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  • 1. MATERIA Y TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
  • 2. Propiedades de la materia
    • En Física, se define materia como aquello de los que están hechos todos los objetos del Universo. Desde el agua que bebemos hasta un árbol, pasando por un bolígrafo todo está formado por materia.
    • 3. La materia viene caracterizada por dos tipos de propiedades:
      • * Propiedades generales: como la masa y el volumen, que las tiene todos los sistemas materiales.
      • 4. * Propiedades específicas o características: dependen del tipo de sustancia que forme la materia como la densidad, la temperatura, el punto de fusión y el de ebullición, el brillo, el color, ...
      • 5. Las propiedades generales no nos dan información sobre el tipo de sustancia que forma un sistema material determinado (infinidad de sistemas pueden tener una masa de 1 kg), sin embargo, las propiedades específicas si son características de cada tipo de sustancia y su conocimiento nos permitirá distinguir unas de otras ( el punto de fusión del agua es de 0ºC y es diferente al del mercurio -39ºC)
  • 6. La densidad
    • La densidad de una sustancia es el cociente entre la masa y el volumen:
    • 7. Densidad = Masa/Volumen
    • 8. d = m/V
    • 9. Unidad de densidad = kg/m3
    • 10. La masa y el volumen son, como hemos visto, propiedades generales de la materia, es decir son comunes a todos los cuerpos materiales y además dependen de la cantidad o extensión del cuerpo. En cambio la densidad es una propiedad característica, ya que nos permite identificar distintas sustancias.
  • 11. La Temperatura
    • La Temperatura es una propiedad de la materia que mide la energía media de las partículas (átomos y moléculas) que la forman, a diferencia con el calor, que mide la energía total de la partículas que forman una sustancia. En definitiva, la temperatura mide el estado de agitación de las partículas, a mayor movimiento de estas mayor es la temperatura.
    • 12. Temperatura y calor son dos conceptos que están relacionados pero claramente diferentes. Por ejemplo, la temperatura de un vaso de agua puede ser la misma que la temperatura de una botella de agua, pero la botellas tiene más calor porque tiene más agua y por lo tanto más energía térmica total.
    • 13. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Si dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se produce una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan.
  • 14.
    • Para medir la temperatura utilizamos los termómetros, son instrumentos que aprovechan la dilatación que sufren los cuerpos por el calor. Los más utilizados son los consistentes en un tubo de vidrio en el interior del cual tenemos un líquido (mercurio, alcohol coloreado, ...). Estos líquidos permanece en una burbuja en uno de los extremos del tubo, al calentarse se dilatan y ascienden por el tubo donde están marcadas las temperaturas.
    • 15. Actualmente se utilizan tres escalas para medir al temperatura, la escala Celsius es la que todos estamos acostumbrados a usar, la escala absoluta o Kelvin la utilizada por el Sistema Internacional y la Fahrenheit se usa en los países anglosajones.
    Medida de la temperatura
  • 16. Estados de agregación de la materia
      La materia se presenta en forma de tres estados de agregación en la naturaleza: sólido, líquido y gaseoso. Dependiendo de las condiciones de presión y temperatura cada sustancia se presenta en forma de uno u otro estado. Pocas sustancias podemos encontrar en la superficie terrestre en los tres estados, una de estas pocas es el agua. La podemos encontrar en estado sólido formando el hielo de los polos, los icebers, en forma líquida en los mares y ríos o de forma gaseosa formando las nubes. Cada estado de agregación lo podemos caracterizar en base a dos propiedades: la forma y el volumen.
  • 17. Los gases
      La Teoría Cinética nos ayudará a entender el comportamiento de los estados de agregación de la materia y en particular los gases. En el caso de estos, está se basa en una serie de postulados que podemos resumir de la siguiente manera: Los gases están compuestos por partículas que se mueven en línea recta y al azar, este movimiento aumenta con la temperatura. Las moléculas sufren colisiones aleatorias entre ellas y las paredes del recipiente contenedor del gas. Las colisiones entre las moléculas del gas y entre ellas y las paredes son elásticas, no pierden energía. El volumen total ocupado por las moléculas del gas es despreciable frente al volumen del contenedor. Esto es equivalente a afirmar que las distancias entre partículas son relativamente grandes si las comparamos con su tamaño. Las fuerzas de atracción entre las moléculas son despreciables. A partir de estos postulados podemos definir los gases como un estado de agregación de la materia en el cual las fuerzas interatómicas o intermoleculares de una sustancia son tan pequeñas que no adopta ni forma un volumen fijo, tendiendo a expandirse todo lo posible para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene.El comportamiento de los gases se estudia en función de tres magnitudes, la presión la temperatura y el volumen, variables que están ligadas entre sí.
  • 18. Leyes de los gases
      Este comportamiento se rige por una serie de leyes:
    • Ley de Boyle: La presión de un gas es inversamente proporcional al volumen del mismo, siempre que se mantenga constante la temperatura.
    • 19. Ley de Charles: El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura del mismo, siempre que se mantenga constante la presión.
    • 20. Ley de Gay-Lussac: La presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura del mismo, siempre que se mantenga constante el volumen.
    • 21. Ley de Avogadro: El volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad de este en moles, siempre que se mantengan la presión y la temperatura constantes.
  • 22. Los líquidos
    • Las partículas de los líquidos están unidas por fuerzas de atracción que aunque son menores que en los sólidos, mantienen a las partículas juntas por lo que en los líquidos el volumen es constante. Pero al ser estas fuerzas de atracción menor, permiten deslizarse unas partículas sobre otras por ello la forma de los líquidos es variable y normalmente se adapta al recipiente que los contiene.
    • 23. Este deslizamiento permite también explica la fluidez y viscosidad de los líquidos. Esta movilidad aumenta a medida que crece la temperatura.
  • 24. Sólidos
    • En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando entorno a unas posiciones fijas, las partículas se disponen de manera ordenada por lo que los sólidos tienen forma y volumen fijos.
  • 25. Cambios de estado
    • El estado en que se encuentra un cuerpo depende, sobre todo de la temperatura del mismo. De tal manera que si esta cambia puede llegar a cambiar su estado de agregación. Si suministramos el suficiente calor a un cuerpo en estado sólido este puede pasar a estado líquido, se ha producido una fusión y la temperatura a la que se ha producido se denomina punto de fusión. En el caso del agua esto se produce a los 0ºC y por lo tanto este es el punto de fusión del agua.