Física de la materia

Prof. Franklin Rivera

Prof. Franklin Rivera 1

MateriaEn esta sección estudiaremos que es la materia. La

cual conocemos como algo que tiene masa y ocupa espacio.

La tierra, el agua que tomamos, el aire que respiramos, nuestro cuerpo y todo lo que tocamos esta compuesto de materia.

Obviamente la materia existe en diversas formas y con propiedades fisicas.

La s podemos clasificar en solido, liquido, gas y plasma

Estas clasificaciones las llamaremos fases o estados de la materia


Phases de la MateiaSolidos: Rigidos y duros, retienen su forma a

menos que sean distorcionados por la fuerza. Rocas, plasticos, madera, metales

Liquidos: Fluyen en el momento, adquieren cualquier forma, son definidos en su superficie y son mas densos que el gas. Ej, agua, alcohol, sangre

Gases: Fluyen con nitidez, adquieren cualquier tamaño y forma, no tienen superficie definida, son comprimibles. Ej, aire, helio, dioxido de carbono.

Plasma: Tiene propieded de gases pero conducen electricidad, interaccionan con campos magneticos fuertemente, existen a altas temperaturas, Ej. Luces flourecentes, Neones, vapor liquido La materia del sol


MateriaPara simplificar la discusion consideremos la

materia en una fase puraLos elementos quimicos representan la forma

mas pura de la materiaEstos estan clasificados en la tabla periodica de

los elementosEn ella encontraras aproximadamante 117

elementos diferentes de los cuales solo 90 son naturales

Cada uno tiene su estado, peso, tamaño y nombre


AtomosLos atomos: Pequeñas particulas que forman los elementosNucleo:Proton Carga ( + )Neutron: carga neutralElectron: carga ( - )Los protones y neutrones formanel nucleo, mientras que el electrongira en orbita alrededor del nucleo por fuerza centripetal delNucleo formando un atomo. Cada elemento tiene su atomounico que lo distingue de los demas. Su numero atomico

estadado por el numero de protones de cada atomo del

elemento.Tambien poseen un simbolo quimico.


Compuestos & MoleculasCompuestos es la forma mas simple de la

materiaEs una combinacion de elementos ya sea del

mismo tipo o diferentes elementos.Existen miles de compuestosLos compuestos forman moleculas en una combinacion unica que ningun otro compuesto tiene


Mezclas y Soluciones Muchas substancias tales como el aire , las rocas el agua de mar estan compuestas de dos o mas compuestos o elementos que estan mezclados fisicamente. Estas composiciones se le clasifica como mezclas o soluciones.

Las mezclas estan clasificadas en homogeneas y heterogeneas

Ej. Arena y cal, harina –sal-agua, Las homogeneas no son separablesLas heterogeneas se pueden separa en sus componentes


SolucionesEstan compuestas de un solvante y un solutoSolvente es el medio que disuelve al soluto,

ej. Agua, alcohol, acetona, etcSoluto es el compomente que se disuelve en

el solvente, ej. Sal de mesa


Comportamiento MolecularLos solidos tienen caracterisicas de rigidezEstas se deben a que su fuerzas de atraccion

entre moleculas o atomos son bien fuertes creando enlaces rigidos entre particula.

No son comprimibles y no cambian de forma


Comportamiento MolecularLos liquidos tienen caracteristicas de adoptar

cualquier forma pero tambien su superficie es plana o mejor dicho crean tension superficial.

Las particulas estan enlazadas pero no rigidamente de modo que pueden intercambiar enlaces unas con las otras y son poco comprimibles


Comportamiento MolecularLos gases poseen fuerzas de atraccion

debiles, esto causa que las particulas se desplazen libremente en el espacio

Adoptan cualquier forma y espacio debido a esa libertad y son comprimibles

Sus particulas viajan segun la enrgia cinetica que poseean


Materia y sus MoleculasEn resumen vemos en los diagramas como se

comporta laa particulas segun el estadoTambien veremos como cambian de estado y

como se les llama a cada proceso Segun el cambio de energia cinetica en sus

particulas


PresiónSe le conoce como la fuerza por unidad de area que

actua perpendicular a una superficie, donde:P = F/A

donde P es la presion, F es la fuerza en Newtons y A es el area en unidades cuadradas

Presion y fuerza son directamente proporcional mientras que fuerza y area son inversamente proporcional

Sus unidades de medicion sonPSI, pulgadas de Hg, Pascal y mm de HgNota: PSI significa pound square inches


PresiónLas fuerzas que son ejercidas por los gases, liquidos y

solidos son normalmente expuestas sobre una superficie

La fuerza que nuestro cuerpo ejerce sobre el suelo esta distribuida en el area de la suela de nuestros zapatos

La fuerza que ejerce la punta de un lapiz sobre nuestra piel esta distribuida en el area de la punta del lapiz

Si nos fueramos a punzar con un lapiz sin punta y luego lo hacemos con otro lapiz con punta, el lapiz con punta nos haria mas daño que el que no tiene punta

Esto se debe a la diferencia de areas entre las puntas de los lapices


DensidadTal y como la presion es una extension de la idea

de fuerza, la densidad es una extension de la idea de masa

Si la presion es una concentracion de fuerza por area, entonce la densidad esuna concentracion de masa por volumen

Densidad: Es la unidad de masa por volumen de una substancia

Densidad = masa / volumenD = m/V

Esta se mide en g/ cm3 o Kg/m3


DensidadPara encontrar la densidad de una

substancia, solo se mide la masa y este valor es dividido entre el volumen ocupado

Cada substancia tiene su densidad unica pues esta relacionado al tipo de materia y sus elementos combinados

Nota: un cm3 es igual a un mililitro (ml) 1cm3 = 1 ml

…osea que lo podemos expresar en g/ml o g/ cm3


Temperatura y calorLa temperatura es uno de los conceptos mas

utilizados en nuestras vidas luego del tiempo.La idea de temperatura es bien diferente a lo que es

calor o energia internaLa temperatura la medimos utilizando el termometroEste depende de varias propiedades fisicas para

medir cambios de temperaturaExisten los de mercurio, alchol rojo, de metal .Existen tres tipos de escalas para leer la temperatura

Celcius Farenheit Kelvin


Termometros y Escalas


TemperaturaEl temperatura la cantidad de energia

cinetica que tienen las particulas de la substancia

Osea que el termometro mide el movimineto o velocidad de movimiento de las particulas a cierta temperatura

Los atomos y las moleculas que componen la materia tiene una energia cinetica que va en aumento segun el estado de la materia


Energia y Temperatura El diagrama nos muestra como cambia la

kE o velocidad de las particulas segun va aumentando la temperatura

Entran en juego la presion y la temperatura, determinando el estado de la materia

Cuando se llega a cero Kelvin no hay temperatura, pues no vibra las moleculas siendo la temperatura mas baja


Presion Temperatura y VolumenLa expansion de volumen de los gases es mayor que

en liquidos y en solidos , segun el ordenLos solidos tienden a expandir al elevar la

temperaturaEse efecto ocurre en los termometros, de ese modo

el indicador aumenta o disminuye de lectura segun la temperatura

Igual ocurre con los metales, estos expanden al aplicarle calor y son usados en muchas aplicaciones

En liquidos este efecto va ligado con la presion y ocurre un cambio de fase


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