Sucre a dojo! 2018

Per tercer any, l'alumnat de 3r d'ESO ha investigat durant el desembre d'enguany sobre la quantitat de sucre que trobem en alguns aliments presents a la nostra dieta. Aquí sota en teniu alguns dels resultats:

Lavoisier: la massa es conserva?

Avui hem experimentat al laboratori amb les reaccions químiques i n'hem fet una de senzilla, barata i efectista, per intentar comprovar si la massa és la mateixa abans (reactius) i després (productes) d'una reacció química. És el que es coneix com a llei de conservació de la massa i el primer que la va postular fou el conegut com a pare de la química moderna, Antoine Lavoisier. Hem fet servir reactius molt fàcils de trobar: bicarbonat de sodi i àcid acètic (també conegut com a vinagre) i hem utilitzat una balança per saber les masses que teniem abans i després que es produís la reacció. Aquí teniu els materials emprats:

Aquesta llei fou enunciada el 1773, pocs anys abans de la Revolució Francesa, moment important de la història d'Europa que marcaria la vida i la mort de'n Lavoisier. Aquesta llei venia a dir que en una reacció química la massa no apareix o desapareix, sinó que tota l'estona en tenim la mateixa, de massa. Això que ara ens sembla tant obvi, no ho era tant en una època en que no s'havia desenvolupat encara la teoria atòmica i es desconeixa el funcionament de la majoria de les reaccions químiques. Aquí teniu el guió de la pràctica utilitzat a Physics and Chemistry 4th ESO:

Al barrejar els dos REACTIUS (bicarbonat de sodi i vinagre) es produeix una reacció on obtenim uns PRODUCTES (acetat de sodi, aigua i diòxid de carboni) que podem escriure de la següent manera:

NaHCO3 (s) + HAc (aq) = NaAc (aq) + H2O + CO2 (g)

Com veiem, es forma un gas com a producte, per això necessitem un globus, per recollir-lo i després poder pesar-lo. Compte! Cal, a l'inici, haver pesat el globus sol, ja que això ens permetrà, per diferència, saber la masssa de producte gasós obtingut. Aquí tenim el resultat de la reacció química:

(Foto feta i cedida per Júlia Rodríguez)

Quins resultats hem obtingut? Hem pogut comprovar la llei de la conservació de la massa de Lavoisier? Els resultats han estat els següents:

Grup ESLA: massa reactius = 40 g massa productes = 38,8 g
Grup NICE: massa reactius = 40 g massa productes = 38,6 g
Grup JIRC: massa reactius = 40 g massa productes = 39,8 g

Sembla que no acabem de demostrar en la seva totalitat la llei, tot i que ens hi acostem!

Finalment, he recordat la història de Lavoisier, breument explicada al llibre d'Isaac Asimov "Grandes momentos de la Ciencia" on explica el context històric en el que va viure. Cercant per la xarxa, he pogut llegir com Lavoisier va ser el que es diu "geni i figura", ja que fins i tot en el moment de morir, va decidir fer un experiment; ens ho expliquen al blog de'n Daniel Closa http://ciencia.ara.cat/

http://danielclosa.cat/centpeus/lultim-experiment-de-lavoisier/

Preguntes a l'aire:

1) Hem fet l'experiment amb 10 g de bicarbonat i 30 de vinagre. El grup del Carlos s'ha equivocat i han pesat 1 i 3 g respectivament: "Profe, obtindrem al final 10 vegades menys de productes si hem fet servir 10 vegades menys de reactius?"

2) El globus ple del gas producte d'aquesta reacció si el deixem anar cau a terra com una pilota. Per què? No és un gas i hauria de ser com l'aire?

3) Com podem calcular el volum de CO2 que hem obtingut al globus?

Fumant a l'institut

La última setmana hem estat treballant a classe com funciona l'aparell respiratori i el circulatori i com estan relacionats. Una de les maneres que se'ns ha acudit per entendre millor el seu funcionament és fabricar un aparell respiratori per grups i utilitzant materials molt fàcils d'aconseguir. Hi ha molts videos que ens expliquen com poder fer-ho, com per exemple:

Com construir un aparell respiratori amb materials casolans? (3 min.)

La majoria de grups han fet una molt bona feina, tant de resultats com de planificació prèvia. Cal destacar el fet que tothom ha portat el material necessari, incloent les pistoles de silicona per poder tenir uns acabats molt bons. Veiem com es fa una bona planificació i repartiment de feina:

Finalment, un cop els aparells respiratoris estaven acabats, hem comprovat si funcionaven: hem sortit a fora per veure si eren capaços de poder fumar un cigarret: la majoria ho han aconseguit!

Només ens queda ara comprovar quin és l'estat dels pulmons, millor dit, dels alvèols pulmonars després de fumar: cal dir que abans de fer el muntatge dels aparells respiratoris, hem introduit unes gasses blanques dins dels globus que fan de pulmons i ara comprovarem en quin estat estan.



Que cadascú tregui les seves pròpies conclusions!

Grottes des Canalettes: química a les coves a la Catalunya Nord

Aquesta setmana d'agost hem estat, com cada any, amb uns amics de camping, per compartir uns dies de vacances. En aquesta ocasió hem anat a Vernet-les-Bains, on hem tingut l'ocasió de fer excursions i veure llocs interessants. Una de les visites ha estat a unes coves molt aprop d'on ens allotjàvem: www.grottescanalettes.com .

La visita és molt interessant, ja que la cova és molt gran i amb diverses cambres o parts molt diferents però d'una gran bellesa; hi podem trobar estalagtites, estalacmites, columnes, excèntriques, etc... No m'he pogut estar de fer unes quantes fotos per a que us en feu una idea:

La part més "química" de la visita està present quan arribem a una de les zones on hi ha un petit llac, al fons del qual els diversos minerlas formen agrupacions curioses, com si es tractés de coliflors. Aquestes agrupacions són cristalls de carbonat de calci (CaCO3) i tenen aquest aspecte:

D'altra banda el color d'algunes de les columnes, estalagtites, etc... és degut a la presència d'algun element o no en el compost que les forma, de manera que obtenim diferents colors:

Al final de la visita i després d'un audiovisual de 22 minuts projectat sobre la pedra, la visita acaba amb un petita exposició amb dades interessants sobre l'aigua i el seu paper en la creació d'aquestes coves; entre d'altres informacions, s'indica que Lavoisier va sr que li va descobrir (com a compost químic, s'entén); que Gay-Lussac, Dalton i Avogadro són els que la van anomenar; i que el filòsof Plató, en el seu "Llibre VIII de le Lleis", ja parlava de protegir-la i castigar els infractors que la contaminessin o malbaratessin.

Com a última curiositat, es comenta que si la Terra tingués el tamany d'una taronja, l'aigua de la que disposaríem equivaldria a una gota repartida per tota la seva superfície: veurem si algú és capaç de comprovar aquest càlcul!

Per cert, imprescindible anar abrigat, ja que la temperatura de dins és d'uns 14 ªC.

Museu Elder de Ciencia y Tecnología, Gran Canaria

A Las Palmas de Gran Canaria hi ha un museu de ciència i tecnologia molt interessant: el Museo Elder. Està situat al barri de Santa Catalina, zona nova i ben comunicada. Hi hem anat i ha superat les nostres espectatives: el que sortia a la web era poca cosa amb el que t'hi trobes un cop allà.

Només entrar et trobes un enginy que hipnotitza: la màquina de Betancourt, on pots estar mirant una bona estona com es mouen les boletes del mecanisme.

A continuació, hem trobat una exposició sobre la història de la mesura amb un munt de referències interessants que ja coneixiem i altres que no. Es parla de la diversitat de mesures a l'estat espanyol i com es van unificar les unitats.

També es fa referència a la mesura del cos humà (batecs, alçada...) així com a la informació de les etiquetes dels aliments, sent interessant la web www.midietacojea.com.

Un altre apartat té a veure amb la mesura del univers, incloent un panell dedicat a un dels experiments que més m'agraden, el de la mesura de la Terra d'Eratòstenes, fa 2300 anys.

Tambe hem trobat referències als sòlids platònics que vam fer com a activitat de Matemàtiques en relació a la primera Taula PeriòBRICa que vam construir a l'Institut Marta Mata de Montornès.

A part de totes aquestes informacions científiques, el museu inclou tasts de realitat virtual, simulacions de vol, reproduccions de naus espacilas i avions, un munt d'enigmes i jocs matemàtics, així com experiments interactius, l'actualitat científica a les Canàries amb diferents propostes d'enginyeria, biodiversitat, energies renovables (molt curiços el que s'està fent a l'illa de El Hierro)... i finalment un recull de maquetes amb creacions d'enginyeria de Agustín de Betancourt, enginyer canari que va acabar treballant per al Tzar de Rússia. A l'última planta s'hi inclou un quadre amb 100 dels científics més brillants de tots els temps en iun quader a l'estil de "L'Escola d'Atenes".

A més a més, a una de les parets externes del museu està escrita una frase ben bonica:

"El més important és no deixar de fer-se preguntes"

Caldrà tornar-hi, una visita del més interessant, on hi hem estat matí i tarda!

Canvis d'energia amb el saltwater car

Vacances! Aquest any hem anat amb la família a l'illa de Gran Canària i avui hem dedicat el dia a visitar Las Palmas. Al matí hem anat al barri fundacional de Vegueta, on després de caminar una mica hem visitat el Museo Casa de Colón; gran errada si no hi haguéssim anat, com era la nostra primera intenció. Molt recomanable, l'edifici espectacular, mapes amb els seus viatges molt ben explicats i videos sobre els aparells que portaven els vaixells per orientar-se: astrolabi, regleta, noctulabi, etc... Ja farem uns altra entrada sobre això. A part, maquetes dels vaixells, reproducció de la cambra de Colón, mostres d'art precolombí, quadres de l'època... molt complert i interessant.

Hem dinat molt bé per la zona: papas arrugás, gofio, calamares saharianos... A la tarda hem passejat pel barri i pel de Triana, tot ple de botigues; entre d'altres la botiga Tiger, on no m'he pogut estar, per 6 €, de comprar un cotxe que funciona amb una solució d'aigua i sal! Com és possible?

Resulta que per aquest preu tenim una pila, amb un ànode de magnesi i un càtode d'aire. Estan separades per un paper de filtre mullat per la solució salina (en proporció 5 a 1) que fa de pont salí i activa la pila, que està connectada a una bobina que transforma l'energia química de la pila en mecànica i per uns engranatges es transmet a les rodes davanteres.

Ha costat una mica que funcionés, ja que el contacte no era bo, però al final ho hem aconsseguit. A veure qui s'anima a muntar-lo i a explicar les reaccions redox que hi tenen lloc. Jo hem posaré a investigar sobre el tema, que tinc molt rovellat el tema de l'electroquímica.

Aquí us deixo un vídeo amb el muntatge i funcionament de l'andròmina en qüestió.

Let's assemble a Salt Water Battery Car Kit

Eratòstenes: mesura de la longitud de la circumferència de la Terra

Al llarg de la història de la humanitat han aparegut persones avançades al seu temps que han fet descobriments que ens han deixat bocabadats. Un dels que em va cridar l'atenció en un dels capítols de la famosa sèrie de divulgació científica dels anys 80 "Cosmos", va ser el savi grec Eratòstenes, que al segle III aC va ser capaç de donar arguments que la Terra era rodona i no plana i fins i tot se les va enginyar per poder calcular com de gran és el nostre planeta. Com ho va fer? Utilitzant les poques eines que tenia i el cervell, és clar.

A finals de juny de 2018 vaig acompanyar els alumnes de 4t en el seu viatge de final de curs a Itàlia, del qual guardo molt bon record. Venècia, Florència, Pisa i Siena van ser les parades del nostre periple, que va durar 5 dies i 4 nits. L'anada la vam fer en avió i la tornada en ferry: serien un munt d'hores, des de les 22.00 hores del 20 de juny fins a les 19.00 del dia següent. Com? Just el dia del solstici d'estiu? Ja que serem al vaixell tantes hores podriem dedicar una mica del nostre temps a fer un experiment... i si ens fiquem en la pell d'Eratòstenes i intentem mesurar el tamany del nostre planeta Terra?

Pero fer-ho, cal saber abans una mica de teoria al respecte ("Ooooooh!" - decepció entre el públic- "Teoria? Que estem al viatge de final de curs!"). Vinga va, que pot ser curiós; veiem en aquest video de 3 minuts de la sèrie "Cosmos" com ens ho describia Carl Sagan:

Cosmos: Carl Sagan explica com va mesurar Eratòstenes la longitud de la circumferència de la Terra

També hi ha aquest video de 4 minuts extret del fantàstic programa de TV3 "Què Qui Com", on ens expliquen quin és el raonament seguit per Eratòstenes per fer el seu càlcul:

Què Qui Com: mesura de la grandària de la Terra fa 2300 anys

Pero als que no us agraden el vídeos, les idees bàsiques són:

1.- Eratòstenes va veure que a Assuan (Egipte) el dia del solstici d'estiu, just al migdia solar, no hi havia ombres (els raigs de Sol hi cauen perpendicularment, ja que la ciutat es troba just al Tròpic de Càncer i això fa que en aquell moment no hi hagi ombra)

2.- Al mateix moment, a Alexandria, ciutat al nord d'Assuan, sí que hi havia ombres, de manera que sembla ser que la terra no és plana, sinó esfèrica.

3.- Mesurem a Alexandria les longituds d'un pal i de la la seva ombra projectada just al migdia solar d'aquell dia

4.- Mesurem la distància entre Alexandria i Assuan (sembla que Eratòstenes va enviar a un esclau o va contractar algú per anar d'Alexandria fins a Assuan i saber la distància que separava les 2 ciutats)

FONT: es.slideshare.net/saltamentes/eratostenes

5.- Finalment,un cop tenim les dades, apliquem els nostres coneixements de trigonometria (potser també es pot aplicar la semblança de triangles), de manera que:

tangent angle alfa = catet oposat / catet contingu

que en en el nostre cas seria:

tangent angle alfa = longitud ombra del pal / longitud del pal

FONT: es.slideshare.net/saltamentes/eratostenes

Nosaltres haurem de veure la distància entre el lloc on ens trobem fent les mesures i el Tròpic de Càncer i així poder calcular el nostre angle alfa.

El dijous 21 de juny de 2018 ens hi vam posar a la terrassa del ferry, al costat de la piscina en una taula rodona i sota un sol de justícia (ideal per a les nostres mesures); cal dir que no hi va haver gaire presència d'alumnes, ja que la nit anterior va ser mooooooolt llarga per ells, tot i que alguns es van acostar a veure què feien els profes.

Les dades que vam recollir van ser les següents:

Longitud del pal:
La Glòria ens va deixar el seu pal selfie per poder tenir un objecte del que fos fàcil mesurar-ne l'ombra. La pobra va haver d'estar més de 2 hores sense fer-lo servir! Vam mesurar una longitud de 60 cm.

Longitud de l'ombra del pal:
Aquí comencen els dubtes: segons informació buscada a internet, el 21 de juny és el dia del solstici solar, però quina és l'hora exacta en la que els rajos del Sol incideixen sobre el Tròpic de Càncer de manera perpendicular? Segons alguna font, les 12:07, segons altres, les 13:53. Al no tenir-ho clar vam començar la mesura de l'ombra del nostre pal cap a les 11:56 i ho vam prolongar fins a 14:15. El moment en el que tinguem l'ombra més curta serà el migdia solar i en el Tròpic de Càncer no tindrem ombra. Els resultats són aquests:

Sembla que l'ombra més curta correspon a la mesura de les 13:45, que va fer l'Oriol, que em va substituir per a que pogués anar a dinar (gràcies i positiu!): 22.1 centímetres. Ja tenim 2 de les 3 dades que necessitem per aplicar els càlculs que deiem abans; veiem-ho:

tangent angle alfa = longitud ombra del pal / longitud del pal

tg alfa = 22.1 cm / 60 cm

tg alfa = 0.36833333333333

alfa = 20.22º

Distància entre el ferry i el Tròpic de Càncer:
En aquest cas es tractaria de saber la distància entre el lloc en el que estàvem (mar Mediterrani, a mig camí entre Sardenya i Barcelona) i el Tròpic de Càncer. No tenia clar com fer-ho, en tot cas a posteriori, però la Glòria (un altre cop salvant el projecte!) va utilitzar el seu mòbil per calcular la posició en la que estàvem: les mesures eren latitud N 41º 17' 8" (valor estable al llarg de 3 mesures ja que ens moviem, teòricament en línia recta d'Oest a Est, però sempre a la mateixa alçada); i longitud E 5º 30' 49" (valor variable ja que ens moviem cap a l'Est). La posició del Tròpic de Càncer és latitud N 23º 26′ 14″. Sembla que amb aquests dades ja podem mesurar la distància entre la nostra posició i el Tròpic de Càncer, fent servir alguna eina digital, no?

Després de barallar-me amb google i google maps durant 2 hores, he trobat la manera de mesurar la distància entre els 2 punts desitjats.

En total 1,987 kilòmetres

Ja tenim totes les dades! Només queden fer els càlculs: estarem aprop de la mesura d'Eratòstenes? Hauran sigut importants els errors en la medició que hem comès? Comprovem-ho.

Ara senzillament cal fer una regla de 3: si per un angle de 20.22º tenim una distància de 1,987 Km, llavors per un angle de 360º (l'esfera terrestre sencera) tindrem una longitud de l'esfera terrestre de...:

20.22º 1,987 kilòmetres
------ = -----------------------------------
360º longitud circumferència terrestre


Si ho resolem, obtenim que la longitud de la circumferència de la Terra és de: 35,376.86 kilòmetres

Ens hem equivocat de molt? La longitud de la circumferència (meridional) de la Terra és de 40,007.86 kilòmetres. Si calculem l'error relatiu veiem que ens hem equivocat d'un 11,58%. La propera vegada ho intentarem fer millor! I és que és veritat que hi han hagut moltes possibles fonts d'errors:

a) no podem assegurar que el pal selfie formés exactament 90º amb la taula
b) el vent que hi havia a coberta no permetia apuntar correctament el lloc on es projectava l'ombra
c) la precisió amb googlemaps podria haver estat millor, si el programa permetés calcular directament la distància entre 2 punts de coordenades
d) altres: influia en canvi de posició del vaixell? El pal mesurava exactament 60 cm? Les línies calculades manualment sóc precises? etc...

En fi, per mi ha estat divertit i profitós fer l'experiment, ja que he après ha utilitzar googlemaps i he entès una mica que signifiquen les dades de latitud i de longitud, que fins ara no me n'havia preocupat. Ha estat un plaer reproduir d'alguna manera aquest experiment i admirar-me que es va fer (amb menys error que el nostre, segons algunes fonts) fa uns 2300 anys.

NOTA: les xifres s'han escrit en notació anglosaxona, és a dir, el nostre punt aquí és una coma i al inrevés, ja que la matèria de Física i Química la fem en anglès (Physics and Chemistry).

AGRAÏMENTS: els meus agraïments a tots els que hi heu participat: en Ramon per fer un munt de fotografies, la Marta per fer-me de professora amb el googlemaps, l'Anna G. i en Joan R. per mostrar-me els exemples en que ells hi havien participat; l'Oriol, que el vaig enganxar quan ja havia dinat i va estar gairebé una hora fent mesures; i sobretot a l'Àngels i la Glòria per animar-me a fer l'experiment, acompanyar-me en el procés de mesura i compartir aquest viatge per Itàlia.

Filosofia, història de la ciència, àgora

Avui hem començat la classe de manera diferent, amb una història que em van explicar a l'escola quan jo feia 5è de primària i que em va encantar: la història comença afirmant que una fletxa llençada contra una diana, mai arriba al seu destí. "Com que no arriba al seu objectiu?" Des de que la fletxa surt de l'arc i fins a arribar a la diana, primer recorre la meitat de la distància que les separa; després, d'aquesta distància que li queda, recorre la seva meitat i així succesivament, de manera que sempre ens podem anar acostant a la diana, però sense arribar-hi del tot, ja que sempre podem trobar la meitat de la distància que ens separa de la diana.

Indagant una mica, aquesta història que em van explicar i que avui hem repetit uns quants anys més tard, és una de les paradoxes de Zenó, filòsof presocràtic de l'escola de Parmènides. La seva idea fonamental era que els objectes que es mouen no arriben mai al seu objectiu, ja que en l'espai podem fer subdivisions infinites (una sèrie geomètrica progressivament decreixent). Hi ha 2 tipus de solucions a aquesta paradoxa, la física i la matemàtica; aquestes explicacions fan referència a una suma d'infinits amb un resultat finit.

Doncs bé, tot això ens ha portat a un diàleg entre filòsofs on una de les coses que més m'ha cridat l'atenció és haver-me adonat de la puresa de raonament d'alguns dels meus alumnes de 3r d'ESO: sense haver llegit gaire o gens sobre filosofia, han arribat a afirmacions prou valentes i decidides, com que hi ha diversos punts de vista (matemàtic o físic), que es poden fer infinites divisions a l'espai, que mai es pot arribar al zero, que el zero no té sentit si abans no ho podem comparar amb quelcom que existeix o que no és zero...

Al final no sé on hem arribat, ni com avaluaré, ni què hem après... però què interessant que ha estat! Algú vol dir la seva després d'aquesta estona d'Àgora a l'aula i s'atreveix a deixar un comentari?

Vídeos que contesten preguntes: VideoMAT 2018

Un altre any hem participat al concurs VideoMat, un concurs on els alumnes plantegen una pregunta matemàtica i/o científica i la responen en un video de 3 minuts. Enguany hem presentat 3 vídeos, elaborats per alguns alumnes de la matèria Physics and Chemistry de 4t d'ESO i la veritat és que tant el professor com els alumnes n'estem molt contents i orgullosos de la feina feta.

Aquí deixo els 3 enllaços per a que us els mireu i, si us agraden, doneu al "M'agrada".

How would the Solar System be if Jupiter was a handball ball?


Which is the height of all the inhabitants on the Earth?


How much money and space are spent on cigarettes?


Felicitats per la feina ben feta a tots els alumnes que ho heu fet possible: Tonet, Oriol, Íngrid, Claudia, Lucía, Héctor, Isabella, Daniel M. i Laia S. Sou uns cracks!
I gràcies especials a les alumnes Cristina i Joanna i a les profes Sílvia, Mari i Anna L. per la seva colaboració.

Preparació de solucions d'aigua i sucre

Continuem treballant la matèria a 3r d'ESO i avui hem anat al laboratori per parlar de mescles homogènies o solucions i preparar-ne: hem afegit a l'aigua diferents quantitats de sucre, i a cada solució l'hem "pintat" amb un colorant alimentari diferent. Al tenir diferents densitats, les 3 solucions no es barregen i el resultat és aquest.

(Foto: Dani Aguilera)

Lab: acid and base challenge

Hi, boys and girls!

Did you like your last practice in the lab? The challenge consisted on guess which substance was on each test-tube: you can use litmus paper, red cabbage juice and your sense of smell! The colours obtained are wonderful and they will help us to predict the susbtances, considering their acid-base properties: bleach? ammonia? hydrochloric acid? Human urine (dilution)?

Here's an interesting report of the practice: thanks Claudia, nice pictures!