CAPÍTULO 1 / TEMA 1
Calor
A diferencia de la temperatura, el calor es la energía que se origina como consecuencia de los movimientos vibratorios de las moléculas y los átomos que conforman un cuerpo.
Las materias y sus propiedades
Propiedades extensivas de los
materiales: masa, volumen
y temperatura
A diario en nuestro entorno sin darnos cuenta solemos distinguir, diferenciar o agrupar a los materiales según sus propiedades características. Por ejemplo, si tomamos tres recipientes, en el primero agregamos agua, en el segundo aceite y en el tercero jugo de tomate, podemos concluir que estamos en presencia de tres líquidos, y a su vez reconocer e identificar que cada uno posee diferentes características.
PROPIEDADES DE LA MATERIA
Se habla de propiedades químicas cuando el material sufre una transformación, y propiedades físicas cuando el material sufre un cambio pero no se altera su identidad. Entre las propiedades más conocidas se encuentran: la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, la solubilidad, el calor específico, el olor y la dureza, entre otros.
¿Qué es la Química?
La química es la ciencia que se encarga de estudiar todo lo referente a la materia y a las diferentes formas en las que la misma se presenta en la naturaleza, es decir, de los materiales.
En química y en física, las propiedades pueden también clasificarse en función a la cantidad de material estudiado y a su naturaleza. Se habla de propiedades intensivas, aquellas que dependen de la naturaleza del material, entre ellas, la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, la solubilidad y el calor específico. En cambio, las propiedades extensivas son aquellas que dependen de la cantidad de material estudiado, entre ellas, la masa, el volumen y la temperatura.
MASA
La masa es aquella propiedad extensiva que indica la cantidad de materia que posee un cuerpo. Se puede medir con una balanza, y es una propiedad invariable, es decir, que no depende de la altitud o la latitud.
Según el Sistema Internacional de Medidas (S.I.), la unidad base para la masa es el kilogramo (kg), el cual equivale a 1.000 gramos.
Por otra parte, no debemos confundir a la masa con el peso, el cual es una fuerza con la que la Tierra atrae a los cuerpos (fuerza de gravedad), por lo que varía con la latitud y se cuantifica con un dinamómetro. La unidad para cuantificar el peso es el Newton (N). Por ejemplo, si se desea conocer el peso de una persona cuya masa es 60 kg, se debe multiplicar su masa por la constante gravitacional, que es 9,8 en la Tierra (m/s), a través de la fórmula:
P = m.g
Con nuestros sentidos podemos descubrir algunas de las propiedades de lo que nos rodea.
Con la balanza se mide la masa, es decir, la cantidad de materia que posee un cuerpo.
P es el peso que deseamos calcular, m, la masa en kilogramos (kg), y g, la constante gravitacional en nuestro planeta en metros por segundo (m/s).
QUIERO SABER SOBRE...
La masa puede estudiarse al comparar dos pelotas de un mismo tamaño pero hechas de diferentes materiales, una de goma y otra de hierro, que aunque sean de un mismo tamaño, difieren en su masa, teniéndose que la pelota de hierro posee mayor cantidad de materia que la pelota de goma.
El peso se mide con un dinamómetro.
¿QUÉ ES UN ÁTOMO?
Es la unidad básica de cualquier elemento, es decir, la más pequeña de la materia que no puede ser dividida mediante procesos químicos.
¿Peso y masa son lo mismo?
Aunque esto suele producir confusión, peso y masa son diferentes propiedades. La primera es la fuerza de gravedad sobre el cuerpo, mientras que la segunda es la cantidad de materia que posee dicho cuerpo. En este sentido, si una persona tiene una masa de 50 kg en la Tierra, también la tendrá en la Luna, pero su peso será distinto, ya que la aceleración de la gravedad es diferente.
TEMPERATURA
Además de la masa y el volumen, otra propiedad extensiva es la temperatura. Para entender este concepto diremos que la materia está compuesta por elementos muy pequeños, llamados moléculas, que a su vez, están hechas por otros elementos más pequeños aún llamados átomos.
Las partículas o moléculas que son parte de la materia se mueven y chocan entre sí, cuanto más se mueven más chocan. Esta energía que producen las partículas no se puede calcular, sin embargo, se puede medir el aumento o disminución del choque entre ellas. A esta medida se la llama temperatura.
La forma de determinar la temperatura de un cuerpo es mediante la lectura de un termómetro. Al referirnos a la temperatura decimos que un material está más caliente o más frío, sin embargo, el frío no existe: es simplemente la pérdida de calor. Por ello el descenso de temperatura de un material sólo indica que perdió calor.
La temperatura se mide con un termómetro.
La temperatura se representa en diferentes escalas (diferentes formas de medir la temperatura): la escala centígrada o Celsius (ºC), la escala Fahrenheit (ºF) y la escala Kelvin (K).
La escala Celsius toma como referencia el punto de congelación del agua que equivale a 0 ºC, y su punto de ebullición a 100 ºC. Esta escala es la que se utiliza en casi todos los países.
La escala Fahrenheit, utilizada en los países anglosajones, toma como referencia el punto de congelación del agua en 32 ºF y su punto de ebullición en los 212 ºF.
En la escala Kelvin, empleada para estudios de termodinámica, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, a -273,15 ºC. La magnitud de su unidad se define como igual a un grado Celsius, es decir, un Kelvin es equivalente a esa temperatura en escala Celsius, la más conocida.
Composición de la materia según la teoría de las cuerdas.
VOLUMEN
El volumen es una propiedad extensiva que indica el espacio que ocupa la materia, por lo que junto con el concepto de masa contribuyen a la definición de la materia, es decir, a todo aquello que tiene una masa y ocupa un lugar en el espacio.
En función al estado en que se encuentre el material, sea sólido, líquido o gaseoso, los científicos podrán entonces definir la metodología y materiales que deben emplear para determinar el volumen de un material:
— Líquidos: para determinar el volumen de líquidos se emplean materiales de vidrio graduados, es decir con una escala uniforme. En función a la cantidad de líquido que se desea medir, se emplean materiales de mayor o menor precisión. Algunos de estos materiales los podemos encontrar en el laboratorio de química
— Gases: los gases son un caso en particular, pues debido a tendencia a ocupar todo el espacio donde se encuentran, su volumen será igual al recipiente o espacio donde se hallen.
— Sólidos: para la determinación del volumen depende de si el sólido es regular o irregular. Si el sólido es regular, se emplean una serie de fórmulas ya establecidas, muy conocidas; para el caso de sólidos irregulares, se determina por desplazamiento de líquido.
El volumen del aerosol es difícil de calcular, ya que se adapta al recipiente en el cual se encuentra.
Unidades de volumen
Según el Sistema Internacional de Medidas (S.I), la unidad de volumen es el metro cúbico (m3) y la unidad de capacidad es el litro (L). El metro cúbico hace referencia al volumen de un cubo que tiene un metro de arista, mientras que el litro se refiere al volumen que ocupa 1 kg de agua, a la temperatura de 4 ºC.
Temperatura y presión
Video que demuestra que cuando la temperatura de un gas aumenta, las moléculas se mueven más rápidamente y ejercen más presión en las paredes del contenedor. Así, la presión ejercida por un gas que se encuentra en un contenedor cerrado aumenta con la temperatura.
La materia y sus propiedades
Video que explica las mezclas, sustancias y soluciones. También los sistemas homogéneos y heterogéneos y las fases y componentes de un sistema.
Fenómenos y propiedades físicas y químicas
Este recurso audiovisual muestra que los fenómenos físicos no producen ningún cambio en la composición de la sustancia y son reversibles, en cambio los fenómenos químicos provocan un cambio en la composición de las sustancias y pueden ser reversibles o irreversibles.
DESCARGAR / IMPRIMIR
