MATERIA Y ENERGIA

MATERIA

Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa e impresiona a nuestros sentidos. Todo tipo de materia sólida, liquida, gaseosa, está formada por moléculas y todas las moléculas por átomos, estos están separados por espacios vacíos llamados intermoleculares e interatómicos.

ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA

La materia se presenta en cuatro estados:

ESTADO 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)

Volumen tenso

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, excepto el agua.

Posee fluidez a través de pequeños orificios.

Puede presentar difusión.

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.

Ejercen movimiento ultra dinámico.

ESTADO DE PLASMA

El plasma un conjunto de partículas gaseosas eléctricamente cargadas, con cantidades aproximadamente iguales de iones positivos y negativos, se considera a veces el cuarto esta de la materia.

Es el estado iónico de la materia Son producto de las descargas eléctricas y magnéticas Los iones se forman en procesos de disolución, de ácidos,

bases, sales. Se encuentra formando el citoplasma celular.

ESTADO COLOIDAL

Es el estado de la materia donde la sustancia está entre el estado sólido y e líquido. 

ENERGÍA

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir calor o realizar un trabajo, de modo que, a medida que un cuerpo o un sistema transfieren calor o realiza un trabajo su energía disminuye.

Las variaciones de energía en los sistemas materiales

    Las transformaciones que suceden en los sistemas materiales pueden describirse mediante los cambios que se producen en la energía de dichos sistemas.

Las diversas formas de energía que conocemos son las siguientes:

Energía potencial: es la que tienen los cuerpos cuando están en una posición distinta a la de equilibrio

Energía cinética: es la que tienen los cuerpos por el hecho de moverse a cierta velocidad.

Energía térmica: es la que tienen los cuerpos en función de su temperatura.

Energía química: es la que se desprende o absorbe en las reacciones químicas

En todas las transformaciones de energía se cumple el principio de conservación de la energía: La energía puede transformarse de unas formas en

otras o transfiere de unos cuerpos a otros, pero, en conjunto, permanece constante.

La energía y sus formas:

Energía mecánica: Es la que poseen los cuerpos por el hecho de moverse a una determinada velocidad (cinética) o de encontrarse desplazados de su posición (potencial).

Energía térmica: Esta energía se debe al movimiento de los átomos o moléculas que componen un cuerpo. La temperatura es la medida de esta energía.

Energía eléctrica: Es la que produce por ejemplo una pila o una batería de un coche.

Energía electromagnética: Es la que transportan las llamadas ondas electromagnéticas, como la luz, las ondas de radio, y TV, las microondas, etc.

Energía interna: Bajo esta denominación se engloban todas las formas de energía existentes en el interior de un cuerpo.

Energía química: Es la energía que se desprende o absorbe de las reacciones químicas, como, por ejemplo, en una reacción de combustión.

Energía nuclear: Es la que se genera en los procesos de fisión nuclear (ruptura del núcleo atómico) o de fusión nuclear (unión de dos o más núcleos atómicos).

Fuentes de energía aprovechable

    Fuentes de energía no renovables. Proceden de recursos existentes en la naturaleza de forma limitada. Los más importantes son:

La energía obtenida de la combustión de fósiles (Carbón, petróleo y gas natural)

La energía nuclear, que utiliza la energía liberada en las reacciones nucleares para la producción de energía eléctrica o térmica.

             Fuentes de energía renovables. Proceden de recursos naturales inagotables.

Energía geotérmica: Aprovecha el calor interno de la Tierra y se emplea para generar electricidad o para calefacción.

Esquema de una fábrica nuclear

Extracción petrolífera

Energía hidráulica: Aprovecha los saltos de agua de las presas de los pantanos para generar energía eléctrica.

Energía solar: Se basa en el aprovechamiento de la energía que nos llega del Sol para transformarla en energía eléctrica o transferirla a circuitos de calefacción o agua caliente.

Energía eólica: Aprovecha la fuerza de los vientos para hacer girar las aspas que mueven las turbinas de los generadores de energía eléctrica.

Energía mareomotriz: Hace uso del movimiento de las masas de agua que se producen en las subidas y bajadas de las mareas.

Energía de la biomasa: Consiste fundamentalmente en el aprovechamiento energético de los residuos naturales (forestales, agrícolas,...) o los derivados de la actividad humana (residuos industriales o urbanos).