1.La materia y su composición



OBJETIVOS


En este tema aprenderás sobre:

• La materia, sus propiedades, constitución y medida.
• La estructura microscópica.
• La teoría cinética de la materia.
• Los principales estados de la agregación de la materia.
• Los cambios de estado de agregación de la material.
• La medida de las principales propiedades materiales.
• Sistema Internacional de medida y unidades.
• Ejemplos de los principales tipos de magnitudes y unidades.

¿Qué es la materia?

Con palabras sencillas podemos decir que materia  es todo lo que existe, ocupa un espacio y se puede pesar. Materia son los cuerpos que vemos, tocamos, medimos, etc. De una forma mas rigurosa, materia se define como:

                  
Materia es todo lo que existe, tiene masa y volumen.


La masa y el volumen son dos propiedades fundamentales de la materia que estudiaremos en este tema.

Si pudieramos ver los cuerpos materiales con un microscopio muy potente, veríamos que todos los cuerpos estan formados por unas pequeñas particulas llamadas átomos.

Hay átomos de diferentes tipos. Los atomos se pueden diferenciar entre sí por su masa (unos pesan mas que otros), por su tamaño (unos mayores que otros) y por la forma que tienen de unirse a otros atomos.

Todos los cuerpos materiales estan formados por unas partículas llamadas átomos.


En este tema consideramos a los átomos como eternos e indestructibles.












Unión de átomos

Los atomos pueden unirse entre si, formando compuestos. Estos átomos que se unen pueden ser iguales o distintos. Cuando los atomos se unen se dice que forman enlaces.







La fuerza con la que se unen los atomos depende del tipo o naturaleza de los atomos que se unen.
Hay átomos que se atraen entre si con mucha fuerza y se unen muy fuertemente y otros que practicamente no se atraen nada y no se unen.


Los atomos dependiendo de su naturaleza pueden unirse entre si formando enlaces.





TEMPERATURA

Intuitivamente asociamos la temperatura de un cuerpo a si este esta caliente o frío. La pregunta es: ¿que diferencia hay entre un cuerpo con mas temperatura que otro con menos?
Si mirásemos las partículas o átomos que componen un cuerpo, veríamos que estas se mueven, y se mueven cuanto mayor es la temperatura del cuerpo y viceversa. Si las particulas ganan energia aumenta la temperatura y si la pierden baja.


    La temperatura esta directamente relacionada con la rapidez (velocidad) o energia que         tienen los atomos o particulas que componen los cuerpos.

El aparato mas utilizado para medir la temperatura es el TERMÓMETRO.
















Teoria cinetica de la materia

Los cuerpos estan formados por átomos, que pueden unirse entre si, tienen energia y estan en movimiento. Que los átomos esten unidos o separados entre si depende de dos factores:

1)De la fuerza con la que los átomos se atraen, que depende del tipo de átomos que se unen.
2)De la temperatura o energia que poseen los átomos. Si los átomos se mueven mas rapido (mas temperatura) sera mas facil que se separen que si se mueven más lentos (menos temperatura).
   
   Que los átomos esten unidos entre sí depende del tipo de átomos y de la temperatura.



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   Por ello, las sustancias estan en estado sólido, líquido o gas.




                 Estados de la materia

Gaseoso

     Las partículas de los gases se atraen muy poco entre sí y estan separados.

La estructura microscópica de los gases explica que presenten las siguientes propiedades:
Su fotma y su volumen es la del recipiente que los contiene. Se pueden comprimir ( reducir o aumentar su tamaño). Pueden fluir (viajar de un sitio a otro deslizándose por el medio).Los gases ejercen presión (fuerza sobre las paredes del recipiente que los contienen).

Las temperaturas altas favorecen que las sustancias esten en estado gaseoso.



Sólido

Las particulas de los sólidos se atraen con mucha fuerza entre sí y estan fuertemente unidas.



La estructura microscópica de los sólidos explica que presentan las siguientes propiedades:
Su forma y su volumen son fijos y no varían. Son incomprensibles (no se reducen al ser presionados). No fluyen.Los sólidos ejercen presion solo sobre los cuerpos que estan apoyados en el.


Líquido

Las partículas de los líquidos se atraen con fuerza intermedia entre sí y las particulas estan unidas pero se mueven o deslizan unas con respecto de otras.

La estructura microscopica de los líquidos explica que presenten las siguientes propiedades:

Su forma es la del recipiente que lo contiene y su volumen es fijo, no varía. Son incomprensibles (no se reducen al ser presionados). Pueden fluir. Los líquidos ejercen presión sobre las paredes de los recipientes que los contienen.
Las temperaturas intermedias favorecen que las sustancias esten en estado líquido.


               2.Propiedades de la materia

Masa

Todos los cuerpos tienen masa. Una definición de la masa es: ''cantidad de materia que tiene un cuerpo''.

Otra manera mas intuitiva de definir la masa es: la masa de un cuerpo se relaciona directamente con la cantidad de átomos o particulas que contiene. Cuantos mas atomos mas masa y viceversa.

La masa de un cuerpo mide la cantidad de atomos o particulas que contiene.
Nota: tambien depende del tipo de átomo ya que unos átomos tienen mas masa que otros.


Volumen

Volumen es el espacio que ocupa un cuerpo.
Todos los cuerpos que existen tienen volumen, ya que ocupan un lugar en el espacio.
El volumen de un cuerpo es el que ocupan los atomos que lo componen mas el espacio entre ellos (espacio interatomico).
El espacio ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado por otro cuerpo a la vez( principio de impenetrabilidad de los cuerpos).

Densidad

Hemos visto que todos los cuerpos tienen masa y volumen, es decir que estan formados por atomos que ocupan un espacio.

A la division entre la masa y el volumen de un cuerpo se le llama densidad. d= m/v

Los atomos de un cuerpo pueden estar mas o menos juntos, es decir, enn un mismo espacio puede haber mas o menos atomos .
Un cuerpo denso es aquel que tiene muchos atomos en nun espacio determinado, es decir, los atomos estan muy juntos. Mientras que si hay mucho espacio entre ellos sera poco denso.

Otras propiedades de la materia

Los cuerpos materiales tienen otras muchas propiedades. A continuacion comentaremos algunas de ellas a modo de ejemplo:

• Dureza. Indica si es facil o dificil de rayar.
• Índice de refraccion. Indican si la luz y las ondas viajan mas o menos rapido en el interior de un cuerpo-
• Calor especifico. Indica si hay que dar mas o menos energia para calentar o enfriar el cuerpo.
• Conductividad electrica y termica. Indica si el calor y la electricidad pasan o no con facilidad a traves del cuerpo.

Dimensiones de los cuerpos

En el espacio qque conocemos hay tres dimensiones llamadas :ancho, largo y alto.
Todos los cuerpos son tridimensionales (3 dimensiones) , poe ejemplo:un balon, una silla, un coche, etc.
Sin embargo hay cuerpos que tienen una dimension mucho mas pequeña que las otras dos. Son cuerpos bidimensionales. Por ejemplo, un folio o un mantel son muy finos y en la practica se tienen en cuenta dos dimensiones: ancho y largo.
Hay cuerpos, como por ejemplo un hilo o una cuerda, en los que predomina una sola dimension, son cuerpos unidimensionales.

Cambios de estado

Hemos visto que el estado de una sustancia depende de dos factores: naturalesa de la sustancia (de ella depende la fuerza de union entre sus atomos) y temperatura(de ella depende la energia o rapidez con la que se mueven los atomos).

(particulas de gases.....) 

Un cuerpo en estado solido al que se aumenta su temperatura hace que sus particulas se muevan mas rapido hasta que se separan y pasa a estado liquido o gaseoso. Lo contrario pasa si se baja la temperatura, las particulas tendran menos energia y tendran a estar en estado liquido o solido.

Las temperaturas intermedias favorecen que las sustancias esten en estado liquido.

Magnitud, medida y unidades

Magnitud:Es cualquier propiedad (del universo) que se puede medir o calcular de alguna forma. Ejemplos: tiempo, masa, fuerza, longitud, velocidad, aceleracion, etc.

Medida:Es el resultado de comparar dos magnitudes de la misma naturaleza. Ejemplo: cuando se mide el tiempo se compara lo que tardaen ocurrir algo con lo que tardan las agujas del reloj en dar las vueltas, estoy comparando un tiempo (fenomeno) con otro (reloj).

Unidad de medida: Cantidad de una determinada magnitud que se toma como referencia. Actualmente las establece el sistema internacional de unidades (S.I.).
Ejemplo: La unidad de tiempo es el segundo, por tanto comparo lo que tarda cualquier fenomeno con el segundo.

Sistema Internacional (SI)
El sistema internacional (SI)es un sistema de unidades establecido por una conferencia inernacional.
El SI tambien se llama "sistema metrico" y fue creado en 1960. La gran mayoria de los paises utiliza este sistema de unidades.

Magnitudes. El SI ha establecido siete magnitudes como fundamentales o basicas. Todas las demas son derivados y utiliizan a las fundamentales para definirse.

Unidad de medida: El SI asigna una magnitud a cada unidad. Tambien establece las equivalencias entre las unidades del SI y otras unidades de la misma magnitud.

Conversion de unidades

Las unidades pueden tener multiplos o submultiplos que son prefijos que se colocan delante de la unidad  y que la multiplican o dividen respectivamente por la unidad seguida de ceros.
Ejemplo: un kilometro son mil metros (kilo multiplica por mil a metro).
Una misma magnitud puede medirse con distintas unidades, una de ellas es elegida por el SI y las otras no, pero tienen una equivalencia entre ellas. Ejemplo: metros y millas. Ambos miden longitud, pero el metro es la unidad del SI.
Para convertir unas unidades en otras, o para cambiar entre los multiplos y submultiplos de una misma unidad, se pueden usar: multiplicacion o division por la unidad seguida de ceros, las reglas de tres, formulas y los factores de conversion.


Masa

Masa. Cantidad de materia que tiene un cuerpo.
Tipo de magnitud: fundamental.
Unidad SI: kilogramo (kg).
Instrumentos de medida: balanza, bascula, granatario, peso...
Otras unidades: libra onza, UTM, arroba, quintal, grano, tonelada...
Ejemplo: 2 kg. La magnitud medida es la masa en la unidad kilogramos. La cantidad medida es 2 (hay 2 veces un kilogramo). Se ha medido con una balanza.


Longitud

Longitud. Distancia entre dos puntos.

Tipo de magnitud: fundamental.
Unidad SI: metro (m).
Instrumentos de medida: cinta métrica, regla de medir, técnicas láser...
Otras unidades: yarda, milla marina, milla terrestre, pie, cuarta, codo...
Ejemplo: 5m. La magnitud medida es la longitud en la unidad de metros. La cantidad medida es 5 (hay 5 veces un metro). Se ha medido con una cinta métrica.


Tiempo
 
tiempo. duracion de un fenomeno
tipo de magnitud: fundamental
Unidad SI: segundo (s)
Temperatura