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Conceptos sobre la materia y la energía

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  • 1. Conceptos sobre la materia y la energíaTodo lo que nos rodea, incluidos nosotros mismos, está formado por un componente común: la materia.Normalmente, para referinos a los objetos usamos términos como materia, masa, peso, volumen. Paraclarificar los conceptos, digamos que:Materia es todo lo que tiiene masa y ocupa un lugar en el espacio;Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo;Volumen es el espacio ocupado por la masaCuerpo es una porción limitada de materiaEstados físicos de la materiaEn términos conceptuales, materia se puede definir como cualquier sustancia que posee masa y ocupa unlugar en el espacio (volumen); la cual como cualquier otro componente de la naturaleza reacciona afactores ambientales como la presión y la temperatura, manifestándose en tres estados:Gaseoso.Líquido.Sólido.Estos estados obedecen fundamentalmente a la energía cinética o energía de movimiento de lasmoléculas que conforman dicha materia y a la forma de agregación de las mismas.Los estados de lamateria dependende Factores delambiente comopresión ytemperatura.Estados de la materia en relación a cambios de la temperatura del ambienteLos diferentes estados de la materia secaracterizan por la energía cinética de lasmoléculas y los espacios existentes entreestas.Estados de la materia en relación a cambios de la energía cinética de las moléculasCada uno de los estados le confiere a la materia características propias, a pesar de no cambiar sucomposición.La figura siguiente complementa los conceptos aquí formulados, obsérvelo haciendo énfasis en lasrelaciones y diferentes vías existentes:
  • 2. Los estados de la materia: efecto de las condiciones del medioAunque la materia en sus diferentes estados, no varía en su composición, puede variar en suscaracterísticasPrincipales Características de los estados de la materiaSÓLIDOS LÍQUIDOS GASESPoseen forma definida.No poseen forma definida,por lo tanto adoptan la formadel recipiente que loscontiene.No poseen forma definida, porlo tanto adoptan la forma delrecipiente que los contiene.Poseen volumen fijo. Poseen volumen fijo. Poseen volumen variable.Baja compresibilidad. Compresión limitada. Alta Compresibilidad.Cambios físicos y cambios químicosEl cambio físico se caracteriza por la noexistencia de reacciones químicas y decambios en la composición de la materia.
  • 3. Cambio físico de la materia: cambio de estado sólido (hielo) a estado líquido del agua, medianteel aumento en la temperatura del sistema.Cambios químicos:Son aquellos cambios en la materia que originan la formación de nuevas sustancias, lo que indica queexistieron reacciones químicas.El cambio Químico de lamateria se caracteriza porla existencia de reaccionesquímicas, de cambios enla composición de lamateria y la formación denuevas sustancias.Cambio Químico de la materia: Formación de Ácido Clorhídrico, mediante la reacción de Cloro eHidrógeno.Observe que en los cambios químicos la materia sometida al cambio posee unas característicasdiferentes a la materia inicial.Composición y propiedades de la materiaComo se vio anteriormente, la materia presenta tres estados físicos, dependiendo de factores ambientalescomo la presión y la temperatura; independiente de ello, el aspecto de la materia está determinado por laspropiedades físico-químicas de sus componentes, encontrándose materia homogénea y materiaheterogénea.Materia homogéneaEs aquella que es uniforme en su composición y en sus propiedades y presenta una sola fase, ejemplo deello sería un refresco gaseoso, la solución salina, el Cloruro de Sodio o sal de cocina; este tipo de materiase presenta en formas homogéneas, soluciones y sustancias puras.Materia heterogénea
  • 4. Es aquella que carece de uniformidad en su composición y en sus propiedades y presenta dos o másfases, ejemplo de ello sería la arena, el agua con aceite; este tipo de materia es también conocida comomezcla y se caracteriza por el mantenimiento de las propiedades de los componentes y la posibilidad queexiste de separarlos por medio de métodos físicos.Sustancias puras, elementos y compuestosSustancia puraUna sustancia es pura cuando se encuentra compuesta por uno o más elementos en proporcionesdefinidas y constantes y cualquier parte de ella posee características similares, definidas y constantes;podríamos decir que una sustancia es pura cuando se encuentra compuesta en su totalidad por ella y nocontiene cantidades de otras sustancias; ejemplos de ello serían la sacarosa, el agua, el oro.Elemento:Sustancia pura imposible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, en dos o mássustancias, ejemplo: el Hidrógeno (H), el Oxígeno (O), el Hierro (Fe), el Cobre (Cu).Compuesto:Sustancia pura posible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, en dos o más sustancias,ejemplos: El agua (H2O), la sal (NaCl), el ácido Sulfúrico (H2SO4).Mapa conceptual que muestra la categorización de la materia, dependiendo de las características ycomposición de las sustancias constituyentes.EnergíaEl movimiento de los constituyentes de la materia, los cambios químicos y físicos y la formación denuevas sustancias se originan gracias a cambios en la energía del sistema; conceptualmente, la energíaes la capacidad para realizar un trabajo o transferir calor; la energía a su vez se presenta como energíacalórica, energía mecánica, energía química, energía eléctrica y energía radiante; estos tipos de energíapueden ser además potencial o cinética. La energía potencial es la que posee una sustancia debido a suposición espacial o composición química y la energía cinética es la que posee una sustancia debido a sumovimiento.
  • 5. Tipos de energíaManifestaciones de la energíaEnergía Mecánica: El movimiento de las hélicesdel molino de viento es transferido a un sistemamecánico de piñones, para producir energíaeléctrica o lograr la ascensión de agua de un pozosubterráneoTIPOS DE ENERGIA1. Energía Eléctrica
  • 6. 2. Energía lumínica3. Energía mecánica4. Energía térmica5. Energía Eólica6. Energia Solaré es la antimateria ?> Inicio > Ciencia y TecnologíaQué es la antimateriaLa antimateria es un concepto de la teoría de partículas del que se ha especulado mucho, peroque tan sólo ha sido comprobado hace relativamente poco tiempo. Muy sencillamenteexplicado a principios del siglo XX se predijo la existencia de las antipartículas: un electrón concarga positiva también llamado antielectrón o positrón, un protón con carga negativa oantiprotón y un antineutrón. Poco más de veinte años después se demostró la existencia delpositrón y sucesivamente se demostraron las siguientes partículas. Cuando un antiprotón y unprotón impactan uno con otro se libera una gran cantidad de luz (rayos gama en su mayoría) yse generan partículas elementales que son específicas para cada choque entre antipartículas.De esta manera si existen estas antipartículas es de esperar que existan antiátomos hechoscon aquellas. Por ejemplo el hidrógeno formado por un protón y un electrón (el isótopo másabundante) debe tener su antiátomo: el antihidrógeno formado un antiprotón y un positrón.Esta es la base de la antimateria, lo que nos plantea el problema de su existencia. Es hastahace poco que varios laboratorios han podido mantener antimateria por poco tiempo,básicamente átomos de antihidrógeno o antiátomos de hidrógeno (no se debería usar ambostérminos juntos: antiátomos de antihidrógeno pero las reglas de la Academia se han vueltoalgo flexibles en ese sentido).Según las principales teorías sobre el origen del universo debía formarse tanta materia comoantimateria en la Gran Explosión o Big Bang. Entonces ¿por qué es tan escasa o nula en lo queconocemos del universo? Trataré de resumir las teorías que lo abarcan no sin antes aclarar quedeben explicar el ¿por qué no la encontramos de forma natural a nuestro alrededor? O por lomenos ¿por qué tan escasa? Sin embargo existen evidencias de que hay antimateria en eluniverso ¿a qué se debe? ¿Qué propiedades tendría?
  • 7. Tres son las que tienen más peso hoy en día: La primera afirma que en el momento que seformó el universo se creó un pequeño exceso de materia, de manera que la antimatería seanularía del todo y solo quedaría el pequeño exceso de antimateria; como objeción a estateoría tenemos que la cantidad de materia que se formaría sería infinitamente pequeña y laradiación que se produciría en la anulación excede con mucho a la que encontramos comoradiación de fondo o residual de la aparición del universo. La segunda dice que las propiedadesde la materia y la antimateria no son iguales y que por tanto el universo favorece la existenciade materia, se conoce como la teoría asimétrica y al parecer hay evidencias en ese sentidopero no hay una confirmación completa. La tercera indica que ciertas regiones del universoestán formadas por antimateria y otras por materia.Al menos nuestra galaxia parece estar formada principalmente por materia pero no quita laposibilidad de que otras galaxias estén formadas por antimateria. La principal objeción queesto tiene es que hasta ahora la antimateria es una cosa rara y que las fuentes de ésta tambiénlo son lo que lleva a pensar que muy difícilmente se podría acumular antimateria como paraformar una galaxia, no muchos científicos apoyan esta teoría debido a este argumento y lafalta de evidencias pero sabemos por lo que la historia nos dice que este argumento, aunquesencillo y fuerte no siempre se confirma.