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INSTITUCION EDUCATIVA DE PROMOCIÓN AGROPECUARIA

GUIA DE TRABAJOGRADO: SEXTODOCENTE: FERNEL BACHELOTH M

Propiedades y estado de la materia

La materia es cualquier tipo de sustancia que se encuentra en el universo y ocupa un lugar en el espacio y en el tiempo. Un automóvil, un libro, una fruta, un ave son ejemplos de materia. Un tipo de materia puede ser diferenciado de los demás mediante ciertas características o propiedades.

Propiedades de la materia

Las propiedades de la materia son aquellas cualidades que permiten diferenciar una sustancia de otra. Se clasifican en generales y específicas.

Las propiedades generales son comunes a todas las sustancias y no sirven para diferenciarlas. Pertenecen a estas la masa, el peso el volumen, la inercia, la impenetrabilidad y la porosidad. Las propiedades específicas son características que permiten diferenciar las sustancias. Estas incluyen las propiedades físicas como la solubilidad, la densidad, el punto de fusión y ebullición, y las propiedades químicas como la oxidación, y la formación de ácidos. Si las propiedades alteran nuestros sentidos y son captadas a través de ellos se llaman propiedades organolépticas; el sabor, olor, y el color son propiedades organolépticas.

Las propiedades de la materia se miden

Para estudiar una sustancia se analizan sus propiedades cualitativas y cuantitativas. Las propiedades cualitativas son aquellas que describen características o cualidades como el color, el sabor y el olor. Las propiedades cuantitativas o magnitudes físicas son aquellas que se expresan mediante un número que representa una magnitud, como ocurre con la masa y el peso de una sustancia.

Las magnitudes físicas se dividen en fundamentales y derivadas. Las magnitudes fundamentales son las que no dependen de otras, como la longitud, la masa, el tiempo y la temperatura. Las magnitudes derivadas son las que dependen de otras magnitudes. Por ejemplo, el valor de la densidad de una sustancia depende de su masa y de su volumen.

Elementos de una medida

Medir es comparar un valor o magnitud desconocida con otra magnitud similar que se toma como patrón y que se denomina unidad.

Toda medida consta de un número y de una unidad. El número indica las veces que se repite la unidad de medida y la unidad nos informa sobre la propiedad o magnitud que se mide.

Unidades de medidas

Aquellos rasgos que pueden ser medidos se denominan magnitudes físicas y pueden ser arbitrarias o estandarizadas. Las medidas arbitrarias son aquellas cuya escogencia no fue producto de un acuerdo general, como el palmo y la cuarta. Las medidas estandarizadas son las que se han establecido por acuerdos internacionales y actualmente constituyen el sistema internacional de unidades.

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INSTITUCION EDUCATIVA DE PROMOCIÓN AGROPECUARIALa masa

La masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo y para medirla se emplea la balanza. De acuerdo con el sistema internacional de unidades, la unidad de masa utilizada es el kilogramo (kg). Sin embargo, también se utiliza submúltiplo como el gramo (g), que equivale a la milésima parte de un kilogramo y el miligramo (mg), que representa la milésima parte de un gramo.

El peso

El peso de un cuerpo se define como la relación que existe entre su masa y la fuerza de atracción que la tierra ejerce sobre él. Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo mayor será su peso. El instrumento utilizado para medir el paso se llama dinamómetro y las unidades en las que se expresa generalmente son los Newton.

El volumen

El volumen es el espacio ocupado por un cuerpo. La unidad de medida del volumen propuesta por el sistema internacional de unidades es el metro cúbico (m3) y sus submúltiplos, el decímetro cúbico (dm3) y el centímetro cubico (cm3). También se emplea el litro (L), que equivale a 1 dm3 y el mililitro que equivale a 1 cm3. La forma de determinar el volumen de una sustancia depende del estado en el que se encuentra.

Medida del volumen de objetos sólidos

Los objetos solidos poseen forma definida. Si es geométrica, su volumen se calcula mediante la aplicación de fórmulas matemáticas. Por ejemplo, el volumen de un cubo se determina elevando el valor de uno de sus lados al cubo y el de una caja, multiplicando el largo por el alto y por el ancho.

Medida del volumen de objetos sólidos irregulares

El volumen de un sólido irregular se calcula aplicando el principio de Arquímedes. Este principio plantea que el volumen de un cuerpo sumergido en un líquido es igual al volumen del líquido desalojado por dicho cuerpo. Por lo tanto, cuando se sumerge un cuerpo en el agua, el aumento del volumen del agua es equivalente al volumen del cuerpo sumergido.

Medida del volumen de líquidos

El volumen de un líquido se calcula depositándolo en recipientes graduados con escalas de medidas. La medida que concuerde con la superficie del líquido corresponde al volumen de este. Las unidades de medida del volumen de líquidos incluyen el litro (L), el mililitro (mL) y el centímetro cúbico (cm3).

Medida del volumen de gases

Los gases no tienen volumen ni forma definida.Cuando se trata de la medida del volumen de un gas se emplea, por lo general, el metro cúbico (m3).

Impenetrabilidad

La impenetrabilidad se define como la resistencia que opone un cuerpo a que otro ocupe simultáneamente su lugar. Ningún cuerpo puede ocupar al mismo tiempo el lugar de otro.

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INSTITUCION EDUCATIVA DE PROMOCIÓN AGROPECUARIAInercia

La inercia es la tendencia de un cuerpo a permanecer en estado de reposo o movimiento, mientras no exista una fuerza externa que modifique ese estado. Un cuerpo tiene más inercia cuando le resulta más difícil lograr un cambio en su estado físico.

Porosidad La porosidad se define como la capacidad de un cuerpo de absorber líquidos o gases. Algunos cuerpos tienen apariencia de ser sólidos, por ejemplo, una roca. Sin embargo, si observamos detenidamente, veremos como esa roca está constituida por pequeñas partículas que deja entre sí espacios vacíos llamados poros.

Densidad

La densidad de una sustancia se define como la relación numérica que existe entre la masa de un cuerpo y el volumen que esa sustancia ocupa.Matemáticamente se expresa como:

La manera como determinamos la densidad depende del estado de la sustancia densidad en los líquidos generalmente se expresa en g/cm3 y para los gases en g/L. la densidad del agua a 4°C es 1 g/cm3, porque a esa temperatura un gramo de agua ocupa exactamente un volumen de un centímetro cúbico, por lo tanto:

Entonces, D = 1 g 1 cm3

DH2o = 1 gCm3

Para determinar experimentalmente el valor de la densidad de un cuerpo sólido es necesario conocer su masa y su volumen. La masa puede determinarse mediante el uso de la balanza. El volumen se calcula utilizando la expresión que relaciona las dimensiones macroscópicas del cuerpo según sea su geometría, como se describió anteriormente. Si se trata de calcular, en forma directa, la densidad de un líquido, se pueden utilizar instrumentos denominados densímetro, o si se prefiere, de forma indirecta, se utiliza un instrumento conocido como picnómetro. (Instrumento utilizado para determinar directamente la densidad de una sustancia).

Temperatura

La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas que constituyen un cuerpo. Los cuerpos están constituidos por pequeñas unidades denominadas átomos que se mueven continuamente y, por consiguiente, poseen energía cinética, que es aquella que tiene un cuerpo en razón de movimiento. Pues bien si calculamos el promedio de la energía cinética que posee un cuerpo debido al movimiento de sus partículas, átomos o moléculas, podremos asignar un valor muy aproximado a la temperatura de ese cuerpo. La temperatura se expresa en unidades denominadas grado, y se mide utilizando instrumentos llamados termómetros.Existen varias escalas o formas para expresar la temperatura, de las cuales las más utilizadas son la escala de Kelvin, la escala Celsius y la escala Fahrenheit. Cada una considera dos puntos de referencia, uno superior y otro inferior y un número de divisiones determinado entre las referencias señaladas.

D = m/V

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INSTITUCION EDUCATIVA DE PROMOCIÓN AGROPECUARIA La escala Kelvin (K)

Esta escala creada por William Thompson y Lord Kelvin es la más utilizada en el campo de las ciencias. Considera como punto de referencia inferior, la temperatura mínima, que es aquella en la que las partículas de un sistema no tienen energía térmica, es decir, carecen de movimiento. El punto de referencia superior corresponde a la temperatura del agua, en la que coexisten los estados sólidos, líquidos y gaseosos.

La escala centígrada o Celsius (°C)

Esta escala, creada por Gabriel Celsius, es la más ampliamente utilizada en el mundo. El punto de referencia inferior es el punto de Fusión del hielo (0°C) y el punto de referencia superior es el punto de ebullición del agua (100°C).

La escala Fahrenheit (°F)

Esta escala, creada por Andrés Fahrenheit, es ampliamente utilizada en los países de habla inglesa. El punto de referencia inferior es una mezcla de sales con hielo (0°F) y como referencia superior el punto de ebullición del agua (212°F).

Punto de fusión

El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la cual un sólido se funde, es decir, pasa al estado líquido. El punto de fusión del agua es 0°C, el del azufre es 119°C y el del hierro es 1.528°C.

Punto de ebulliciónEl punto de ebullición se define como la temperatura a la cual un líquido hierve. La fuerza que ejerce la columna de aire o presión atmosférica influye en el punto de ebullición. A nivel del mar, donde la presión atmosférica es máxima, el punto de ebullición del agua es de 100°C y el punto de ebullición del alcohol etílico es 78,4°C. si la determinación del punto de ebullición se realiza en un lugar diferente al nivel del mar, este valor se hace más pequeño porque la presión atmosférica es menor, así el punto de ebullición del agua a la altura de Bogotá es de 92°C, puesto que la presión atmosférica es menor.

Maleabilidad La maleabilidad es la propiedad que poseen algunos metales de dejarse transformar en láminas. El oro es un metal muy maleable y por ello es ampliamente utilizados en joyería para la elaboración de todo tipo de accesorios.

Ductilidad

La ductilidad es la capacidad que tiene los metales para deformarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. El oro, la plata, el cobre, el aluminio, el zinc, el hierro son metales muy dúctiles y maleables. Sus aplicaciones en joyería en ingeniería electrónica, odontología, industria de la construcción, tecnología espacial hacen de los metales materiales muy valiosos.

Tenacidad

La tenacidad se define como la resistencia que oponen ciertos materiales a romperse o deformarse cuando son golpeados. El acero es un material de alta tenacidad.

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INSTITUCION EDUCATIVA DE PROMOCIÓN AGROPECUARIADureza

La dureza se define como la resistencia que opone un cuerpo a ser rayado. La dureza generalmente es proporcional a la fragilidad, de manera que a mayor dureza, mayor fragilidad. El mineral natural más duro que se conoce es el diamante, por el contrario, el yeso y el talco son los más blandos. Por su dureza el diamante es ampliamente utilizado para pulir herramientas y en la perforación de pozos petroleros.

Fragilidad La fragilidad es la propiedad que tienen ciertos materiales de romperse sin experimentar deformación. Las cerámicas, el vidrio y algunos materiales plásticos se fracturan con facilidad.

Conductividad térmica y eléctrica La conductividad es la capacidad de un material para conducir el calor y la electricidad. Los metales en general son buenos conductores y sus aplicaciones van desde la fabricación de cables eléctricos hasta la de minicomponentes para robótica de alta tecnología. Otros materiales como la madera no son buenos conductores y, por tanto, no permiten que el calor y la electricidad se transporte a través de ellos.

Elasticidad

La elasticidad se manifiesta primero como una deformación cuando se aplica una fuerza sobre ellos y, luego, con la recuperación de la forma original una vez se anula la fuerza que produjo la deformación. Sus aplicaciones son incontables en la industria, por ejemplo, en las bandas de caucho, los resortes de amortiguación y las gomas de mascar.

La solubilidadLa solubilidad es la propiedad que poseen algunas sustancias de disolverse en otras. La sustancia que se disuelve se denomina soluto y aquella en la que se disuelve se denomina solvente. Por ejemplo, la sal de cocina es un soluto que se disuelve en agua (solvente). Algunas sustancias se disuelven fácilmente en otras, por ejemplo, el alcohol en el agua; otras no se disuelven, como el aceite en el agua. La solubilidad de una sustancia es influida por la temperatura y la presión, de manera que al aumentar la temperatura y la presión, aumenta la solubilidad.

Propiedades químicas

Se denomina propiedades químicas a cualquier característica que se hace evidente en una sustancia cuando participa en una reacción química. Se afirma que ocurre una reacción química cuando se produce cambios en la organización de las partículas microscópicas que forman las sustancias, de manera que se obtienen nuevas sustancias. Algunas propiedades químicas son la inflamabilidad, la reactividad y la toxicidad.

Inflamabilidad

La inflamabilidad es la medida de la facilidad que presenta una sustancia para encenderse y de la rapidez con que se dispersan las llamas producidas, una vez encendida. El quitaesmalte (acetona) y el alcohol son sustancias inflamables.

Reactividad

La reactividad es la propiedad que presentan algunas sustancias de combinarse, para transformarse en otras con características diferentes. En esta interacción las sustancias participantes se denomina reactantes y las nuevas sustancias formadas se denominan productos. El oxígeno es un elemento altamente reactivo, por ejemplo, si cortas un trozo de manzana y lo expone al oxigeno presente en el aire, un tiempo después, notarás que la manzana se ha oxidado.

Toxicidad

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Es la capacidad que tienen algunas sustancias de producir daños o lesiones en los tejidos vivos. Cuando estas sustancias se ingieren, se absorben a través de la piel o se inhalan, pueden ocasionar traumas, enfermedades graves y, en casos extremos, la muerte.

Estados de la materia

Todo lo que existe en el universo está hecho de materia y esta se presenta en cuatro estados: sólido, liquido, gaseoso y plasma.

Estado sólido

Los cuerpos en estado sólido están formados por una enorme cantidad de partículas muy unidas entre sí. La cercanía entre las partículas genera fuerzas de atracción muy fuertes entre ellas. Cuanto más cerca están las partículas, mayor es la fuerza que las mantienen unidas. Por esta razón los sólidos tienen forma definida y volumen constante, aunque los cambiemos de un lugar para otro. Los sólidos son incomprensibles, es decir, no se dejan comprimir para reducir su volumen debido a que las partículas que los forman están muy cerca unas de otras.

Estado líquido

Las partículas que forman los líquidos se encuentran distantes entre ellas. Al aumentar la distancia entre las partículas, las fuerzas de atracción disminuyen y ellos permiten que puedan desplazarse de un lugar a otro y que en este proceso, se produzcan choques entre las mismas. Los líquidos son incomprensibles, tienen volumen constante pero no tienen forma definida, por lo que adoptan la forma del recipiente que los contiene. Pueden pasar por cualquier agujero abierto en un cuerpo sólido y ser conducidos por tuberías. Algunos fluyen con facilidad como el agua o el alcohol; otros como la miel, el aceite y la glicerina, fluye lentamente porque las partículas que los forman se encuentran más unidas, lo cual genera una fuerza, conocida como viscosidad, que se opone al desplazamiento.

Estado gaseoso

Las partículas que forman los gases son muy pocas en comparación con las que forman los líquidos y los sólidos. Además, se encuentran más distantes que las que forman los líquidos. Al aumentar las distancias entre ellas las fuerzas de atracción disminuyen. Las partículas se mueven permanentemente de un lugar a otro en forma desordenada, generando choques permanente entre ella y con las paredes del recipiente que los contiene. Por esta razón, no tienen volumen ni forma definida; toman la forma del recipiente que los contiene y tienden a ocupar todo el espacio disponible. Debido a estas particularidades, los gases se pueden expandir y comprimir.

Estado de plasma

Cuando un gas se calienta a temperaturas muy altas, las partículas que la forman se descomponen y constituyen el estado plasma. La colisión entre partículas hacen que los átomos emitan luz. Son excelente conductores eléctricos y están fuertemente influidos por los campos magnéticos, si bien el plasma es poco común en nuestro planeta, se calcula que constituye el 99% de la materia en el resto del universo; por ejemplo las estrellas se compone de materia en estado de plasma.

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Cambios de estados

Las sustancias se encuentran principalmente en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Pero estos estados no son permanentes, cambian cuando se modifica la temperatura. Entonces, las sustancias sufren algunos de los siguientes cambios: fusión, solidificación, vaporización, condensación o sublimación.

Fusión

Sucede cuando un sólido se calienta a tal punto que las partículas que los forman incrementan su movimiento, generando separación entre ellas y, por tanto, una disminución en las fuerzas que los mantienen unidas. De esta manera, el sólido se convierte en líquido. Un hielo que se derrite y se transforma en agua líquida es un ejemplo de fusión.

Vaporización

Sucede cuando un líquido se calienta a tal punto que las partículas que lo forman incrementan su movimiento, generando una mayor separación entre ellas y por tanto, una disminución en las fuerzas que las mantienen unidas. Entonces las partículas adquieren energía suficiente para escapar de la superficie del líquido y convertirse en gas. Gran parte del agua de los lagos y mares continuamente está experimentando vaporización.

Condensación o licuefacción

Es el proceso inverso a la vaporización. Sucede cuando se disminuye la temperatura de un gas, de manera que las partículas que lo forman se acercan y disminuyen su movimiento. Esta cercanía aumenta la fuerza que las mantiene unidas, a tal punto que el líquido se convierte en sólido.

Solidificación Sucede cuando un líquido se enfrenta a una disminución de la temperatura, de manera que las partículas que lo forman se acercan aún más, lo cual disminuye su movimiento. Esta cercanía aumenta la fuerza que las mantiene unidas a tal punto que el líquido se convierte en sólido.

Sublimación

Es el paso directo de partículas que se encuentran en estado sólido al gaseoso sin pasar por el estado líquido. Sucede con algunos solidos como el alcanfor, la naftalina y el yodo.

Sublimación inversa

Es el paso de partículas que se encuentran en estado gaseoso al estado sólido, sin pasar por el estado líquido al bajar la temperatura. Por ejemplo, el yodo gaseoso en contacto con una superficie fría se solidifica.

ACTIVIDADES

1. Elabora un mapa conceptual con los siguientes términos.

Materia Estados sólidoVolumen líquido GaseosoCambios de estados Fusión VaporizaciónCondensación solidificación sublimaciónSublimación inversa

2. Estas graficas representan tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Identifícalos y escribe tres ejemplos de cada uno.

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3. Establece semejanzas y diferencias entre los siguientes fenómenos:

a. Condensación – solidificaciónb. Vaporización – condensaciónc. Vaporización – sublimación.

La imagen muestra una probeta que contienen tres sustancias diferentes: agua, aceite vegetal y agau coloreada. Con base en ella, responde las preguntas 4 a 6.

4. De abajo arriba, ¿en qué orden se encuentran las sustancias? Justifica tu respuesta con tres argumentos.

5. ¿por qué no se mezclaron las tres sustancias? Explica ampliamente.

6. ¿qué ocurrirá si cambiamos el orden de las sustancias en la probeta? Explica detalladamente y realiza un dibujo.

Observa las imágenes y, con base en ellas, realiza las actividades 7 a 10.

7. De acuerdo con la secuencia de imágenes, la sustancia usada en el montaje es

a. Un sólido C. Un gas

b. Un líquido D. Plasma

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8. La propiedad física de la sustancia que se representa en la secuencia de imágenes es.

a. La elasticidad C. la densidad

b. La comprensibilidad D. La maleabilidad

9. Las partículas que forman la sustancia que se encuentra dentro del montaje.

a. Se encuentran muy juntasb. Están muy separadasc. Están un poco separadasd. Se encuentran a baja temperatura

10. Subraya las propiedades que no se pueden comprobar en el montaje

a. Impenetrabilidad C. Ductilidad

b. Comprensibilidad D. Maleabilidad

11. Indica el nombre del cambio de estado que se produce en los siguientes casosCuando pones a secar la ropa.

Cuando la naftalina desaparece en el armario.

Cuando se preparan helados.

Cuando se seca el sudor de la piel.

Cuando se empaña el vidrio de una ventana.

Cuando se derrite la mantequilla.

Cuando se forma rocío en las hojas.

Cuando se seca la tierra en una matera.