UD1: LA MATERIA_2ºESO

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Unidad 2 2º ESO

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LA MATERIA Y SUS CAMBIOS

5- Leyes de los gases

1- Propiedades de la materia

2- Densidad

3- Estados de agregación

4- La teoría cinética

ÍNDICE

PROPIEDADES DE LA MATERIA

01

La materia es todo lo que posee masa, y ocupa un espacio, es decir, un volumen. La materia se caracteriza por sus propiedades:

¿Qué es la materia?

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Permiten diferenciar un tipo de materia de otra. Por ejemplo, la densidad, las temperaturas de cambio de estado, la conductividad eléctrica o la conductividad térmica.

Permiten distinguir lo que es materia de lo que no lo es, pero no permiten diferenciar unos materiales de otros. Las más importantes son masa y volumen.

Propiedades específicas

Propiedades generales

vs

Propiedades de la materia

vs

El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo o un sistema material. La unidad de volumen en el Sistema Internacional es el metro cúbico, si bien se emplean con frecuencia el litro y el centímetro cúbico. Matraces, probetas y buretas graduadas se emplean para medir volúmenes de líquidos.

La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo o sistema material. Se trata de una magnitud fundamental. La masa se mide con una balanza y su unidad en el Sistema internacional es el kilogramo.

Propiedades generales

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Diferencia entre masa y peso

Sólidos irregulares

Sólidos regulares

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Medida de volúmenes

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El principio de Arquímedes

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La densidad es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. En la expresión anterior, m es la masa, que en unidades del Sistema Internacional se mide, en kg, y V es el volumen, expresado en m3, por lo que d será, entonces, la densidad expresada en kg/m3, que es la unidad del SI para esta magnitud.Es una magnitud derivada que nos permite diferenciar unas sustancias de otras.

Propiedades específicas: la densidad

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Evaluamos: masa, volumen y densidad.

medida indirecta

medida directa

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Medida de la densidad

ESTADOS DE AGREGACIÓN

03

Estados de agregación

Los estados de la materia son las distintas formas que adopta la materia en el universo. También se conocen como estados de agregación de la materia, ya que las partículas se agregan o agrupan de distintas formas en cada estado. Se puede considerar que existen cuatro estados fundamentales de la materia, teniendo en cuenta las formas de agregación que se dan en condiciones naturales.

Gas

Líquido

Sólido

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¿CUÁLES SON LOS ESTADOS DE LA MATERIA?

Los átomos de la materia sólida están muy juntos, por lo que tienen una forma y un volumen fijos. Los sólidos no pueden comprimirse; sin embargo, las altas temperaturas aumentan la vibración de sus partículas, lo que provoca que se expandan ligeramente. Los sólidos tienen memoria de forma, por lo que si se deforman, tienden a recuperar su forma original.

SÓLIDOS

Tienen un volumen fijo, pero sus átomos están menos cohesionados que los de los sólidos, por lo que su forma es variable; en consecuencia, adoptan la forma de la superficie o el recipiente en el que se encuentran.

LÍQUIDOS

Sus partículas no están cohesionadas y tienden a dispersarse, por lo que no tienen forma ni volumen fijos. Al igual que los líquidos, su forma dependerá del recipiente, pero a diferencia de los líquidos, los gases ocupan absolutamente todo el espacio disponible en el recipiente. El volumen de los gases cambia con las condiciones de temperatura y presión, por lo que pueden comprimirse para alojar más cantidad en recipientes más pequeños.

GASES

Un cambio de estado es un cambio físico en una materia. Son cambios reversibles, el cambio se produce a temperatura constante por lo que se trata de una propiedad característica y no implican ningún cambio en la composición química de la materia.

CAMBIOS DE ESTADO

LA TEORÍA CINÉTICO-MOLECULAR

04

lA TEORÍA CINÉTICO-MOLECULAR

Para explicar cómo la materia se organiza en tres estados, cómo se comporta la materia es cada estado, y cómo es posible la transformación entre estados, se ha desarrollado la Teoría Cinética de la materia.

POSTULADOS DE lA TEORÍA CINÉTICO-MOLECULAR

• Las partículas que forman la materia se atraen entre sí. Estas fuerzas serán más intensas en los sólidos mientras que en los gases serán prácticamente inexistentes.

• Estas partículas están en continuo movimiento. Este movimiento es diferente en cada estado (más libre en los gases y solamente de vibración en los sólidos). Las partículas se mueven aleatoriamente en todas direcciones, tanto más deprisa cuanto mayor es la temperatura.

• La materia es discontinua. La materia, sea cual sea su estado, está formada por partículas diminutas. Estas partículas son características de cada sustancia, independientemente de su estado de agregación .

• Las fuerzas de atracción son casi nulas.

• Las partículas están muy separadas unas de otras y se mueven a gran velocidad.
• Es el estado más desordenado.

• Las fuerzas entre partículas son más débiles que en el sólido.
• Las partículas se desplazan unas con respecto a otras.
• Estado más desordenado que en el sólido.

GAS

LÍQUIDO

• Fuerzas entre partículas muy intensas.
• Esto no les permite dejar sus posiciones fijas, solo pueden vibrar ligeramente.
• Estructuras ordenadas.

SÓLIDO

LOS ESTADOS DE AGREGACIÓN SEGÚN LA TCM

características de los estados de agregación

La materia se presenta en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. En la naturaleza, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua. Sin embargo, la mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ESTADOS DE LA MATERIA

CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA

Viscosidad

Es la resistencia al movimiento de los fluídos. Por tanto, cuanto más viscosa es una sustancia, más dificilmente fluye.

Compresión

Comprimirse es la capacidad de disminuir su volumen bajo la acción de una fuerza. Por tanto, los sólidos no son compresibles, los líquidos apenas y los gases muy compresibles.

Difusión

Es un fenómeno que ocurre cuando una sustancia se puede entremezclar con otra. Los gases se difunden muy rápido, los líquidos más lentos y en los sólidos casi no existe.

Fluir

Capacidad de moverse de un lugar a otro de forma progresiva.La materia en estado gaseoso o líquido se denomina también materia fluída.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ESTADOS DE AGREGACIÓN

LA TEMPERATURA Y SUS ESCALAS DE MEDICIÓN

La temperatura es una magnitud fundamental que mide la energía cinética media de las partículas de un sistema. Esta energía es mayor cuanto más rápido se muevan las partículas. De acuerdo con la TCM, cuando aumenta la temperatura de un sistema también lo hace la energía cinética de las partículas que lo constituyen.Su unidad en el SI es el Kelvin, K. Pero existen otras escalas de medición como la escala Celsius o Fahrenheit.

Su unidad en el SI es el pascal, Pa, en honor a Blaise Pascal. La presión se mide con un aparato llamado manómetro.

La presión es una magnitud derivada que se define como la fuerza ejercida sobre unidad de superficie. En el caso de la presión de un gas es la fuerza que ejercen las partículas que lo constituyen al colisionar sobre la superficie.¿Y por qué ejercen cierta fuerza sobre las paredes del recipiente? Según la TCM, se debe a que las partículas del gas, en su continuo movimiento, chocan entre sí y contra las paredes del recipiente. Cuanto mayor sea la presión, mayor será su movimiento y el número de choques entre las partículas y con las paredes del recipiente.

LA PRESIÓN

La presión atmosférica es la presión que ejerce la atmósfera debido a su peso sobre la superficie de los cuerpos que están en contacto con ella.Se mide con un aparato que se llama barómetro.Este valor disminuye con la altitud, puesto que, a medida que ascendemos, la masa de aire que ejerce presión sobre nosotros es menor.La presión a nivel del mar es de 1013 mb o 1 atm.

LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

Un cambio de estado es el cambio físico que experimenta un sistema material al pasar de un estado de agregación a otro. En un cambio de estado no cambia la naturaleza de las partículas que forman el sistema material.Sea cual sea el cambio de estado, se cumple que:- T es un valor fijo: es una propiedad específica - Son reversibles: puede volver al estado original.- En el proceso LA TEMPERATURA NO VARÍA

LOS CAMBIOS DEESTADO

LOS CAMBIOS DE ESTADO

Las temperaturas de fusión y ebullición son características de cada sustancia, por tanto, se trata de propiedades específicas, que nos permiten diferenciar una sustancia de otra

A cada cambio progresivo le corresponde uno regresivo. La temperatura a la que ocurre cada pareja de cambios de estado, para una presión dada, es idéntica y característica de cada sustancia.

• La temperatura de fusión (Tf) es la temperatura a la que ocurren la fusión y la solidificación..
• La temperatura de ebullición (Te) es la temperatura a la que ocurre el cambio de estado de vaporización en toda la masa del líquido, la ebullición. A esta temperatura ocurre simultáneamente la condensación del gas a líquido.

TEMPERATURAS DE CAMBIO DE ESTADO

TEMPERATURAS DE CAMBIO DE ESTADO

FUSIÓN YSOLIDIFICACIÓN

VAPORIZACIÓN Y CONDENSACIÓN

SUBLIMACIÓN Y SUBLIMACIÓN INVERSA

SUBLIMACIÓN Y SUBLIMACIÓN INVERSA

• Gráfica de enfriamiento: si partimos ahora de un vapor y enfriamos, es decir, eliminamos energía, provocaremos cambios regresivos y una disminución de la temperatura.

Para estudiar de forma experimental los cambios de estado, tenemos que realizar medidas precisas de la temperatura de la materia que estamos calentando o enfriando para que se produzca el cambio de estado durante todo el tiempo que dure el proceso.

• Gráfica de calentamiento: cuando calentamos un sistema, le estamos suministrando energía térmica que hace que las partículas se muevan a mayor velocidad. Esto puede provocar un cambio de estado progresivo, si la temperatura alcanza el valor de la de fusión o ebullición.

gráficas de cambios de estado

GRÁFICAS DE CAMBIOS DE ESTADO

GRÁFICAS DE CAMBIOS DE ESTADO

ACTIVIDAD 1: GRÁFICAS DE CAMBIOS DE ESTADO

ACTIVIDAD 2: GRÁFICAS DE CAMBIOS DE ESTADO

LEYES DE LOS GASES

05

• Para el estudio de estas leyes, consideraremos que los gases se comportan de forma ideal, es decir, que las partículas que componen el gas ocupan un volumen despreciable frente al del recipiente que lo contiene, siendo las fuerzas de atracción entre ellas nulas.

• Para observar cómo varía una de estas tres magnitudes (magnitud dependiente), se mantiene constante otra (magnitud controlada) y se hace variar la tercera de ellas (magnitud independiente).

• Las leyes de los gases ideales muestran la relación entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas.

LEYES DE LOS GASES

LEYES DE LOS GASES IDEALES

Cuando un gas experimenta transformaciones a presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen también aumenta, y viceversa.

Cuando un gas experimenta transformaciones a volumen constante, al aumentar la temperatura, la presión también aumenta, y viceversa.

LEY DE CHARLES

LEY DE GAY-LUSSAC

Cuando un gas experimenta transformaciones a temperatura constante, al disminuir el volumen del recipiente, la presión aumenta, y viceversa.

LEY DE BOYLE -MARIOTTE

LEYES DE LOS GASES IDEALES

EXPERIMENTOS SOBRE LAS LEYES DE LOS GASES IDEALES

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