TEMA 3 - La Naturaleza de la Materia PDF

TEMA 3 LA NATURALEZA DE LA MATERIA ÍNDICE DE CONTENIDOS 1 - LA MATERIA 2 - LOS ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA 3 - EL ESTADO GASEOSO 4 - LAS LEYES DE LOS GASES 5 - EL MODELO CINÉTICO-MOLECULAR DE LA MATERIA 6 - ENERGÍA TÉRMICA, CALOR Y TEMPERATURA 7 - LOS CAMBIOS DE ESTADO 8 - PROPIEDADES...

TEMA 3 LA NATURALEZA DE LA MATERIA ÍNDICE DE CONTENIDOS 1 - LA MATERIA 2 - LOS ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA 3 - EL ESTADO GASEOSO 4 - LAS LEYES DE LOS GASES 5 - EL MODELO CINÉTICO-MOLECULAR DE LA MATERIA 6 - ENERGÍA TÉRMICA, CALOR Y TEMPERATURA 7 - LOS CAMBIOS DE ESTADO 8 - PROPIEDADES Y CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA 9 - SUSTANCIAS PURAS 10 - MEZCLAS 11 - CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN 12 - MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS 1 - LA MATERIA MATERIA La Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. SISTEMA MATERIAL Un Sistema Material es una porción específica de materia, confinada en una porción de espacio, que se selecciona para estudiarla. PROPIEDADES DE UN SISTEMA MATERIAL MASA La Masa de un cuerpo es la medida de la cantidad de materia que contiene. Se mide en kg. VOLUMEN El Volumen de un cuerpo es la medida del espacio que ocupa. Se mide en m3. DENSIDAD La Densidad de un cuerpo es la relación entre su masa y el volumen que ocupa. Se mide en kg/m3. 𝑚 𝑑= 𝑉 2 - LOS ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA En la corteza terrestre, la materia se presenta generalmente en tres estados físicos: sólido, líquido y gaseoso. Cuando la materia cambia de estado, su masa permanece constante, pero el volumen varía y es por esto por lo que la densidad es una magnitud que caracteriza a cada estado de la materia. Experimentalmente se ha demostrado que cada estado tiene sus propiedades características: Aquí tenéis una tabla con las densidades de algunas sustancias comunes a una presión de 1 atm. Podemos observar en algunas sustancias como el agua o el aire que su densidad es diferente según la temperatura a la que se encuentren. 3 - EL ESTADO GASEOSO El volumen que ocupa una determinada masa de sustancia gaseosa varía en función de la presión y de la temperatura a la que se encuentre. La presión, el volumen y la temperatura son variables de estado que definen el estado de una sustancia gaseosa. PRESIÓN La presión es una magnitud que mide la relación entre la fuerza aplicada sobre un objeto y la superficie sobre la que se aplica. Para medir la presión empleamos un instrumento llamado manómetro. La unidad de medida de la presión en el S.I. es el Pascal (Pa) LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA es la fuerza por unidad de superficie que ejerce la atmósfera sobre los cuerpos que se encuentran en ella. Para medir la presión atmosférica se emplea el Barómetro. VOLUMEN El volumen es una magnitud que indica el espacio que ocupa un material. En el S.I. el volumen se mide en metros cúbicos (m3). Como los gases ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene, para medir el volumen de un gas podemos fijarnos en la capacidad de un recipiente. MEDIDA DEL VOLUMEN MÍNIMO DE UN GAS. TEMPERATURA La temperatura es la medida del calor de un cuerpo. El instrumento que se utiliza para medir la temperatura es el Termómetro. La unidad de medida de la temperatura en el S.I. es el Kelvin (K). Nosotros solemos medir la temperatura en grados Celsius (ºC). Para transformar una medida de la temperatura de una unidad a otra hemos de utilizar la siguiente expresión: 𝑇 (𝐾) = 𝑇 (º𝐶) + 273 4 - LAS LEYES DE LOS GASES Una vez que conocemos las tres variables que definen el estado de un gas, podemos preguntarnos qué sucede si modificamos el valor de alguna de ellas. Estudiando este comportamiento de los gases surgieron las leyes de los gases. LEY DE BOYLE Y MARIOTTE LEY DE CHARLES LEY DE GAY-LUSSAC LEY COMBINADA DE LOS GASES La Ley Combinada de los Gases combina las tres anteriores y es válida siempre que la cantidad de gas se mantenga constante: 5 - EL MODELO CINÉTICO-MOLECULAR DE LA MATERIA Desde finales del siglo XVIII varios científicos se dedicaron al estudio de los gases con el fin de desarrollar un modelo que permitiese explicar las relaciones observadas entre la Presión, la Temperatura y el Volumen. Pudieron observar que los gases presentaban unas propiedades comunes y propusieron la teoría cinética de los gases. Posteriormente se amplió a líquidos y sólidos dando lugar al Modelo Cinético-Molecular de la Materia, cuyos postulados son los siguientes: Atendiendo a esto se establecen las diferencias entre los tres estados de la materia. 6 - ENERGÍA TÉRMICA, CALOR Y TEMPERATURA ¿Qué sucede al poner en contacto dos cuerpos a distinta temperatura? Según la teoría cinética, las partículas de mayor velocidad ceden parte de su energía a las partículas de menor velocidad produciéndose una transmisión de energía del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura 7 - LOS CAMBIOS DE ESTADO El estado físico de un material puede cambiar si se modifican las condiciones ambientales de presión y temperatura. 8 - PROPIEDADES Y CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA Cuando hablamos de las propiedades de un sistema material, hemos de diferenciar entre: Propiedades Extensivas: Dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño del sistema. Propiedades Intensivas: No dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño del sistema, sino de la naturaleza de la sustancia. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA Según su composición la materia se clasifica de la siguiente manera: 9 - SUSTANCIAS PURAS Sustancia Pura es aquella materia homogénea que tiene una composición química constante en toda su extensión y se puede identificar por una serie de propiedades características. Las propiedades más importantes son: Temperatura de Ebullición. Temperatura de Fusión. Densidad. Las sustancias puras se dividen en dos grupos: Elementos: Sustancias que, por procesos químicos, no pueden separarse en sustancias más simples. Compuestos: Sustancias que, por procesos químicos, pueden separarse en sustancias más simples. 10 - MEZCLAS Una mezcla es un sistema material de composición variable, formado por dos o más sustancias puras que se pueden separar utilizando métodos físicos. Las mezclas se pueden clasificar en dos tipos: Además existen algunas mezclas en nuestro entorno que nos resultan de especial interés como son: DISOLUCIONES Una disolución es una mezcla homogénea formada por, al menos, dos componentes que reciben el nombre de soluto y disolvente. La composición de una disolución no es fija ya que sus componentes pueden mezclarse en proporciones variables (entre ciertos límites). El soluto es la sustancia que se disuelve y que está en menor proporción. El disolvente es la sustancia que disuelve al soluto y que está en mayor proporción. Algunos ejemplos de disoluciones: 11 - CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN La concentración de una disolución expresa, de forma numérica, la relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución. La concentración de una disolución se puede expresar de diferentes formas: 12 - MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS EJERCICIOS Estos apuntes se han generado a partir del libro de texto de Física y Química de 3º de ESO de la Editorial EDEBÉ.