fisica y quimica

PROPIEDADES DE LA MATERIA

La materia puede encontrarse en 3 estados

Hay un cuarto estado que conforma el 99,9% de la materia visible en el universo

Los estados presentan diferentes propiedades macroscópicas que dependen de la fuerza de unión entre sus particulas

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SOLIDO

LIQUIDO

GAS

• Sin forma definida, dependen del recipiente
• Son fluidos, se expanden y ocupan todo el volumen del recipiente
• No tienen volumen constante, se compriemn y expanden con digicultad
• Baja densidad menor que la de solidos o liquidos

• Sin forma fija, dependen del recipiente que los contenga
• Fluyen y se adaptan al recipiente
• Volumen constante, se exprimen y expanden con dificultad

• Densidad superior a los gases e inferior a la mayoria de sólidos

• Forma definida, son relativamente rigidos y resisten a la defromación
• No son fluidos, no se adapatan al recipiente
• Volumen constante, no dependen de la presión
• Alta densidad

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POSTULADOS

TEORIA CINÉTICO CORPUSCULAR

Los estados según el modelo corpusclar

• La materia está formada por pequeñas partículas (corpúsculos) no visibles a simple vista y separadas por un espacio vacío; la materia es discontinua
• Existes fuerzas de atracción o cohesión entre partículas. Las fuerzas de cohesión son más fuertes cuanto más próximas estén las partículas

• Las partículas están siempre en movimiento

- SOLIDOS: vibrando sobre una posición fija - LIQUIDOS: Desplazándose unas respecto a otras - GASES: Moviéndose libremente

• Cuanto mayor sea la temperatura de la materia, mayor será la velocidad y la energía cinética de las partículas

¿QUÉ EXPLICA?

SÓLIDO

- Cuando una sustancia se encuentra a una presión constante, podrá evolucionar de un estado a otro según absorba o ceda energía térmica.

LÍQUIDO

Fusión: Proceso en el que la materia pasa de ser sólida a líquida, en una temperatura constante llamada punto de fusión. Este será un proceso endotérmico.

Solidificación: Proceso en el que la materia pasa de estado líquido a sólido, y todo esto sucede en la misma temperatura del punto de fusión. Este será un proceso exotérmico.

Vaporización: Este es un proceso endotérmico, donde la sustancia pasará de un estado líquido a gas. Hay dos tipos: evaporización y ebullición.

GASEOSO

Condensación: Este es un proceso exotérmico, donde el gas pasa a líquido a una temperatura constante del punto de ebullición.

Relación presión y volumen

1. Gráficas de calentamiento de una sustancia:

Ley de Boyle-mariotte

- Ahora, si en vez de calentar, la sustancia se enfría la escalera será descendente, donde los tramos horizonatales indican a los puntos de solidificación y de condensación.

- Las sustancias puras van a formar una gráfica de calentamiento, con forma ascendente, donde la parte horizontal indica los cambios de estado. Se van a diferenciar en los puntos de fusión y de ebullición, que son las propiedades específicas para cada sustancia.

Relación volumen y temperatura.

LEY DE CHARLES

2. ¿Cómo deducimos su estado?

Relación presión y temperatura.

Gracias al punto de fusión y ebullición, podemos deducir su estado: - Si creemos que está en estado gaseoso, se tendrá que encontrar por encima del punto de ebullición. - Si creemos que esta en estado sólido, deberá estar por debajo del punto de fusión. - Si creemos que esta en líquido, estará entre ambos puntos.

LEY DE GAY-LUSSAC

3. ¿Cómo interpretar una gráfica de calentamiento?

A partir de una gráfica de enfriamiento o calentamiento, podemos saber las temperaturas de cambio de estado y el estado en el que se encontrarán a otras temperaturas.

Ley de Charles

El cientifico Jackes Charles en el siglo XVIII investigo sobre la relación entre el volumen de un gas y su temperatura a presión constante. La gráfica resultante es una línea recta con pendiente positiva, lo cual indica que el volumen y la temperatura son magnitudes directamente proporcionales.

Relación entre la presión y la temperatura

- Esta ley será explicada mediante un ejemplo: Nosotros tenemos una lata, donde el volumen es constante. Si se aumentará la temperatura del gas que contiene, las partículas del mismo comenzarán a moverse con mayor velocidad, lo que significa que aumentará la presión.

- Ley de Gay-Lussac: Esta ley dice que, a volumen constante la presión que ejerce un gas será directamente proporcional a la temperatura. Esto quiere decir que si una de las dos aumenta la otra también lo hará y viceversa.

V= constante P1/P2 = T1/T2

Ley de Charles

- A presión constante, el volumen de una cantida fija de gas es directamente proprcional a su temperatura absoluta (en Kelvin)Volumen/Temperatura = constante - Según la teoría cinética, al aumentar la temperatura aumentará la velocidad de las partículas del gas, por lo que, para mantener la presión constante el volumen del recipiente deberá aumentar.

¿Porqué ocurre este cambio de estado?

Según el modelo cinético- corpuscular, en esta fase la temperatura no varía porque las partículas del sólido absorben toda la energía térmica, que es la que denomina la temperatura de la sustancia, que sea frío o calor.

Gráfica creciente

¿Por qué ocurre esto?

Esto ocurre ya que, al disminuir la temperatura, las partículas se van agrupando y las fuerzas de atracción aumentan, formando un sólido.

¿Por qué ocurre?

Esto ocurre ya que, al disminuir la temperatura las partículas del gas se van juntando, por las fuerzas de cohesión, formando pequeñas gotas de agua.

GASEOSO

• Las partículas están muy separadas entre si (en relación con su tamaño) y se mueven aleatoriamente en todas las direcciones.
• Las fuerzas de cohesión son muy débiles (casi nulas) pudiéndose comprimir y expandir fácilmente. Esto explica que los gases tengan forma y volúmenes variables.

• Los gases tienen densidades muy bajas porque sus partículas están muy distantes; hay poca masa ocupando todo el volumen disponible.

Ley de Boyle-Mariotte

La gráfica obtenida tiene forma de una hipérbola equilatera lo que indica que ambas magnitudes ( presión y volumen) son inversamente proporcionales. (Si la presión se dublica el volemen se reduce a la mitad y viceversa)

LÍQUIDO

• Las partículas de un líquido están próximas, pero más separadas que en los solidos

• Las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos. Las partículas se pueden deslizar unas sobre otras (fluyen). Por esta razón los líquidos pueden cambiar de forma, conservando su volumen.

• La densidad es inferior a los sólidos, ya que las partículas están menos agrupadas. Hay menos masa en el mismo volumen

¿Qué dos tipos hay?

Evaporización: Aquí la materia cambia de estado, pero solo de manera superficial, lentamente y a cualquier temperatura, pero que sea inferior a la necesario para que el líquido hierva. Ebullición: Esta vez el cambio se produce en toda la masa del líquido, formándose burbujas de gas. Y esto se produce en una temperatura llamada punto de ebullición.

* En el proceso de ebullición, la temperatura permanece constante, ya que las partículas del líquido absorben todo el calor. Y así hacer frente a las fuerzas que quieren unirlas. De esta forman se separarán y expandirán hasta formar un gas.

Gráfica descendente

SÓLIDO

• Las partículas están muy próximas entre si

• Las fuerzas de atracción son muy intensas. Solo tienen movimiento vibratorio. Esto explica que no se puedan comprimir ni expandir y que tengan forma y volumen fijos

• La elevada densidad se explica porque las partículas están muy próximas y hay mucha masa, ocupando poco volumen.

Ley de Boyle-Mariotte

- A temperatura constante el volumen ocupado por una determinada masa de gas es inversamente proporcional a la presión. Es decir el producto de la presión por el volumen es constante.

P1xV1=P2xV2