A MATERIA E OS SISTEMAS MATERIAISA MATERIA E OS SISTEMAS MATERIAISTodolo que nos rodea na natureza é materia, un río que corre polo campo, a terra que pisamos ao andar.

Materia é todo aquelo que ten masa e volume ( que ocupa un lugar no espazo).

SISTEMA MATERIALSISTEMA MATERIAL

Sistema materialSistema material:: porción de materia que se porción de materia que se considera de forma illada para o seu estudoconsidera de forma illada para o seu estudo

• Sistema illadoSistema illado: non hai intercambio de materia : non hai intercambio de materia nin de enerxía.nin de enerxía.

• Sistema AbertoSistema Aberto: hai intercambio de materia e e : hai intercambio de materia e e de enerxía co exterior .de enerxía co exterior .

• Sistema PechadoSistema Pechado: non hai intercambio de : non hai intercambio de materiamateria..

Sistema abertoSistema abertoSistema illado Sistema pechado

PROPIEDADES XERAIS DA MATERIAPROPIEDADES XERAIS DA MATERIA. A masa e o volumevolume son propiedades xerais da

materia.

• MASA defÍnese como a cantidade de materia que posúe un corpo ou un sistema.

• Non depende da forma nin do grao de división

• Unidade no S.I.: kg

• Mídese coa balanza.

VOLUMEVOLUME• É unha propiedade xeral dos sistemas materiais

que se define como o espazo que ocupa. • Non depende da forma nin do grao de división• É constante nos sólidos e líquidos non nos

gases • Depende da presión e da temperatura, sobre

todo nos gases• Unidade no S.I.: m3

• Medida de volume:1.-Sólidos regulares2.-Sólidos irregulares.

Como se mide o volumeComo se mide o volume

1.-SÓLIDOS REGULARES:1.-SÓLIDOS REGULARES: Aqueles que teñen unha forma definida.Aplicamos unha fórmula despois de medir

ab

c

CUBO CILINDRO

V=L3 V=πr2h

PARALELEPÍPEDO

ESFERA

V=a·b·c

V=4 π r3/3

Como se mide o volumeComo se mide o volume2.-SÓLIDOS IRREGULARES.2.-SÓLIDOS IRREGULARES.Son aqueles sólidos que non teñen unha forma definida propia .

Hai que empregar o método de inmersión.1.-Collemos a probeta ,énchese de auga ata certa altura.

2.-Anotamos o volume de auga alcanzado na probeta,:lectura inicial .3.-Mergullamos cuidadosamente o sólido e anotamos o novo volume alcanzado pola auga : lectura final.

V= Vf- Vi

Como se mide o volume

3.-.-LÍQUIDOS.LÍQUIDOS.

O volume dos LÍQUIDOS mídese directamente botándoo nun recipiente graduado.

Como se mide o volume

4.-.-GASESGASES..

O volume dos gases mídese recolléndoos sobre auga ou outro líquido e medindo o volume desprazado.

Propiedades específicas

• Son aquelas que permiten diferenciar os distintos tipos de materia denominadas substancias.

CorBrilloOlordurezaSaborDensidadePunto de fusiónPunto de ebuliciónSolubilidadeConductividade térmica e eléctrica……..

DENSIDADE• A densidade, relaciona a masa dunha substancia A densidade, relaciona a masa dunha substancia

co volume que ocupa.co volume que ocupa.• Proporciona unha idea do grao de compactación

• UNIDADES NO S.I.: Kg/m3

• Emprégase moito g/cm3

Aire 0,012

Alcohol 0,8

Auga 1

Densidades dalgunhas substancias (g/cm3)

Aluminio 2,7

Cobre 8,9

Prata 10,5

Chumbo11,3

Ferro 7,8

Mercurio 13,6

Ouro 19,3

D = m/vD = m/v

DENSIDADE

• Densidade da cortiza:

240g: 1000Cm3 = 0,24 g /cm3

• Densidade do chumbo:

11290 g: 1000 Cm3 = 11,29 g /cm3

cortiza Chumbo

1000 cm3

de volume

ESTADOS DA MATERIA

A materia preséntase en tres estados de agregación: sólido, líquido e gasoso.Só algunhas substancias poden atoparse de modo natural nos tres estados, tal é o caso da auga.A maioría das substancias preséntan nun estado concreto. Así, os metais ou as substancias que constituen os minerais encóntranse en estado sólido e o osíxeno ou o CO2 en

estado gasoso:

ESTADOS DE AGREGACIÓN.

SÓLIDOSÓLIDO

GASGAS

LÍQUIDOLÍQUIDO

ESTADOS DA MATERIAOs sólidosOs sólidos:

Teñen forma fixaTeñen volume constante.Non se poden comprimirNon flúen por si mesmos

Segundo a distribución das súas partículas poden ser:Cristais: Partículas ordenadasAmorfos: Partículas desordenadas

ESTADOS DA MATERIAOs Líquidos:

Teñen volume constanteSon pouco compresiblesNon teñen forma propiaFlúen por si mesmos, por eso xunto cos

gases se denominan fluidos

ESTADOS DA MATERIAOs Gases:

Non teñen forma fixaOcupan todo o volume do recipiente Comprímense facilmenteFlúen por si mesmos e tenden a mesturarse

con outros gasesVariación acusada de volume ao cambiar as condicións de temperatura e presión.

FACTORES QUE DETERMINAN O ESTADO DE AGREGACIÓN

Flú

or

F

Presión.Presión.

O butano e o osíxeno gárdanse en botellas en estado líquido a altas presións

Temperatura.Temperatura.

A auga pode estar en calquera dos tres estados dependendo da temperatura

Tª menor de 0ºC sólido

Tª entre 0ºC e 100ºC líquido

Tª maior de 100ºC gas

TEORIA CINÉTICO MOLECULAR.

A T.C.M. é un modelo que usan os científicos para explicar a natureza da materia.

Unha teoría ou modelo consiste en facer un conxunto de suposicións (hipóteses) de como están feitas as cousas ou de cómo funcionan, ao que chamamos interpretación teórica.

Foi desenvolta no XIX por Clausius,Maxwell e Boltzman

SÓLIDOSÓLIDO GASGASLÍQUIDOLÍQUIDO

TEORIA CINÉTICO MOLECULAR.

A TCM basease nas seguintes hipóteses:

• A materia é discontinua,e, está formada por moitas partículas que se moven continuamente e en liña recta chocando entre si e coas paredes do recipiente sen perder enerxía (Choque elastico). Este movemento aumenta coa Tª

• O volume das partículas é desprezable fronte ao volume total (Masas puntuais)

• Entre as partículas establécense forzas atractivas e repulsivas

• Entre as partículas só hai baleiro

• As partículas están moi xuntas e ordenadas, hai ocos entre elas.

• As partículas están en posicións fixas pero teñen movemento de vibración.

• Teñen volume e forma fixos.

• Dilátanse e contráense ao variar a temperatura.

• Non se poden comprimir.

OS SÓLIDO SEGUNDO A TCM:

OS LÍQUIDOS SEGUNDO A TCM:

• As partículas están xuntas , pero desordenadas,e, en continuo movimento de vibración e rotación.

• As forzas entre as partículas son máis débiles que no estado sólido.

• Teñen volume propio (non varía), pero poden fluir e adoptar a forma do recipiente.

• Non poden contraerse e expandirse.

OS GASES SEGUNDO A T.C.M:• As partículas están moi

separadas, en continuo movemento, polo que chocan unhas con outras, e coas paredes do recipiente.

• Os choques coa paredes orixinan a presión.

• As partículas móvense en líña recta. Cambiando a súa direción cando se producen os choques .

• O tempo que dura un choque é moito menor co espacio de tempo que transcurre entre dous choques sucesivos.

• Os gases posúen forma e volume variable

• Comprímense con facilidade expándense continuamente.

CAMBIOS DE ESTADO

S Ó L I D O L Í Q U I D O G A S E O S O

Sublimación progresiva

fusión vaporización

Sublimación regresiva

solidificación condensación

CAMBIOS DE ESTADO.

• Ao quentar suficientemente un sólido convírtese en líquido.

• Quentándoo máis pasará a gas.

• Pode haber tamén paso de sólido a gas: é a sublimación. O iodo sublímase.

Os sólidos teñen estrutura cristalina , é dicir , os seus átomos Os sólidos teñen estrutura cristalina , é dicir , os seus átomos están colocados  de  forma regular en determinados puntos, están colocados  de  forma regular en determinados puntos, seguiendo as tres dimensións do espazo.          Estes átomos seguiendo as tres dimensións do espazo.          Estes átomos poden vibrar en torno a súa posición de equilibrio e sea súa poden vibrar en torno a súa posición de equilibrio e sea súa temperatura aumenta , a amplitud das súas vibracións crece , temperatura aumenta , a amplitud das súas vibracións crece , xa que a enerxía que reciben emplégase en aumentar a súa xa que a enerxía que reciben emplégase en aumentar a súa velocidade . velocidade .

                 Pode chegar un momento no que os enlaces  que os retiñan Pode chegar un momento no que os enlaces  que os retiñan

nas súas posicións  se rompan , desaparezan a distribución nas súas posicións  se rompan , desaparezan a distribución regular ou o que é o mesmo a estrutura cristalina se inicie o regular ou o que é o mesmo a estrutura cristalina se inicie o paso ao estado líquido, é dicirla paso ao estado líquido, é dicirla fusión .fusión .

FUSIÓN

• 1ª.- Á presión atmosférica , as substancias puras 1ª.- Á presión atmosférica , as substancias puras funden a unha TEMPERATURA  constante que se funden a unha TEMPERATURA  constante que se chama chama temperatura de fusióntemperatura de fusión . .

• 2ª .-Mentras dura a fusión a temperatura 2ª .-Mentras dura a fusión a temperatura mantense constante .mantense constante .

• 3ª .-Se a presión exterior cambia , a temperatura 3ª .-Se a presión exterior cambia , a temperatura de fusión experimenta pequenas variacións .de fusión experimenta pequenas variacións .

•             

LEIS DA FUSIÓN

TEMPERATURA DE FUSIÓN

• Para unha substancia pura:

Pto. Fusión

SÓLIDO

LIQUIDO

Tª

tempo

A enerxía calorífica para cambiar de estado ,non se emprega en aumentar a temperatura ,senon en romper as fuerzas atractivas entre as moléculas.

.

• É o paso de líquido a sólidoÉ o paso de líquido a sólido• Prodúcese a mesma temperaturaProdúcese a mesma temperatura

ca fusiónca fusión• Durante a solidificación a Tª Durante a solidificación a Tª

permanece constantepermanece constante

SOLIDIFICACIÓN

É o paso dunha substancia desde o estado líquido É o paso dunha substancia desde o estado líquido ao estado gasoso.ao estado gasoso.

Formas de vaporización:Formas de vaporización:Evaporación:Evaporación:

Só na superficie dos líquidosSó na superficie dos líquidos A calquera temperaturaA calquera temperatura LentaLenta

VAPORIZACIÓN

Ebulición:Ebulición: Prodúcese en toda a masa do líquidoProdúcese en toda a masa do líquido Cada líquido ten unha Cada líquido ten unha temperatura detemperatura de ebuliciónebulición

característica a Presión atmosféricacaracterística a Presión atmosférica

VAPORIZACIÓN

TEMPERATURA DE EBULICIÓN

• Para unha substancia pura:

Pto. Ebulición

LIQUIDO

GAS

Tª

tempo

A enerxía calorífica para cambiar de estado ,non se emprega en aumentar a temperatura ,senon en romper as fuerzas atractivas entre as moléculas.

É o paso dunha substancia desde o estado GASOSO É o paso dunha substancia desde o estado GASOSO ao estado LÍQUIDO.ao estado LÍQUIDO.

Prodúcese desprendendo enerxíaProdúcese desprendendo enerxía A temperatura de condensación é a mesma ca de A temperatura de condensación é a mesma ca de

ebuliciónebulición

LICUACIÓN = CONDENSACIÓN

É o paso directo dunha substancia desde o estado sólido É o paso directo dunha substancia desde o estado sólido ao estado gasoso.ao estado gasoso.

A presión atmosférica subliman o iodo e a naftalinaA presión atmosférica subliman o iodo e a naftalina No baleiro poden sublimar tódalas substanciasNo baleiro poden sublimar tódalas substancias

SUBLIMACIÓN REGRESIVA:SUBLIMACIÓN REGRESIVA:Paso directo de gas a sólidoPaso directo de gas a sólido

SUBLIMACIÓN

O Xofre fórmase por sublimación regresiva

CALOR LATENTE DE CAMBIO DE ESTADO.

É a enerxía que absorbe ou desprende a unidade de masa para cambiar dun estado a outro

Calor latente de fusión(LF) : Enerxía necesaria para fundir a unidade de masa á súa tempertura de fusión.

Calor latente de vaporización(LV):enerxía necesaria para pasar de líquido a gas a unidade de masa dunha substancia á súa temperatura de ebulición

• UNIDADES DE L : Julios/kilogramo

CAMBIOS DE ESTADO

• Calor de fusión : Calor necesario para fundir unha substancia a súa temperatura de fusión e a presión atmosférica.

• Calor de vaporización :Calor necesario para vaporizar unha substancia a súa temperatura de ebulición e a presión atmosférica.

FLmQ

VLmQ

TEORÍA CINÉTICA E TEMPERATURA ENERXÍA INTERNA (U): É a suma de das enerxías cinéticas e potenciais de

tódalas partículas que forman un corpo (E nuclear,E rotación, E vibración, E traslación,etc)

Factores dos que depende a enerxía interna: Masa: máis masa máis partículas máis enerxía interna Tipo de substancia: en cada unha os enlaces son distintos Temperatura: máis Tª máis movemento máis enerxía

interna TEMPERATURA: Magnitude que mide o contido enerxético medio das

partículas dun corpo A enerxía é proporcional á enerxía cinética media das

partículas do corpo TKEc

2

3

O CONCEPTO DE TEMPERATURAO CONCEPTO DE TEMPERATURATT11 TT22 > T > T11

A teoría cinética explica a presión dun gas como consecuencia dos choques, así como a temperatura, que é directamente proporcional á enerxía cinética media de traslación por partícula / k é a cte de Boltzmann cuxo valor éTk

23Ec

k = 1,38 1023 J/molécula

DIFERENCIA ENTRE CALOR E TEMPERATURA.

A temperatura e a calor están moi ligados, pero non son o mesmo. Cando tocamos un corpo podémolo sentir quente ou frío segundo a temperatura que teña,e, a súa capacidade para conducir a calor. É por elo que, se colocamos sobre unha mesa un bloque de madeira e unha placa de metal, ao tocala placa de metal se siente máis fría, porque conduce mellor a calor do noso corpo ca madeira, sen embargo , os dous teñen a mesma temperatura.

CalorCalor : : é a enerxía transmitida dun corpo a outro, debido á diferencia de temperatura entre ambosUNIDADES: julios(S.I.) , Calorías

DIFERENCIA ENTRE CALOR E TEMPERATURA.

TemperaturaTemperatura: : Magnitude que mide o contido enerxético Magnitude que mide o contido enerxético medio das partículas dun corpomedio das partículas dun corpoUNIDADES: Kelvin (S.I.)., ºC ,ºFUNIDADES: Kelvin (S.I.)., ºC ,ºF

A medida da temperatura polos sentidos é subxetiva, pode dar unha idea aproximada pero non exacta. Canto máis condutor sexa un corpo, máis frío o notaremos.

Os termómetros permiten medila temperatura dunha forma máis obxectiva

Unidades de medida • CaloríaCaloría ( cal): cantidade de calor (enerxía)

que se necesita para incrementar a temperatura de 1 g de auga en 1°C.

1 cal1 calt = 1°Ct = 1°C

1 gr H2O

1Cal = 4,18 J1Cal = 4,18 J

MEDIDA DA TEMPERATURAMEDIDA DA TEMPERATURA

Auga fría Auga temperada Auga quente

Xeo fundente Auga fervendo

Para calibrar un termómetro utilízanse dous puntos fixos: punto de fusión do xeo e punto de ebulición da auga

PASO DUNHA ESCALA DE TEMPERATURA A OUTRA

100

273

180

32

100

KFºCº

CALOR ABSORBIDO OU CEDIDOCALOR ABSORBIDO OU CEDIDO

Ce = Calor específica

ife TTCmQ m = masa Tf = temperatura inicial

Tf = temperatura final

Cando aumenta ou diminúe a Tª dun corpo sen cambiar de estado

Calor específica cantidade de enerxía en forma de calor que se lle debe suministrar a unha determinada substancia, por unidade de masa, para incrementar a súa temperatura en 1°C.

SUBSTANCIA CALOR ESPECÍFICA ( cal/ gr °C)

Auga 1.00

Xeo 0.55

Vapor de auga 0.50

Aluminio 0.22

Vidro 0.20

Ferro 0.11

Latón 0.094

Cobre 0.093

Prata 0.056

Mercurio 0.033

0.031

   

Cumbo

Efectos da temperatura

DILATACIÓN LINEAR DOS SÓLIDOSDILATACIÓN LINEAR DOS SÓLIDOSExperimentalmente encontrouse que a dilatación que experimentan os sólidos depende de:•A natureza do material. Asociado a esto encóntrase o coeficiente de dilatación () .•A lonxitude inicial L0 •O incremento de temperatura T

L = L0 ( 1 + T )

L0

T0

L

T

L

11 • 10-6Aceiro

29 • 10-6Chumbo

3,2 • 10-6Vidro Pyrex

25 • 10-6Zinc

9,0 • 10-6Vidro común

17 • 10-6Cobre

23 • 10-6

( °C-1)Aluminio

Substancia

Coeficiente de dilatación lineal

O coeficiente representa canto se elonga unha substancia determinada, cando a súa temperatura se incremeta nun grao centígrado. Por exemplo o aceiro elóngase 11 • 10-6 cm cando a súa temperatura se eleva 1°C

DILATACIÓN LINEAR DOS SÓLIDOS

DILATACIÓN LINEAR DOS SÓLIDOS

a

b

S

Dilatación superficial dos sólidosDilatación superficial dos sólidos

= 2

a0

b0S0

s = s0 ( 1 + T)

Coeficiente de dilatación superficial

= 3

a0

b0

c0

a

b

c

Dilatación volumétrica dos sólidos

v = v0 ( 1 + T)

Coeficiente de dilatación cúbica

Coeficiente de dilatación volumétrica

Sustancia ( ° C-1)

1• 10-3

Alcohol etílico 0,75

Glicerina 0,5

Mercurio 0,18

Petróleo 0,9

Dilatación dos líquidos

Dilátanse obedecendo as mesmas leis cos sólidos. Sen embargo nos líquidos interesa a súa dilatación volumétrica que é a que realmente experimentan.

• DILATACIÓN APARANTE Cando se produce a dilatación dun líquido ésta lévase

a cabo no interior dun recipiente. Se o recipiente posúe un coeficiente de dilatación alto, é posible que tamén experimente dilatación xunto co líquido que posúe.

Nesas condicións a dilatación observada no líquido é aparente ,e, ésta é menor ca real. Para determinala debemos considerala dilatación volumétrica do recipiente máis a dilatación aparente do líquido.

A auga , un caso especial

• Existen substancias que en ciertos intervalos de incremento de temperatura diminúen o seu volume. Neses intervalos o coeficiente de dilatación volumétrico é negativo. Este é o caso da auga que experimentalmente se logrou determinar que cando a temperatura aumente de 0 a 4°C,o seu volume diminúe.

TEORÍA CINÉTICA E PRESIÓN PRESIÓN

A presión exercida por un gas é consecuencia dos choques das súas partículas contra as paredes do recipiente

Factores que afectan á presión Volume.Volume.

Mantendo a temperatura constante, ao diminuír o volume aumentan os choques e a presión aumenta

Temperatura.Temperatura.

Ao aumentala Tª , aumenta a enerxía cinética, con ela os choque e cos choques aumenta a presión

Lei de Boyle-Mariotte: a Tª constante: P·V = constante

TEORÍA CINÉTICA E CAMBIOS DE ESTADO

Influencia da presión e da temperatura sobre os cambios de estado

Efecto da Tª

SólidosSólidos: a maior temperatura maior vibración das partículas da rede cristalina e máis facilidade para separar as partículas

LíquidosLíquidos: A maior Tª máis partículas adquiren a enerxía suficiente para pasar a gas

Efecto da presión:

SólidosSólidos : ao aumentar a presión diminúe a Tª de fusión xa que estamos axudando a desmoronar a rede

LíquidosLíquidos: au aumentala presión aumenta a Tª de ebulición xa que as partículas non poderán escapar tan fácil

Energía cinética mínima.Temperatura en cero absoluto

Energía cinética alta.Aumento importante de temperatura

Energía cinética media.Ha ganado algo de calor