Ciència, Matèria i Digestió: Conceptes i Processos

La Ciència i el Mètode Científic

La ciència es defineix com un conjunt de coneixements sobre el món obtinguts per mitjà de l'observació, l'experimentació i el raonament. D'aquests coneixements es dedueixen lleis a partir de les quals s'elaboren teories comprovades.

Branques de la Ciència

• Física: Analitza qualsevol canvi que experimenta la matèria en què no s'altera la seva naturalesa.
• Química: Estudia com està constituïda la matèria, les seves propietats i els canvis que experimenta i que afecten la seva naturalesa.

La Matèria i les seves Propietats

Matèria: És tot el que ocupa un lloc en l'espai i té massa.

Tipus de Propietats

• Propietats Generals: Tenen un valor que no serveix per identificar la substància (ex: massa).
• Propietats Característiques: Tenen un valor propi i característic per a cada substància (ex: densitat).

La Mesura i el Mètode Científic

Magnitud: Qualsevol característica de la matèria o dels canvis que pot experimentar, que es pot mesurar.

Factor de conversió: És una fracció en què el numerador i el denominador indiquen la mateixa quantitat d'una magnitud, però expressada en unitats diferents.

Mètode científic: És el procediment que segueixen les persones que treballen amb la ciència per estudiar els problemes i arribar a conclusions certes que expliquen fets observats o prediuen fenòmens nous.

Fases del Mètode Científic

1. Observació
2. Elaboració d'hipòtesis
3. Experimentació
4. Anàlisi de resultats
5. Definició de lleis i elaboració de teories
6. Publicació de resultats

La Teoria Cinètica i els Gasos

Teoria Cinètica (Gasos)

• Els gasos ocupen el volum de tot el recipient que els conté.
• Els gasos exerceixen una pressió sobre les parets del recipient que els conté.
• Com més de pressa es mouen les partícules d'un gas, més alta és la temperatura.

Les Lleis dels Gasos

• Llei de Boyle-Mariotte: Quan un gas experimenta transformacions a temperatura constant, el producte de la pressió que exerceix pel volum que ocupa es manté constant
  P · V = constant
• Llei de Gay-Lussac: Quan un gas experimenta transformacions a volum constant, el quocient entre la pressió que exerceix i la temperatura absoluta es manté constant:
  P / T = constant
• Llei de Charles: Quan un gas experimenta transformacions a pressió constant, el quocient entre el volum del gas i la seva temperatura es manté constant.
  V / T = constant

Teoria Cinètica Aplicada a Gasos, Líquids i Sòlids

• La matèria està formada per partícules que estan més o menys unides depenent de l'estat d'agregació en què es trobi.
• Les partícules es mouen, més o menys lliurement, depenent de l'estat. Com més de pressa es mouen, més alta és la temperatura de la substància.
• Els canvis d'estat són exemples de fenòmens físics, ja que en aquests processos no s'altera la naturalesa de la matèria, sinó tan sols l'estat en què es presenta.

Conceptes Clau sobre Canvis d'Estat

• Temperatura de fusió (punt de fusió): Temperatura a la qual es produeix el canvi d'estat de sòlid a líquid en tota la massa del sòlid.
• Ebullició (punt d'ebullició): Temperatura a la qual es produeix el canvi d'estat de líquid a gas en tota la massa líquida.
• Evaporació: Canvi d'estat de líquid a gas que es produeix a la superfície del líquid.
• L'ebullició: Canvi d'estat de líquid a gas que es produeix a tota la massa d'un líquid.

La Matèria

Classificació de la Matèria

1. Substància pura: És la matèria que té una composició que no canvia siguin quines siguin les condicions físiques en què es trobi.
2. Mescles: És la matèria que resulta de la combinació de diverses substàncies pures que es poden separar mitjançant procediments físics.

Substàncies Pures

• Elements: Substàncies pures que no es poden descompondre en altres de més simples per cap procediment.
• Compostos: Substàncies pures que es poden descompondre en altres de més simples mitjançant un procés químic.

Tipus de Mescles

• Heterogènies: És una mescla en què és possible distingir-ne els components mitjançant procediments òptics.
• Homogènies: És una mescla en què no és possible distingir-ne els components mitjançant procediments òptics.

Mescles Especials

• Dissolució: És una mescla homogènia i no dispersa la llum.
• Col·loide: És una mescla heterogènia d'aspecte homogeni i que dispersa la llum.
• Emulsió: Les partícules que estan en menys proporció es mantenen disperses gràcies a una tercera substància anomenada emulsionant.

Separació de Mescles

• Garbellament: Separació d'un sòlid que està en contacte amb un líquid en el qual no és soluble.
• Filtració: Separació d'un sòlid que està en contacte amb un líquid en el qual no és soluble.
• Cristal·lització: Separació d'un sòlid dissolt en un líquid, generalment per evaporació del líquid.
• Separació magnètica: Separació de dos components quan un dels dos és ferromagnètic.
• Decantació: Separació de dos líquids immiscibles.
• Destil·lació: Separació de dos líquids miscibles, o d'un líquid en el qual està dissolt un sòlid.
• Cromatografia: Separació de mescles en les quals els components tenen afinitats diferents per un dissolvent.

Mescles Homogènies: Les Dissolucions

Una dissolució és una mescla homogènia de dos o més components:

• Dissolvent: És el component que hi ha en més proporció.
• Solut: És el component que hi ha en menys proporció.

Concentració: D'una dissolució indica la quantitat de solut que hi ha en una quantitat determinada de la dissolució.

Solubilitat: D'una substància, és la quantitat màxima de solut que es pot dissoldre en un dissolvent determinat.

Funcions Digestives

• Ingestió: Entrada d'aliments a través de la boca, on són triturats per les dents i barrejats amb la saliva.
• Digestió: Transformació dels aliments en substàncies més senzilles (nutrients) perquè les cèl·lules les puguin aprofitar. Es produeix per processos:
  • Mecànics: Tallar, triturar i mesclar els aliments. Es produeix a la boca i a l'estómac.
  • Químics: Transformació dels aliments en compostos més senzills, gràcies a substàncies que provoquen canvis químics.
• Absorció: Els nutrients obtinguts en la digestió travessen la paret del tub digestiu fins als vasos sanguinis.
• Egestió: És l'eliminació a l'exterior de les substàncies no digerides o no aprofitables.

La Transformació de l'Aliment (On té lloc)

• Bol alimentari: És l'aliment mastegat i mesclat amb la saliva. Es produeix a la boca.
• Quim: És el resultat de la digestió gàstrica que es produeix a l'estómac.
• Quil: Es produeix a l'intestí prim. És una barreja d'aigua, substàncies nutritives i altres productes no digerits.
• Femta: Són els residus de la digestió, que passen a l'intestí gros.

L'Intercanvi de Gasos

L'intercanvi de gasos es porta a terme als alvèols pulmonars. És l'intercanvi de diòxid de carboni i oxigen. L'intercanvi es duu a terme per difusió.

Malalties de l'Aparell Respiratori

• Tuberculosi: És una malaltia contagiosa produïda per un bacteri que destrueix el teixit pulmonar. Es transmet a través de l'aire. Si no es tracta, pot ser mortal.
• Asma: Es produeix per un estrenyiment temporal dels conductes respiratoris que dificulta la respiració. És degut a causes al·lèrgiques, exercici físic intens o infeccions respiratòries. Símptomes: tos, sensació de manca d'aire i un xiulet en respirar.
• Bronquitis: Malaltia inflamatòria dels bronquis deguda a la infecció d'un bacteri, fet que provoca dificultats per respirar. Es caracteritza per una producció abundant i duradora de mocs. Si s'agreuja, hi ha més dificultat per respirar, caminar o fer exercici físic, i caldria oxigen suplementari.
• Refredat o grip: Infeccions molt contagioses produïdes per virus. No hi ha tractament curatiu. Símptomes més comuns: cansament, esternuts, producció abundant de mocs i irritació del coll. La grip és més intensa i sol anar acompanyada de dolors musculars, calfreds i febre.

Ventilació Pulmonar

És el procés per mitjà del qual l'aire atmosfèric entra fins a l'interior dels pulmons i després surt dels pulmons a l'atmosfera. Es duu a terme per mitjà de dos moviments: inspiració i expiració.

Glàndules Annexes

Són les glàndules salivals, el fetge i el pàncrees.

• Glàndules salivals: Produeixen saliva.
• Fetge: Produeix la bilis, que ajuda a dissoldre els greixos. S'emmagatzema a la vesícula biliar i s'aboca al duodè.
• Pàncrees: Produeix el suc pancreàtic, que s'aboca al duodè i completa la digestió.