Introducción a la Física y la Química: La Materia (Primera Parte)
Física de la materia
-
Upload
franklin-rivera -
Category
Education
-
view
1.432 -
download
8
description
Transcript of Física de la materia
Prof. Franklin Rivera
Prof. Franklin Rivera 1
MateriaEn esta sección estudiaremos que es la materia. La
cual conocemos como algo que tiene masa y ocupa espacio.
La tierra, el agua que tomamos, el aire que respiramos, nuestro cuerpo y todo lo que tocamos esta compuesto de materia.
Obviamente la materia existe en diversas formas y con propiedades fisicas.
La s podemos clasificar en solido, liquido, gas y plasma
Estas clasificaciones las llamaremos fases o estados de la materia
Prof. Franklin Rivera 2
Phases de la MateiaSolidos: Rigidos y duros, retienen su forma a
menos que sean distorcionados por la fuerza. Rocas, plasticos, madera, metales
Liquidos: Fluyen en el momento, adquieren cualquier forma, son definidos en su superficie y son mas densos que el gas. Ej, agua, alcohol, sangre
Gases: Fluyen con nitidez, adquieren cualquier tamaño y forma, no tienen superficie definida, son comprimibles. Ej, aire, helio, dioxido de carbono.
Plasma: Tiene propieded de gases pero conducen electricidad, interaccionan con campos magneticos fuertemente, existen a altas temperaturas, Ej. Luces flourecentes, Neones, vapor liquido La materia del sol
Prof. Franklin Rivera 3
MateriaPara simplificar la discusion consideremos la
materia en una fase puraLos elementos quimicos representan la forma
mas pura de la materiaEstos estan clasificados en la tabla periodica de
los elementosEn ella encontraras aproximadamante 117
elementos diferentes de los cuales solo 90 son naturales
Cada uno tiene su estado, peso, tamaño y nombre
Prof. Franklin Rivera 4
Prof. Franklin Rivera 5
AtomosLos atomos: Pequeñas particulas que forman los elementosNucleo:Proton Carga ( + )Neutron: carga neutralElectron: carga ( - )Los protones y neutrones formanel nucleo, mientras que el electrongira en orbita alrededor del nucleo por fuerza centripetal delNucleo formando un atomo. Cada elemento tiene su atomounico que lo distingue de los demas. Su numero atomico
estadado por el numero de protones de cada atomo del
elemento.Tambien poseen un simbolo quimico.
Prof. Franklin Rivera 6
Compuestos & MoleculasCompuestos es la forma mas simple de la
materiaEs una combinacion de elementos ya sea del
mismo tipo o diferentes elementos.Existen miles de compuestosLos compuestos forman moleculas en una combinacion unica que ningun otro compuesto tiene
Prof. Franklin Rivera 7
Mezclas y Soluciones Muchas substancias tales como el aire , las rocas el agua de mar estan compuestas de dos o mas compuestos o elementos que estan mezclados fisicamente. Estas composiciones se le clasifica como mezclas o soluciones.
Las mezclas estan clasificadas en homogeneas y heterogeneas
Ej. Arena y cal, harina –sal-agua, Las homogeneas no son separablesLas heterogeneas se pueden separa en sus componentes
Prof. Franklin Rivera 8
SolucionesEstan compuestas de un solvante y un solutoSolvente es el medio que disuelve al soluto,
ej. Agua, alcohol, acetona, etcSoluto es el compomente que se disuelve en
el solvente, ej. Sal de mesa
Prof. Franklin Rivera 9
Comportamiento MolecularLos solidos tienen caracterisicas de rigidezEstas se deben a que su fuerzas de atraccion
entre moleculas o atomos son bien fuertes creando enlaces rigidos entre particula.
No son comprimibles y no cambian de forma
Prof. Franklin Rivera 10
Comportamiento MolecularLos liquidos tienen caracteristicas de adoptar
cualquier forma pero tambien su superficie es plana o mejor dicho crean tension superficial.
Las particulas estan enlazadas pero no rigidamente de modo que pueden intercambiar enlaces unas con las otras y son poco comprimibles
Prof. Franklin Rivera 11
Comportamiento MolecularLos gases poseen fuerzas de atraccion
debiles, esto causa que las particulas se desplazen libremente en el espacio
Adoptan cualquier forma y espacio debido a esa libertad y son comprimibles
Sus particulas viajan segun la enrgia cinetica que poseean
Prof. Franklin Rivera 12
Materia y sus MoleculasEn resumen vemos en los diagramas como se
comporta laa particulas segun el estadoTambien veremos como cambian de estado y
como se les llama a cada proceso Segun el cambio de energia cinetica en sus
particulas
Prof. Franklin Rivera 13
PresiónSe le conoce como la fuerza por unidad de area que
actua perpendicular a una superficie, donde:P = F/A
donde P es la presion, F es la fuerza en Newtons y A es el area en unidades cuadradas
Presion y fuerza son directamente proporcional mientras que fuerza y area son inversamente proporcional
Sus unidades de medicion sonPSI, pulgadas de Hg, Pascal y mm de HgNota: PSI significa pound square inches
Prof. Franklin Rivera 14
PresiónLas fuerzas que son ejercidas por los gases, liquidos y
solidos son normalmente expuestas sobre una superficie
La fuerza que nuestro cuerpo ejerce sobre el suelo esta distribuida en el area de la suela de nuestros zapatos
La fuerza que ejerce la punta de un lapiz sobre nuestra piel esta distribuida en el area de la punta del lapiz
Si nos fueramos a punzar con un lapiz sin punta y luego lo hacemos con otro lapiz con punta, el lapiz con punta nos haria mas daño que el que no tiene punta
Esto se debe a la diferencia de areas entre las puntas de los lapices
Prof. Franklin Rivera 15
DensidadTal y como la presion es una extension de la idea
de fuerza, la densidad es una extension de la idea de masa
Si la presion es una concentracion de fuerza por area, entonce la densidad esuna concentracion de masa por volumen
Densidad: Es la unidad de masa por volumen de una substancia
Densidad = masa / volumenD = m/V
Esta se mide en g/ cm3 o Kg/m3
Prof. Franklin Rivera 16
DensidadPara encontrar la densidad de una
substancia, solo se mide la masa y este valor es dividido entre el volumen ocupado
Cada substancia tiene su densidad unica pues esta relacionado al tipo de materia y sus elementos combinados
Nota: un cm3 es igual a un mililitro (ml) 1cm3 = 1 ml
…osea que lo podemos expresar en g/ml o g/ cm3
Prof. Franklin Rivera 17
Temperatura y calorLa temperatura es uno de los conceptos mas
utilizados en nuestras vidas luego del tiempo.La idea de temperatura es bien diferente a lo que es
calor o energia internaLa temperatura la medimos utilizando el termometroEste depende de varias propiedades fisicas para
medir cambios de temperaturaExisten los de mercurio, alchol rojo, de metal .Existen tres tipos de escalas para leer la temperatura
Celcius Farenheit Kelvin
Prof. Franklin Rivera 18
Termometros y Escalas
Prof. Franklin Rivera 19
TemperaturaEl temperatura la cantidad de energia
cinetica que tienen las particulas de la substancia
Osea que el termometro mide el movimineto o velocidad de movimiento de las particulas a cierta temperatura
Los atomos y las moleculas que componen la materia tiene una energia cinetica que va en aumento segun el estado de la materia
Prof. Franklin Rivera 20
Energia y Temperatura El diagrama nos muestra como cambia la
kE o velocidad de las particulas segun va aumentando la temperatura
Entran en juego la presion y la temperatura, determinando el estado de la materia
Cuando se llega a cero Kelvin no hay temperatura, pues no vibra las moleculas siendo la temperatura mas baja
Prof. Franklin Rivera 21
Presion Temperatura y VolumenLa expansion de volumen de los gases es mayor que
en liquidos y en solidos , segun el ordenLos solidos tienden a expandir al elevar la
temperaturaEse efecto ocurre en los termometros, de ese modo
el indicador aumenta o disminuye de lectura segun la temperatura
Igual ocurre con los metales, estos expanden al aplicarle calor y son usados en muchas aplicaciones
En liquidos este efecto va ligado con la presion y ocurre un cambio de fase
Prof. Franklin Rivera 22
Prof. Franklin Rivera 23