MATERIA Y ENERGÍA

ESTADOS DE LA MATERIAEstado sólido

A bajas temperaturas, los materiales se presentan como cuerpos de forma compacta y precisa; y sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Los sólidos son calificados generalmente como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. La presencia de pequeños espacios intermoleculares caracteriza a los sólidos dando paso a la intervención de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una forma geométrica.

Las sustancias en estado sólido presentan las siguientes características: Forma definida Volumen constante Cohesión (atracción) Vibración Rigidez Incompresibilidad (no pueden comprimirse) Resistencia a la fragmentación Fluidez muy baja o nula Algunos de ellos se subliman (yodo)

Estado líquido

Si se incrementa la temperatura el sólido va "descomponiéndose" hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características:

Cohesión menor Movimiento energía cinética. No poseen forma definida. Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene. En el frío se comprime. Posee fluidez a través de pequeños orificios. No tiene forma fija pero si volumen. la variabilidad de forma y el presentar unas

propiedades muy específicas son características de los líquidos.

Estado gaseoso

Incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Las moléculas del gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos.

El estado gaseoso presenta las siguientes características: Cohesión casi nula. Sin forma definida. Su volumen sólo existe en recipientes que lo contengan. Pueden comprimirse fácilmente. Ejercen presión sobre las paredes del recipiente contenedor. Las moléculas que lo componen se mueven con libertad.

Estado plasma El plasma es un gas ionizado, o sea, los átomos que lo

componen se han separado de algunos de sus electrones o de todos ellos. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por electrones, cationes (iones con carga positiva) y neutrones, todos ellos separados entre si y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el sol.

CAMBIOS DE ESTADO: FÍSICOS

- Progresivos- Regresivos

ALEACIONES

El acero' es una aleación de Fe y C.

Bronce es toda Cu y Sn la que el primero constituye su base y el segundo aparece

en una proporción de entre el 3 y el 20%.

Las aleaciones constituidas por Cu y Zn se denominan propiamente latón.

El oro blanco es de oro y algún otro metal blanco, como la Ag, Pd, o Ni.

El oro en estado puro es el de 24 quilates pero es demasiado dúctil y blando, por lo

que no es adecuado en joyería, uno de los mas usados es el oro de 18 quilates,

conocido como 'oro de primera ley', y contiene un 75% de oro puro y un 25% de

otros metales. La aleación más noble y costosa es con paladio, que lo aclara y le

aporta un tono blancuzco, conocido como 'oro blanco', similar a cuando se emplea

la plata

Clasificación de los elementos

Metales

Los metales se caracterizan por ser buenos conductores de la corriente eléctrica y calor, son dúctiles y maleables, presentan un brillo metálico, todos son sólidos, excepto el mercurio; tienen una alta densidad pero una de sus propiedades más significativas, es que cuando se unen a otros elementos, pierden electrones formando iones positivos.

No metales

Los no metales se caracterizan por ser malos conductores de la corriente eléctrica y el calor, con excepción del carbón grafito; por lo general son opacos y quebradizos, pueden existir en cualquier estado de agregación (sólidos, líquidos y gaseosos); una de sus propiedades significativas, es que cuando se unen a otros elementos, ganan electrones formando iones negativos.

Metaloides. Son los que comparten algunas de las características de los metales pero sin llegar a serlo.

EJEMPLOS

Elementos CompuestosMezcla

homogéneaMezcla

heterogénea

Lingotes de oroSal de mesa

(NaCl)Agua de mar Agua y arena

Papel de aluminio

Azúcar (C12H22O11)

Té de manzanillaSopa de verduras

Flor de azufreAlcohol etílico

(C2H6O)Alcohol y agua

Yoghurt con frutas

Alambres de cobre

Acetona (C3H6O)

Aire (nitrógeno y oxígeno

principalmente)

Mosaico de granito

Clavos de hierro

Agua (H2O)Bronce (cobre y

estaño)Madera

RESUMEN

TEMPERATURA (K/ TERMOMETRO)

Es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una temperatura menor.

La temperatura es una medida del calor o energía cinética de las partículas en una sustancia. Como lo que medimos en sus movimiento medio, la temperatura no depende del número de partículas en un objeto y por lo tanto no depende de su tamaño. Por ejemplo, la temperatura de un vaso de agua hirviendo es la misma que la temperatura de una olla de agua hirviendo, a pesar de que la olla sea mucho más grande y tenga millones y millones de moléculas de agua más que el vaso.

Fórmulas:

Celsius: Tc = Tf – 32 1.8

Fahrenheit: Tf = 1.8 (Tc) + 32

Kelvin: Tk = Tc + 273

ESCALAS DE TEMPERATURA Escala Celsius

La escala Celsius fue inventada en 1742 por el astrónomo sueco Andrés Celsius. Esta escala divide el rango entre las temperaturas de congelación y de ebullición del agua en 100 partes iguales. Usted encontrará a veces esta escala identificada como escala centígrada. Las temperaturas en la escala Celsius son conocidas como grados Celsius (ºC).

Escala Fahrenheit

La escala Fahrenheit fue establecida por el físico holandés-alemán Gabriel Daniel Fahrenheit, en 1724. Aun cuando muchos países están usando ya la escala Celsius, la escala Fahrenheit es ampliamente usada en los Estados Unidos. Esta escala divide la diferencia entre los puntos de fusión y de ebullición del agua en 180 intervalos iguales. Las temperaturas en la escala Fahrenheit son conocidas como grados Fahrenheit (ºF).

Escala de Kelvin

La escala de Kelvin lleva el nombre de William Thompson Kelvin, un físico británico que la diseñó en 1848. Prolonga la escala Celsius hasta el cero absoluto, una temperatura hipotética caracterizada por una ausencia completa de energía calórica. Las temperaturas en esta escala son llamadas Kelvins (K).

CALOR (JOULE/CALORIMETRO)

El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.

La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección.

ENERGÍA

La «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo o suministrar calor.

Energía potencial.- Es la que posee una sustancia en virtud de su posición o de su

composición química.

Energía cinética.- Es la que posee una sustancia en virtud de su movimiento.

ASÍ PUES, LA ENERGÍA PUEDE MANIFESTARSE EN DIFERENTES FORMAS Y TRANSFORMARSE DE UNA A OTRA.

A continuación se muestra una tabla con diversas formas de energía y su fuente. Energía calorífica : combustión de carbón, madera, petróleo, gas natural, gasolina y

otros combustibles. Energía eléctrica : Plantas hidroeléctricas o termoeléctricas. Energía química: Reacciones química. Energía hidráulica : Corrientes de agua. Energía eólica: Movimiento del aire. Energía nuclear: Ruptura del núcleo atómica mediante la fisión nuclear. Biomasa: Cultivar plantas y quemarlas para producir energía. Energía geotérmica: Fuerzas gravitaciones y radiactividad natural en el interior de la

tierra (géiseres y volcanes). Energía radiante: Onda electromagnéticas (ondas de radio, rayos luminosos, etc.)