LOS ESTADOS QUE EQUILIBRAN EL UNIVERSO

GRADO 10

Tomado de: https://www.mindomo.com/no/mindmap/termoquimica-f0048eecdf3b4b19be51e2d06364abfd

LOS ESTADOS QUE EQUILIBRAN EL UNIVERSO

GRADO 10

LA MATERIA Y SUS ESTADOS

Materia

Todo aquello que ocupa un lugar en el espacio , tiene energía medible y está sujeto a cambios en el tiempo. La materia está integrada por átomos

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Romero Guzmán, Ma. Nohemí. En: http://noemiunid.blogspot.com.co/p/la.html

EXTRÍNSECAS O

GENERALES

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INTRÍNSECAS O

ESPECÍFICAS

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PROPIEDADES DE LA MATERIA

Generales o extensivas: son aquellas que dependen de la cantidad de materia, no sirven para diferenciar una sustancia de otra. Masa, peso, volumen, longitud, calor, etc.

•La tiene toda la materia, cualquier sustancia.

Ejemplo:• Si una sustancia tiene 3 k de masa,

la información no la diferencia de otra porque 3k puede tener cualquier sustancia.

Específicas o intensivas: no cambia con la cantidad de masa, no son comunes a toda la materia. Entre ellas están. temperatura, punto de fusión, punto de ebullición, calor específico, densidad, etc.

Ejemplo:

La densidad es diferente de unas sustancias a otras.

El agua (d=1 g/cc) tiene una densidad mayor que el aceite ( d=0,95 g/cc), y a su vez menor que el hierro ( d= 7,87 g/cc).

VOLUMENEs el espacio ocupado por un cuerpo. Las unidades de medida son: centímetros cúbicos (cm³) decímetros cúbicos (dm³), metros cúbicos (m³), litros (l) mililitros (ml), kilolitros (kl),

1l = 1000 ml 1ml = 1 cm³

1 m³ = 1000 l

MASA

Magnitud física que expresa la cantidad de materia que contiene un cuerpo. Se puede expresar en g o en kg. 1 kg = 1000 g.

Mol

Es la unidad que mide la cantidad de sustancia (elemento o compuesto químico). Se emplea el número de Avogadro 6.022x1023 que determina la cantidad de átomos, moléculas o iones.

DENSIDAD

•Es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo (m/v); es decir, es la cantidad de materia (masa) que tiene un cuerpo en una unidad de volumen. Se puede expresar en kg/m3 o g/cc.

TEMPERATURA

Propiedad de los cuerpos que permite determinar su grado de calor o frío.

Las escalas son:•Celsius•Kelvin o escala absoluta.•Fahrenheit

°C = 5/9 (°F-32) °F= 9/5 °C +32 K= °C +273

PRESIÓN

• Se define como la magnitud que relaciona la fuerza aplicada a una superficie y el área de la misma (P=F/A )

• La presión se mide con barómetros o manómetros, según el caso. Sus unidades de medida son: Atmósfera, Milímetros de Mercurio (mmHg) = Torricelli (Torr), Bar.

EQUIVALENCIAS

EQUIVALENCIAS

1 ATMÓSFERA

760 mmHg = 760 Torr = 1,01325 bar

ACTIVIDAD 1

1. Complete el siguiente cuadro sustituyendo la X por el valor correspondiente

KILOGRAMOS MILIGRAMOS

X 1.000

X 12.000.000

0.000012 X

0.00009 X

2. Una caja de zapatos mide 30 cm de largo, 12 cm de ancho y 10 cm de alto. ¿Cuál es el volumen de la caja? Expréselo en c.c. y en l.

3. Sabiendo que un litro de agua tiene una masa de 1.000 gramos, ¿cuántos kilogramos de agua habrá en una presa que contiene 26.5 hectómetros cúbicos de agua?

ACTIVIDAD 2

Complete el siguiente cuadro, determinando la densidad, la masa o el volumen según sea el caso (datos simulados)

SUST. D (g/cc) M (g) V(cm3)

Hierro 7,8 12,7

Aluminio 2,7 2,7

Madera 8,6 10

Plata 10,5 105

Platino 21,4 21,4

Mercurio 13,6 150

Oxígeno 0,71 500

d. Los siguientes cubos tienen el mismo volumen, pero diferentes masas. ¿Cuál es el más denso? ¿Cuál el menos denso? Elabore una tabla.

Asumiendo que las sustancias son líquidas. ¿el cuál se podrían sumergir todos? ¿en cuál flotarían todos? Justificar.

ACTIVIDAD---3 1. El punto de ebullición del tungsteno (wolframio) es 5900 ºC. Expresa esta temperatura en Kelvin y Fahrenheit.

2. El punto de ebullición del Oes –182.86 ºC. Expresa esta temperatura en grados Kelvin y Fahrenheit

3. Normalmente el cuerpo humano pueda soportar una temperatura de 105°F por cortos periodos sin sufrir daños permanentes en el cerebro y otros órganos vitales. ¿Cuál es esta temperatura en grados Celsius?

4. El etilenglicol es un compuesto orgánico liquido que se utiliza como anticongelante en los radiadores de automóviles. Se congela a11,5°C. Calcule esta temperatura de congelación en grados Fahrenheit.

5. La temperatura de la superficie del Sol es de alrededor de 6300°C, ¿Cuál es la temperatura en grados Fahrenheit?

6. Convierta las siguientes temperaturas a Kelvin y a Fahrenheit :a) 113°C, el punto de fusión del azufre.

b) 37°C, la temperatura corporal normal- c) 357°C. el punto de ebullición del mercurio

7. Considerando que una persona tiene fiebre cuando su temperatura corporal es de 37 ºC. ¿Cuánto marcará, como mínimo, un termómetro Fahrenheit cuando una persona tiene fiebre?

8. Al ver las noticias del tiempo en la CNN, decían que en Nueva York la temperatura era de 77 ºF. ¿Hacía demasiado calor en Nueva York? Justifique su respuesta.

Expresar las siguientes presiones en Torricelli, bares, atmósferas y/o milímetros de mercurio según sea el caso.

a. 760 mmHg

b. 0,75 atm

c. 2,5 Torr.

d. 1500 bares

ACTIVIDAD 4

Equivalencias masa

Equivalencias volumen

ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA

CONCEPTOS• Materia.• Elementos químicos.• Enlaces químicos.• Moléculas.• Fórmulas químicas.• Interacciones.• Fuerzas intermoleculares.• Fenómenos físicos y químicos.• Mezclas.• Separación de mezclas.• Longitud de onda.

•La interacción es una acción recíproca entre dos o más objetos, sustancias, personas o agentes.

Fuerzas intermoleculares

Son fuerzas de atracción entre moléculas.

•Van der Waals: London, dipolo-dipolo…

•Puente de hidrógeno.

•Ion dipolo.51

W Fuerzas de London o de dispersión

Son atracciones entre moléculas polares (metano, HCl…) o apolares (CO2…) causadas por el movimiento de los electrones.

Se incrementa con el peso molecular.

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HCl

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W Atracciones dipolo-dipolo

Ocurre solo entre moléculas polares.

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Puente de Hidrógeno

• Es un tipo especial de interacción dipolo-dipolo entre el átomo de hidrógeno que está formando un enlace polar.

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Fuerzas ion-dipolo

Ocurren entre especies con carga (iones) y moléculas polares. Las cargas similares se repelen, mientras que las opuestas se atraen.

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NaCl y H2O

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Longitud de onda

La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos.

ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA

Las distintas formas en que la materia se "agrega”, como un conjunto de átomos, se pueden clasificar en cinco estados:

• Sólido • Líquido • Gaseoso • Plasma • Condensado de Bose-Einstein

ESTADO SOLIDO

Manteniendo la presión a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma sólida.

Características: •Rígidos, duros y resistentes.•Tienen forma fija. •Su volumen no varía prácticamente al comprimirlo. •Su estructura es ordenada.

• La función del estado sólido es estructural. La desempeñan sustancias inorgánicas (sales minerales, como sílice y fosfatos en huesos y caparazones) y sustancias orgánicas.

R. iónica NaCl

R. atómica

Diamante (C)

Red metálica Au

R. Atómica

Sílice (SiO2)

Estado Sólido (redes)

ESTADO LIQUIDO

Con el aumento de la temperatura el sólido alcanza el estado líquido, cuya característica principal es la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene.

Características:

• Su forma es la del recipiente .

• Su volumen varía poco al comprimirlo .

• No tiene una estructura muy ordenada.

El estado líquido es fundamental para los seres vivos :•El agua es su componente mayoritario.•Disuelve la casi totalidad de las biomoléculas. •Las reacciones metabólicas tienen lugar en medio acuoso.

Br2 líquido

H2O líquida

Hg líquido

Estado Líquido

ESTADO GASEOSOESTADO GASEOSO

En este estado incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso.

Los átomos o moléculas del gas se encuentran virtualmente libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene, es decir ocupa todo el espacio disponible.

Características:

• Su forma es la del recipiente .

• Al comprimirlos su volumen varía mucho.

• Su estructura molecular es desordenada.

Los gases que aparecen en los seres vivos intervienen sobre todo en el metabolismo. Esos gases no se encuentran libres en las células sino unidos a algunas moléculas.

Cl2

HCl y NH3

Estado Gaseoso

Estados de agregación Br2

ESTADO DE PLASMA

• Es considerado el cuarto estado de la materia.

• Es un gas ionizado.• Se alcanza a grandes

temperaturas.

CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO DE PLASMA

• Es el más abundante en el Universo.• El plasma tiene la característica de ser

conductor de la electricidad.

• Parecido al gas pero compuesto por electrones, cationes y neutrones.

• Puede generarse por combustión. • Ejemplos : el sol, la ionosfera, luces

fluorescentes, luces urbanas.

• Plasmas espaciales:

El viento solar conocido como aurora espacial.

CONDENSADO DE BOSE EISTEIN

Se consigue a temperaturas muy cercanas al cero absoluto. La velocidad de los átomos de la materia disminuye hasta que su longitud de onda se hace tan larga que es casi plana.

ONDAS BOSE-EINSTEIN

RUBIDIO 87

LOS CINCO ESTADOS DE LA MATERIA

SOLIDO LIQUIDO GAS PLASMA BOSE-EINSTEIN

CAMBIOS DE STADO DE LA MATERIA

Fenómeno físico

Deposición

Fusión del hielo H2O

Fusión del hierro

El proceso inverso a la fusión se denomina solidificaciónsolidificación, es el paso de líquido a sólido, y para conseguirla hay que disminuir la temperatura del cuerpo.

Fusión y Solidificación

Fusión

Solidificación

Vaporización de nitrógeno N2

Vaporización de bromo

VAPORIZACIÓN

Hay que distinguir claramente entre:Evaporación:Evaporación:• Se produce a cualquier temperatura• Se produce sólo en la superficieEbullición:Ebullición:• Se produce a una temperatura

determinada(Te)• Se produce en toda la masa del líquido

Condensación

ACTIVIDAD 5

INTERACCIONES