energía que se supone interviene en todo el Universo, llamada energía oscura

   Además es importante establecer que “la energía total del universo no se crea ni se destruye, únicamente se trasforma”. Así reza el llamado primer principio de la termodinámica, que quiere decir que una forma de energía, independiente de su clase, pasa de una forma a otra hasta finalmente terminar en calor.

   Por lo concerniente a Flash el tipo de energía que nos interesa es la llamada energía química, la cual se constituye en un tipo de energía potencial. La energía química es el potencial de una sustancia química para experimentar una transformación a través de una reacción química o, de transformarse en otras sustancias químicas. Formar o romper enlaces químicos implica energía.

   La energía potencial, como su nombre lo indica, es energía en potencia, o sea que esta lista para ser utilizada. Este es el punto a tomar en cuenta para determinar la cantidad de energía que debe usar Flash para moverse. La comida ingerida por el superhéroe, que contiene energía potencial química, es la que debe ser transformada en energía de movimiento (cinética). Las moléculas de los alimentos se rompen, y en ese proceso generan energía. 

   Para cualquier entendido en superhéroes (frikis vamos, utilicemos los conceptos con corrección) no es difícil asociar este superhéroe con el concepto de energía. Son muchos los ejemplos de sus superpoderes y habilidades que encontrarían una explicación abordados correctamente desde un punto de vista científico. Pero podemos rizar aun mas el rizo y seguir exprimiendo este post para repasar conceptos abordados en el tema 1: Los estados de la materia. 

Los protagonistas de The Big bang Theory disfrazados de Flash

   En clase hemos estudiado que la materia puede encontrarse en diversos estados. Para todos son conocidos los tres estados principales: sólido, líquido y gaseoso, sin embargo, existen muchas más alternativas. Ya os deberán sonar dos estados más que a pesar de escucharse menos son muy comunes a nuestro alrededor: El cristal líquido del que están hechas las pantallas de nuestras calculadores, móviles y ordenadores portátiles y el plasma. ¿Qué es el plasma?

Cinco de los estados en los que se puede presentar la materia
    En física y química, se denomina plasma al cuarto estado de agregación de la materia, un estado fluido similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están cargadas eléctricamente y no poseen equilibrio electromagnético. Esto hace que el plasma sea conductor eléctrico y que responda fuertemente a los campos electromagnéticos.

Las bolas de plasma, un juego científicamente muy decorativo

   El plasma tiene características propias que no se dan en los sólidos, líquidos o gases, por lo que es considerado otro estado de agregación de la materia. Como el gas, el plasma no tiene una forma o volumen definido, a no ser que esté encerrado en un contenedor; pero a diferencia del gas en el que no existen efectos colectivos importantes, el plasma bajo la influencia de un campo magnético puede formar estructuras como filamentos, rayos y capas dobles. Los átomos de este estado se mueven libremente; cuanto más alta es la temperatura más rápido se mueven los átomos en el gas, y en el momento de colisionar la velocidad es tan alta que se produce un desprendimiento de electrones.

   ¿ y que relación hay entre este estado de la materia y el tema del post? Sencillo, podemos encontrar ejemplos de plasma ceca de nosotros: El fuego, las auroras boreales, la ionosfera (bueno, ya en serio, cerca tampoco, pero que te puedes marcar un crucero por los Fiordos Noruegos y disfrutar de las mejores auroras boreales en Lofoten (Noruega) el mejor lugar para ello. También encontramos este estado en la lava de los volcanes y en los rayos de una tormenta... ¡RAYOS! Acabamos de dar con la tecla, un rayo.... con el rayo su caracteristico relámpago... el icono de nuestro relámpago humano. 

El superhéroe del rayo

   El rayo es una poderosa descarga natural de electricidad estática, producida durante una tormenta eléctrica, que genera un pulso electromagnético. La descarga eléctrica precipitada del rayo es acompañada por la emisión de luz (el relámpago), causada por el paso de corriente eléctrica, que ioniza las moléculas de aire, y por el sonido del trueno, desarrollado por la onda de choque. La electricidad (corriente eléctrica) que pasa a través de la atmósfera calienta y expande rápidamente el aire, produciendo el ruido característico del trueno. Los rayos se encuentran en estado plasmático.  

Rayos, truenos y centellas
   El trueno es el sonido de la onda de choque causada cuando un rayo calienta instantáneamente el aire por el que se mueve entre nubes, o de ellas hasta la superficie terrestre, a más de 28 000 ºC. Este aire muy caliente aumenta de volumen y se expande a gran velocidad, pero al mezclarse con el aire frío del entorno baja bruscamente su temperatura y se contrae. Esta rápida expansión y contracción genera ondas de choque que son las responsables del ruido del trueno. 


   El relámpago es un resplandor muy vivo producido en las nubes por una descarga eléctrica. 

Diagrama de generación de un rayo

   Vamos a acabar este post a lo grande. ¿De verdad es merecido el sobrenombre de "relámpago humano"? ¿Puede llegar Flash  a ser tan veloz como la velocidad de la luz? 

   Existen cálculos (es cierto, aunque parezca mentira hay personas que han dedicado parte de su vida y su tiempo para calcular la velocidad excata a la que puede moverse Flash) Estos datos, extraídos a partir del análisis matemático de distintos acontecimientos sucedidos en las viñetas de los comics de este superhéroe, aportan una cifra escandalosa: La velocidad que Flash puede llegar a alcanzar es 13.333.333.333.333,34 veces superior, a la velocidad de la luz...para, para, para que me haga una idea...

   Si la velocidad de la luz es de 1.08 x 10^9 km/h .....

LA VELOCIDAD DE NUESTRO SUPERHÉROE SERÍA DE 1.44 x 10^22 km/h. 

Algunos de los superpoderes de Flash
   Este superpoder derivará en otra serie de habilidades y superpoderes ( viajar en el tiempo, regeneración, leer rápido, hablar rápido, correr sobre superfícies líquidas, crear torbellinos, control de su metabolismo etc...) que hacen de este superhéroe uno de los más poderosos del universo del comic.


 

 

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