Todas las arañas tienen mandíbulas y colmillos diseñados para morder y administrar veneno a sus presas. Sin embargo, la mayoría de estas arañas tienen mandíbulas y dientes demasiado pequeños para perforar la piel humana. El veneno de la mayoría de las arañas no es tóxico para los humanos a menos que tengan un sistema inmunológico comprometido u otra condición médica. Pensilvania tiene algunas especies de arañas que son capaces de morder a los humanos e incluyen la araña lobo, varias arañas de saco y la araña viuda negra del sur. Si cree que lo ha picado una araña potencialmente peligrosa, consulte a su médico de inmediato.

La araña lobo es miembro del género Hogna y Pensilvania alberga dos de las especies más grandes de Hogna y arañas lobo conocidas como H. carolinensis y H. aspersa. Según la especie, las arañas lobo de Pensilvania pueden medir entre 18 y 35 milímetros de longitud y suelen encontrarse en el suelo y entre tablas, rocas y leña en el exterior. Son arañas cazadoras y se ven con mayor frecuencia de noche cuando están a la caza de presas. Morderán a los humanos si quedan atrapados junto a la piel, como entre la ropa, o si son manipulados. Su veneno no causa una reacción grave en los humanos y normalmente produce dolor y enrojecimiento de corta duración.

En Pensilvania se encuentra una variedad de arañas de saco, incluidas las agrarias y las de cara ancha. Varían en tamaño de 4 a 10 milímetros y se pueden encontrar afuera en el follaje, debajo de los marcos de las ventanas y en las esquinas de las paredes y techos de las casas. Son conocidos por morder a los humanos e incluso se les ha visto arrastrándose sobre la piel humana mordiendo repetidamente. Según la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Estatal de Pensilvania, la picadura es muy dolorosa y puede causar eritema, edema y picazón intensa. Algunas personas pueden experimentar una reacción más grave a estas picaduras de araña que puede incluir fiebre, malestar general, calambres musculares y náuseas. También puede ocurrir una lesión necrótica y ulceración en el sitio de la mordedura.

La araña viuda negra del sur, o Latrodectus mactans, es una pequeña araña que mide entre 3/16 y 3/8 de pulgada de largo. Son de color negro brillante y tienen una distintiva marca roja de reloj de arena en el abdomen. Estas arañas se pueden encontrar debajo de las rocas y en montones de leña. La picadura de una araña viuda negra es indolora cuando ocurre, sin embargo, dentro de dos horas puede experimentar dolor y hormigueo en los nervios y la columna vertebral. El veneno entregado en una mordedura de una viuda negra es una neurotoxina y puede causar síntomas como fiebre, escalofríos, presión arterial elevada, ardor en la piel, fatiga, dificultad para respirar y dolores musculares. Las mordeduras de viuda negra generalmente se tratan con antiveneno de Latrodectus y medicamentos para contrarrestar los síntomas. Una mordedura generalmente no es fatal, aunque puede serlo en pacientes ancianos y niños muy pequeños.

La mayoría de las picaduras de araña sanarán y desaparecerán por sí solas sin tratamiento médico. Sin embargo, si experimenta fiebre, dolores musculares, dolor en los nervios o cualquier otro tipo de reacción alérgica, busque atención médica de inmediato.

Antes de la invención de los semáforos, los jinetes, los carruajes tirados por caballos, las bicicletas y los peatones competían por el derecho de paso en las carreteras con orientación limitada más allá de la cortesía y el derecho consuetudinario. Cuando apareció el automóvil, se hizo evidente que se necesitaba algún tipo de organización para controlar el flujo de tráfico, a menudo caótico. A Inglaterra se le atribuye la invención del primer semáforo operado manualmente, mientras que los semáforos eléctricos evolucionaron en los Estados Unidos.

Antes de la invención de los semáforos, las reglas de tránsito se basaban en la tolerancia mutua o la cooperación entre quienes ocupaban el camino. En las intersecciones, generalmente se esperaba que las personas permitieran que aquellos que llegaron a la intersección antes que ellos procedieran primero. Esto pronto se convirtió en derecho consuetudinario, pero nadie supervisó el cumplimiento de la ley. En todo Estados Unidos se adoptó una regla que se originó en Francia a principios de siglo y que otorgaba el derecho de paso al conductor de la derecha, pero a menudo se consideró inviable.

El primer semáforo, que combinaba una lámpara de gas y semáforos de madera, se erigió fuera de las Casas del Parlamento en Inglaterra en 1868. Diseñado por JP Knight, un ingeniero de señalización ferroviaria, era operado manualmente por un policía. Consistía en un poste de 22 pies con dos brazos de semáforo que se elevaban 45 grados para indicar «precaución» y se elevaban horizontalmente para indicar «alto». Por la noche, un policía encendió dos lámparas de gas ubicadas en la parte superior del poste e hizo parpadear la luz roja para «alto» y la luz verde para «ir». Los policías que operaban el semáforo tocaron un silbato cuando la señal estaba cambiando. Cuando la explosión de una lámpara de gas hirió gravemente a un policía, se abandonó el estilo de semáforo de Knight.

En 1912, Lester Farnsworth Wire, director de seguridad vial en Salt Lake City, Utah, construyó un semáforo parecido a una casa para pájaros con dos agujeros a cada lado. Dentro de cada agujero había un portalámparas. Alambre insertó una bombilla verde y una bombilla roja en los agujeros a cada lado de la caja. Montó la caja en un poste en medio de una intersección concurrida y conectó el dispositivo a un tranvía aéreo y líneas eléctricas. Colgó otro cable de la caja a un poste en una esquina de la intersección. Los oficiales de policía podían controlar las luces con un interruptor en el poste de la esquina. Dado que Wire no patentó su semáforo estilo casa de pájaros, a menudo se cuestiona su afirmación de haber inventado el primer semáforo eléctrico.

En 1918, James Hoge patentó un sistema de semáforo eléctrico que había diseñado varios años antes. El sistema constaba de cuatro pares de luces rojas y verdes montadas en los postes de las esquinas de las intersecciones y conectadas a una cabina de control central. Un policía dentro de la cabina cambió manualmente las señales para controlar el flujo de tráfico. El sistema se instaló en 1914 en las esquinas de Euclid Avenue y East 105th Street en Cleveland, Ohio. El semáforo de Hoge generalmente se considera el primer semáforo eléctrico.

Muchos estudiantes de química avanzados de la escuela secundaria y la universidad realizan un experimento conocido como la reacción del «reloj de yodo», en el que el peróxido de hidrógeno reacciona con el yoduro para formar yodo, y el yodo reacciona posteriormente con el ión tiosulfato hasta que se consume el tiosulfato. En ese momento, las soluciones de reacción se vuelven azules en presencia de almidón. El experimento ayuda a los estudiantes a comprender los fundamentos de la cinética química: las velocidades a las que tienen lugar las reacciones.

Las reacciones químicas son termodinámicamente “favorables” si la energía total de los productos es menor que la energía total de los reactivos. Sin embargo, la formación de productos requiere primero la ruptura de enlaces en los reactivos, y la energía requerida para romperlos representa una barrera de energía conocida como «energía de activación» o Ea.

La determinación de la energía de activación requiere datos cinéticos, es decir, la constante de velocidad, k, de la reacción determinada a una variedad de temperaturas. Luego, el estudiante construye una gráfica de ln k en el eje y y 1/T en el eje x, donde T es la temperatura en Kelvin. Los puntos de datos deben caer a lo largo de una línea recta, cuya pendiente es igual a (-Ea/R), donde R es la constante de los gases ideales.

El gráfico de (ln k) frente a (1/T) para la reacción del reloj de yodo debería revelar una pendiente de alrededor de -6230. Así, (-Ea/R) = -6230. Usando una constante de gas ideal de R = 8.314 J/K.mol da Ea = 6800 * 8.314 = 51,800 J/mol, o 51.8 kJ/mol.

La generación de energía eléctrica suele ser un proceso de dos pasos en el que el calor hierve el agua; la energía del vapor hace girar una turbina, que a su vez hace girar un generador, creando electricidad. El movimiento del vapor produce energía cinética, la energía de los objetos en movimiento. También obtienes esta energía del agua que cae. Es directamente proporcional a la velocidad del cuerpo en movimiento: cuanto más rápido se mueve, mayor es la energía. La electricidad se produce cuando la energía cinética hace girar bobinas (o cables) de cobre dentro de la turbina.

Una parte clave de la mayoría de las centrales eléctricas es el generador, un dispositivo que convierte el movimiento giratorio en electricidad. Dentro del generador, las bobinas de alambre de cobre giran dentro de un fuerte campo magnético. A medida que las bobinas se mueven, el campo magnético crea el flujo de electricidad de corriente alterna (CA) dentro del cable. La fuente del movimiento rotatorio, ya sea un molino de viento, una turbina o un motor diesel, no importa; solo tiene que ser lo suficientemente fuerte como para hacer girar el generador. La dinamo, un «primo» del generador, funciona de la misma manera; sin embargo, produce corriente continua (CC).

Una planta de energía de vapor (o generador) produce electricidad quemando combustibles, incluida la biomasa, el carbón o el petróleo. El vapor generado por el proceso se alimenta a una turbina. La armadura de cobre (alambre) en el generador gira con la rotación de la turbina, produciendo una corriente eléctrica. Un ejemplo de una central eléctrica de vapor es la central eléctrica de Big Bend ubicada en Tampa, Florida.

La electricidad que se genera a partir del agua se llama hidroelectricidad. El agua que cae hace girar las aspas de una turbina hidroeléctrica, que a su vez mueve la armadura de cobre dentro del generador eléctrico para producir electricidad. Un ejemplo de central hidroeléctrica es la presa Great Hoover (ubicada cerca de Las Vegas, EE. UU.). Cuenta con un total de 19 turbinas que producen suficiente electricidad para atender a más de 1,3 millones de personas al año.

Una planta de energía eólica hace girar las palas de una turbina, que mueven la armadura de cobre (que se encuentra dentro del generador) para generar electricidad. Los molinos de viento se han utilizado en el pasado para hacer girar las ruedas de los molinos adjuntos. Los molinos de viento modernos convierten la energía mecánica (generada por el movimiento) en energía eléctrica. Un ejemplo de una planta de energía eólica es el parque eólico de 107 megavatios (MW) ubicado cerca del lago Benton, Minnesota.

Las células fotovoltaicas utilizan la energía de la luz solar para producir electricidad. La corriente continua (CC) se genera a partir de paneles solares estacionarios (que están compuestos por células fotovoltaicas) y se usa comúnmente para aplicaciones locales, incluido el funcionamiento de bombas de riego a pequeña escala o para cargar dispositivos que funcionan con baterías. Las plantas de energía solar a escala comercial están ganando popularidad constantemente con el aumento en el precio de los combustibles fósiles. Funcionan atrapando la energía solar a través de grandes reflectores. La energía atrapada luego se dirige a los receptores que utilizan varias tecnologías para generar electricidad al accionar turbinas de gas o vapor. La planta de energía de Nellis es la planta de energía solar más grande de América del Norte. Está ubicado en la Base de la Fuerza Aérea de Nellis en el condado de Clark, Nevada, cerca de Las Vegas. La planta está compuesta por más de 70.000 paneles solares fotovoltaicos y su capacidad eléctrica máxima se estima en 13 megavatios de corriente alterna (13 MW AC).

Un conductor se refiere a un material que contiene cargas eléctricas en su superficie, lo que permite que la electricidad fluya a través de él. Muy a menudo, estas cargas eléctricas se deben a la presencia de electrones. El grado de conductividad de un material depende del número de portadores de carga presentes, la cantidad de carga transportada y la movilidad de los portadores de carga. Generalmente, los conductores fuertes son metales con electrones de valencia débilmente unidos que pueden moverse libremente entre los átomos.

La plata es el conductor más fuerte de todos los materiales conocidos. Sin embargo, debido a que la plata es un material relativamente costoso y buscado, no se usa con frecuencia por sus propiedades conductoras. En los casos en que sea esencial un material extremadamente conductor, el cobre se puede recubrir con una fina capa de plata líquida.

El cobre es uno de los conductores más utilizados debido a su alta conductividad combinada con su relativa abundancia y bajo costo. Debido a que también es un metal dúctil, puede enrollarse en bobinas y usarse para fabricar alambres. Según el Instituto Europeo del Cobre, el cobre es muy resistente a la corrosión, lo que también lo hace ideal para el cableado doméstico.

Junto con el cobre, el aluminio es otro conductor de uso frecuente. Mientras que el cobre es más conductor, el aluminio se usa con más frecuencia para hacer sartenes debido a la reactividad del cobre con los alimentos ácidos. En febrero de 2011, Science Daily anunció que era probable que el aluminio reemplazara al cobre en los vehículos eléctricos y semieléctricos. El aluminio es menos denso y más barato que el cobre. Sin embargo, esto todavía está en debate porque el aluminio tiene menos estabilidad térmica y el potencial de corroerse a un ritmo más rápido. Es posible que deba ser aleado con otro metal para ciertas aplicaciones.

Además de los conductores fuertes enumerados anteriormente, otros conductores incluyen:

• oro
• planchar
• acero
• latón
• bronce
• mercurio

Si bien los materiales generalmente caen en la categoría de ser un conductor o un aislante, algunos materiales son ambos. Según ScienCentral, los semiconductores son materiales que en su mayoría están compuestos por átomos que no tienen electrones de movimiento libre y, por lo tanto, normalmente no conducen la electricidad. Sin embargo, algunos de sus átomos tienen electrones que se mueven libremente, lo que, en determinadas circunstancias, les permite ser conductores.

Hay muchas diferencias entre las células procariotas y eucariotas. Algunas de estas diferencias son estructurales mientras que otras son procedimentales. Dos de los procesos que son sustancialmente diferentes entre procariotas y eucariotas son la expresión génica y la regulación de la misma. Ambos tipos de células transcriben el ADN en ARNm, que luego se traduce en polipéptidos, pero los detalles de estos procesos difieren.

Los procariotas carecen de núcleos y otros orgánulos, que son compartimentos especializados rodeados de membranas, mientras que los eucariotas los tienen. De hecho, la palabra «eucariota» significa «núcleo verdadero». En los eucariotas el genoma de la célula se encuentra en el núcleo. Por lo tanto, la transcripción ocurre en el núcleo y la transcripción de ARNm se exporta posteriormente a través de los poros nucleares (poros en la envoltura nuclear) al citoplasma para su traducción. Por el contrario, la transcripción y traducción procariótica no están separadas espacial o temporalmente.

Los elementos promotores son secuencias cortas de ADN que se unen a los factores de iniciación de la transcripción de una célula. Los procariotas tienen tres elementos promotores: uno que está aguas arriba del gen que se transcribe, uno que está 10 nucleótidos aguas abajo y otro que está 35 nucleótidos aguas abajo. Los eucariotas tienen un conjunto mucho más grande de elementos promotores, siendo el principal la caja TATA. Los factores de iniciación de la transcripción eucariota ensamblan un complejo de iniciación, que se disocia al final de la iniciación. Los factores de iniciación de la transcripción procarióticos no ensamblan un complejo de iniciación.

Los ribosomas son sitios de traducción compuestos de ARN y proteínas que se unen al ARNm y al ARNt de una célula. Los procariotas tienen ribosomas 70S, mientras que los eucariotas tienen ribosomas 80S. La «S» se refiere al coeficiente de sedimentación, una medida del tamaño, la masa y la forma de una partícula. Un ribosoma 80S se compone de una subunidad 40S y una subunidad 60S, mientras que un ribosoma 70S consta de una subunidad 30S y una subunidad 50S.

Además de tener diferente maquinaria de transcripción y traducción, los procariotas y los eucariotas difieren en la regulación de sus genes. La regulación eucariótica es mucho más compleja y, a menudo, se basa en varios mecanismos de retroalimentación, procesos de desarrollo y factores ambientales. Por el contrario, los procariotas regulan rutas metabólicas completas en lugar de regular cada enzima por separado. Las enzimas bacterianas para una vía determinada están adyacentes entre sí en el ADN de una célula y se transcriben en un ARNm. Este ARNm se llama ARNm policistrónico. Cuando una célula necesita más o menos enzimas de una vía, simplemente transcribe más o menos el ARNm de esa vía.

Los gases eran un enigma para los primeros científicos que estaban desconcertados por su libertad de movimiento y su aparente ingravidez en comparación con los líquidos y los sólidos. De hecho, no determinaron que los gases constituyeran un estado de la materia hasta el siglo XVII. Tras un estudio más detallado, comenzaron a observar propiedades consistentes que definían los gases. La única distinción que inicialmente desconcertó a los científicos, que las partículas de gas tienen más espacio para moverse libremente que las partículas de sólidos o líquidos, informa cada una de las propiedades que todos los gases tienen en común.

Los gases contienen moléculas dispersas que se dispersan en un volumen dado y, por lo tanto, son menos densos que en su estado sólido o líquido. Su baja densidad proporciona fluidez a los gases, lo que permite que las partículas de gas se muevan rápida y aleatoriamente entre sí, expandiéndose o contrayéndose sin un posicionamiento fijo. Las distancias promedio entre las moléculas son lo suficientemente grandes como para que las interacciones entre las moléculas no interfieran con su movimiento.

Los gases no tienen forma ni volumen definidos. El movimiento aleatorio de las moléculas de gas les permite expandirse o contraerse para asumir el volumen del recipiente que las contiene. Por lo tanto, el volumen de un gas se refiere al espacio del recipiente en el que sus moléculas tienen rango para moverse. Esta propiedad hace que los gases ocupen más espacio del que ocuparían en estado líquido o sólido. Los gases también se contraen y expanden en cantidades predecibles dependiendo de los cambios de temperatura y presión.

La baja densidad de los gases los hace comprimibles ya que sus moléculas pueden colocarse lejos unas de otras. Esto les permite moverse libremente para encajar en los huecos de espacio entre ellos. Así como los gases son comprimibles, también son expandibles. La libertad de las moléculas de gas hace que tomen la forma de cualquier recipiente en el que se coloquen, llenando el volumen del recipiente.

Dada la gran cantidad de espacio entre las moléculas de gas, dos o más gases pueden mezclarse rápida y fácilmente entre sí para formar una mezcla homogénea. Este proceso se llama difusión.

Las moléculas de gas están en constante movimiento. Ejercen presión, o fuerza por unidad de área, sobre la superficie interior de su recipiente. La presión varía según la cantidad de gas confinado al volumen de un recipiente dado, la temperatura y la presión.

Planetas terrestres, gigantes gaseosos, cometas, lunas, asteroides: el sistema solar de la tierra tiene numerosos tipos de cuerpos celestes. Los planetesimales son objetos celestes rocosos inusuales que se pueden medir en unos pocos metros o en muchos kilómetros. Están ubicados en muchas partes del sistema solar y algunos astrónomos creen que son clave para la historia de los planetas y las lunas. La materia planetesimal, como la roca y el polvo, puede haberse combinado con la gravedad para formar varias de las masas que orbitan alrededor del sol.

El astrónomo ruso Viktor Safronov teorizó que, cuando se estaba formando el sistema solar, la fuerza de atracción de la gravedad unió fragmentos de nebulosas (nubes de polvo, gases y plasma), creando planetesimales rocosos de varios tamaños. Si los planetesimales más cercanos al sol estuvieran compuestos de materia con puntos de fusión elevados, podrían haber formado los cuatro planetas terrestres. Los planetas exteriores podrían haber venido de planetesimales hechos de diferentes materiales que formaron núcleos densos, atrayendo gases ligeros como el hidrógeno y el helio. Esto puede haber resultado en los cuatro planetas conocidos como gigantes gaseosos.

Plutón fue alguna vez considerado uno de los nueve planetas del sistema solar de la Tierra. Sin embargo, en la última parte del siglo XX, muchos astrónomos creían que Plutón simplemente no era lo suficientemente grande como para ser considerado un planeta importante. Algunos de estos científicos comenzaron a referirse a Plutón como un planetesimal. Para 2006, la mayoría de los astrónomos de la Unión Astronómica Internacional generalmente acordaron que Plutón no era un planeta, aunque esta fue una decisión controvertida para algunos científicos y no científicos. La eliminación de Plutón de la lista de planetas fue pensada como una reclasificación en lugar de una degradación.

En 1943, el astrónomo irlandés Kenneth Edgeworth sugirió que los objetos no descubiertos se encontraban cerca del límite exterior del sistema solar. En 1951, Gerard Kuiper ofreció más evidencia para apoyar esta idea. De hecho, un anillo de cuerpos helados, ahora comúnmente conocido como el cinturón de Kuiper, orbita alrededor del sol más allá de Neptuno. Algunos de los objetos más grandes del cinturón se consideran planetesimales o «súper cometas». Desde 1992, muchos han sido identificados. Plutón es el cuerpo más grande dentro de esta agrupación. Los miembros más pequeños del cinturón están etiquetados como «cometas».

Muchas de las lunas que orbitan planetas se consideran planetesimales. La mayor de las 13 lunas de Neptuno, Tritón, entra en esta categoría. Una de las 53 lunas de Saturno, Febe, es un planetesimal, así como las dos lunas de Marte, Fobos y Deimos. Además, Júpiter tiene 50 lunas, y varias de ellas cumplen los criterios de los planetesimales.

Una fracción es un valor en dos partes; cada parte, el numerador o el denominador, es un número entero. El numerador es el número superior de la fracción, mientras que el denominador es el número inferior. Las matemáticas fraccionarias de orden inferior, como la suma y la resta, requieren que los denominadores de las fracciones involucradas tengan el mismo valor. Al encontrar una fracción que se encuentra entre otras dos, ignoras las matemáticas fraccionarias normales a favor de un método más simple.