lunes, 14 de enero de 2013

Unidad 6: "La materia y sus transformaciones"

La materia y sus propiedades

Materia es todo lo que existe en el Universo, que tenga masa y volumen; es decir, que ocupe un lugar en el espacio.


  Una roca (sólido), un vaso de leche (líquido), vapor de agua (gas) son sustancias materiales, ya que todas ellas tienen masa y ocupan un volumen.

   En el Universo existen infinidad de sustancias materiales diferentes, pero todas ellas están formadas por combinaciones de poco más de un centenar de átomos diferentes.

  El átomo es la partícula de materia más pequeña que podemos obtener.

   Los átomos básicamente están formados por tres clases de partículas:

  • Los protones, que tienen masa y carga eléctrica positiva.


  • Los neutrones, que tienen masa pero no tienen carga eléctrica.


  • Los electrones, que no tienen masa y tienen carga eléctrica negativa (sí tienen masa, pero es despreciable; unas dos mil veces más pequeña que la de protones y neutrones).


   Los protones y los neutrones están juntos, en un espacio muy pequeño, llamado núcleo.
   Los electrones giran alrededor del núcleo en diferentes órbitas, a una distancia muy grande de él.
    Por eso, podemos decir que el átomo está prácticamente vacio.

    Aquí puedes ver un modelo, muy elemental del átomo:

 














  Estos poco más de 100 tipos de átomos diferentes que existen se organizan en una tabla, llamada Tabla Periódica de los elementos:










Las propiedades de la materia








La masa y el volumen


  La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

  Se mide en kilogramos (Kg) o en gramos (g)

 1 kg = 1.000 g

  Para medir la masa de un cuerpo utilizamos una balanza.


  El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo.

  Se suele medir en litros (l), mililitros (ml) o centímetros cúbicos (cm3)

1 l = 1.000 ml = 1.000 cm3

  Para medir el volumen de un cuerpo podemos utilizar recipientes graduados (por ejemplo, una probeta)


La densidad





¿Cuándo flota un cuerpo en el agua y cuándo se hunde?

La densidad del agua es de 1 g/cm3.

Cuando ponemos un cuerpo en el agua pueden pasar tres cosas, que dependen de la densidad del cuerpo:

  • Si  dcuerpo > dagua  el cuerpo se hunde.

  • Si  dcuerpo < dagua  el cuerpo flota.

  • Si  dcuerpo = dagua  el cuerpo queda donde se le sitúe, en un equilibrio inestable.


    En general, cuando ponemos un cuerpo en un fluído (líquido o gas), el cuerpo flotará si su densidad es menor que la del fluído y se hundirá si su densidad es mayor.

    Observa estos vídeos para que lo entiendas mejor:


  






Observa la siguiente tabla de densidades y averigua qué sustancia es cada una:






Sustancias puras y mezclas.

   Sustancias puras son aquellas que están formadas por un solo tipo de materia.

    Las mezclas son aquellas que están formadas por dos o más sustancias puras diferentes.






Las aleciones

    Las aleaciones son un tipo especial de mezclas en las que al menos uno o varios de sus componentes son metales.




Métodos de separación de mezclas

   Existen muchos métodos para separar las distintas sustancias que componen una mezcla. Algunos de estos métodos los puedes ver en el siguiente esquema:





     Observa ahora el siguiente vídeo:



Los cambios de estado

   La materia se puede encontrar en la naturaleza en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

    Cada sustancia, a temperatura ambiente, se encuentra en un estado; por ejemplo, el agua a temperatura ambiente de 14 ºC se encuentra en estado líquido, sin embargo, si la temperatura desciende por debajo de los 0 ºC, el agua se congela y pasa al estado sólido.

    Las sustancias pueden pasar de un estado a otro, tanto si damos calor como si enfriamos.

   Aquí tienes un esquema de los cambios de estado de la materia:




Los puntos de fusión y ebullición

El punto de fusión es la temperatura a la que una sustancia comienza a pasar del estado sólido al líquido.

El punto de ebullición es la temperatura a la que una sustancia empieza a pasar del estado líquido al gaseoso.

Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es de 0 ºC, porque a esa temperatura el hielo (sólido) empieza a pasar al estado líquido. Por otro lado, su punto de ebullición es de 100 ºC porque a esa temperatura el agua (líquido) empieza a hervir y a pasar a vapor de agua (gaseoso).

Durante el tiempo en el que una sustancia está cambiando de estado la temperatura no cambian, aunque suministremos calor, debido a que toda la energía transmitida se invierte en realizar el cambio de estado.

Para que lo entiendas mejor, observa estos gráficos del cambio de estado de una sustancia:







Los puntos de fusión y ebullición son propiedades características de las sustancias puras y sirven para identificarlas.

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