ESTADOS DE LA MATERIA PROPIEDADES FISICAS DE LA MATERIA

Los estados de la materia (sólido, líquido y gas) exhiben propiedades que facilita el poder distinguir entre ellas. Cuatro de estas propiedades son: densidad, forma, compresibilidad, y expansión termal.

DENSIDADDensidad es igual a la masa de una muestra dividida por el

volumen que ocupa esa muestra.

volume

massdensity =

OTRAS PROPIEDADES FISICASFORMA

La forma que la materia tenga depende del estado físico de ésta.

COMPRESIBILIDADCompresibilidad es el cambio en volumen de una

muestra de la materia como resultado de un cambio en presión actuando sobre la muestra.

EXPANSION TERMALExpansión termal es el cambio en volumen de una

muestra de la materia como resultado de un cambio en la temperatura de la muestra.

TEORIA CINETICA MOLECULAR DE LA MATERIALa teoría cinética molecular de la materia es una

herramienta útil para explicar las propiedades que se observan en los tres estados de la materia: sólido, líquido y gas. Postulado 1: La materia está compuesta de partículas

llamadas moléculas.Postulado 2: Las partículas en la materia están en

constante movimiento. Por lo tanto poseen energía cinética.

Postulado 3: Las partículas poseen energía potencial como resultado de la atracción o rechazo entre sí.

Postulado 4: La velocidad promedio de una partícula aumenta a medida que aumenta la temperatura.

Postulado 5: Las partículas transfieren energía unas a otras durante choques interparticulares cuando no hay pérdida neta de energía en el sistema donde estén.

ENERGIA CINETICALa energía cinética es la energía que tiene una partícula

como resultado de estar en movimiento. Energía cinética (EC/KE):

En esta ecuación, m es la masa de una partícula y v es su velocidad.

2

mvKE

2

=

ENERGIA POTENCIAL Y FUERZAS

ENERGIA POTENCIAL Es la energía que una partícula tiene como resultado de

ser atraído o rechazado por otras partículas.

FUERZA DE COHESIONFuerza de atracción entre partículas. Está asociada a

energía potencial.

FUERZA DESESTABILIZADORA Fuerza que resulta del movimiento de partículas. Está

asociada a energía cinética.

ESTADO SOLIDO

El estado sólido se caracteriza por tener una alta densidad, una forma definida que es independiente del envase donde se encuentre, una compresibilidad pequeña, y poca expansión termal.

ESTADO LIQUIDO

El estado líquido se caracteriza por una alta densidad, la forma depende del envase donde esté, pequeña compresibilidad, y pequeña expansión termal.

THE GASEOUS STATE

El estado gaseoso se caracteriza por tener baja densidad, forma indefinida que depende del envase donde se contenga el gas, alta compresibilidad, y expansión termal moderada.

VISION CINETICA MOLECULAR DE SOLIDOS, LIQUIDOS, Y GASES

LEYES DE GASES

Las leyes de gases son ecuaciones matemáticas que describen el comportamiento de los gases a medida que se mezclan, son sometidos a presión y a cambios en temperatura .

La presión que se ejerce en un gas o que éste ejerce y la temperatura de la muestra son medidas importantes en el cálculo usando estas leyes.

PRESION

PRESIONSe define como una fuerza sobre una unidad de área de

una superficie donde la fuerza actúe.En cálculos usando la ley de gases, la presión se

expresa usualmente en unidades relacionadas a la presión atmosférica.

UNIDADES DE PRESION

TEMPERATURA

La temperatura de una muestra de gas es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas del gas en la muestra.

Se utiliza la escala de temperatura Kelvin en los cálculos de leyes de gases.

Cero Absoluto

Una temperatura de 0 K

se conoce como cero absoluto.

Es la temperatura donde las

moléculas de un gas no tienen

energía cinética porque no tienen

movimiento. En la escala Celsius

cero absoluto es igual a -273°C.

RELACIONES ENTRE PRESION, TEMPERATURA Y VOLUMEN PARA GASES

Las leyes de gases llevan el nombre del científico que descubrió estas relaciones.

LEY DE GAS COMBINADOLey de Boyle y de Charles se pueden combinar y

forman lo que se llama la ley de gas combinada y se escribe matematicamente como:

Se puede expresar en otra manera útil para calcular condiciones iniciales o finales de la muestra del gas.

'k'T

PV =

f

ff

i

ii

T

VP

T

VP=

LA LEY DE GAS IDEAL

Permite hacer cálculos donde varían las cantidades de gas como también la temperatura, presión y volumen.

La ecuación matemática es :

PV= nRTP es la presión del gas, V es el volumen de la muestra, T es la temperatura de la muestra en Kelvin, n es el número de moles del gas y R es una constante llamada constante de gas universal. R es:

En los cálculos, las cantidades de V, P, y T tienen que estar expresadas en unidades iguales a las de R, liters (L), atm, and Kelvin, respectivamente.

K mol

atm L0.0821

CALCULOS LEY DE GAS IDEAL

Ejemplo : Una muestra de 50 lb de O2 (g) está almacenada en un tanque de 1,500L a una temperatura de 28oC. ¿Cuál es la presión del gas dentro del tanque an atm?

V

nRTP =

( ) ( )( ) atm 4.10

L 500,1

K 301K mol

atm L0.0821mol 631

P =

=

LEY DE DALTON PARA PRESIONES PARCIALES

According to Dalton's law, the total pressure exerted by a mixture of gases is equal to the sum of the partial pressures of the gases in the mixture.

Zn(s) + NH4NO3(s) → N2(g) + 2 H2O(g) + ZnO(s)

gases individualtotal PP ∑=

PRESIONES PARCIALES

CAMBIOS DE ESTADO

Cambios en estado usualmente ocurren cuando se añade o remueve calor (energía) a la sustancia.

Cuando se añade energía se conoce como un proceso endotérmico.

Cuando se remueve (libera) calor en el cambio de estado se conoce como un proceso exotérmico.

VARIACION DEL PUNTO DE EBULLICION DE AGUA CON LA ALTURA