apunte teorico sistemas materiales

8/17/2019 Apunte Teorico Sistemas Materiales

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FÍSICO-QUÍMICA 1°AÑO .Los Sistemas Materiales

DefinicionesMateria: es todo aquello que ocupa espacio y tiene masa, es decir, es todo aquello que tiene masa yvolumen.Sistema material: es una porción de materia que se considera de forma aislada para su estudio.Sustancia: es un tipo concreto de materia.

Cuerpo: Es una porción limitada de materia, hace referencia a la forma que adapta la materia y lautilidad que presta.

Propiedades de los Sistemas MaterialesLas propiedades de los sistemas materiales pueden ser:• Propiedades EXTENSIVAS: Son aquellas que son comunes a todos los materiales, por lo tanto no

permiten identificar o distinguir a un MATE !AL de otro. Son aquellas que S! dependen de lacantidad de sustancia o del tama"o de un cuerpo y sus valores son independientes del estadof#sico, de la forma del cuerpo$ %or esto no sirven para identificar una sustancia. Ejemplos depropiedades e tensi!as son: la longitud, peso, ancho, espesor, largo, la masa y el volumen.

• Propiedades INTENSIVAS: Son aquellas cualidades o caracter#sticas de los materiales quepermiten la identificación de un determinado MATE !AL. Son aquellas que &' dependen de lacantidad de sustancia o del tama"o de un cuerpo, por lo que el valor permanece inaltera(le alsu(dividir el sistema inicial en varios su(sistemas. Ejemplos de propiedades intensi!as son:la temperatura , la presión, el punto de e(ullición , el punto de fusión ,la densidad, viscosidad, dure)a , concentración , el (rillo, la conductividad t*rmica y el*ctrica,solu(ilidad, olor, color, sa(or , etc., en general todas aquellas que caracteri)an a una sustanciadiferenci+ndola de otras. Si se tiene un litro de agua, su punto de e(ullición es - /0 a- atmósfera de presión 1. Si se agrega otro litro de agua, el nuevo sistema, formado por dos litrosde agua, tiene el mismo punto de e(ullición que el sistema original1.

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https://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Durezahttps://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Olorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Olorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Colorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Colorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Saborhttps://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celciushttps://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera_(unidad)https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Durezahttps://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Olorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Colorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Saborhttps://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celciushttps://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera_(unidad)https://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura


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FÍSICO-QUÍMICA 1°AÑO .

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"Cual fu# la Definici$n inicial del Metro%3


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El metro m1 se definió originalmente como una die&millon'sima parte de ladistancia entre el ecuador ( el polo norte a lo lar)o del meridiano de Par*s.Entre -234 y -233, esta distancia fue medida parcialmente por cient#ficosfranceses. 0onsiderando que la Tierra era una esfera perfecta, estimaron ladistancia total y la dividieron entre - millones.

M+s tarde, despu*s de descu(rirse que la forma de la Tierra no es esf*rica,el metro se definió como la distancia entre dos l*neas finas tra&adasen una +arra de aleaci$n de platino e iridio, el metro patróninternacional, conservado en %ar#s.

Metro (símbolo m ). E s la unidad principal de unidades de longitud del Sistema

Internacional de Unidades . 5n metro es la distancia que recorre la lu) en el vac#odurante un intervalo de -6433.234.789 de segundo.

La unidad fundamental de longitud del sistema métrico se denió originalmente en términos d e ladistancia desde el polo norte hasta el ecuador. En esa época se creía que esta distancia era de10 000 kilómetros. S e determinó con cuidado la diezmillonésima parte de esa distancia y semarcó haciendo rayas a una barra de aleación de platino-iridio.

Masa ( Volumen0omo hemos destacado anteriormente la masa ( el !olumen son propiedades e tensi!as de lamateria.

La masa: es una propiedad de los sistemas materiales que miden la cantidad de materia que poseen. Suunidad en el sistema internacional es el g. Tam(i*n es frecuente utili)ar el gramo y el miligramo. %aramedir la masa se emplea la (alan)a. La (alan)a es un instrumento que permite comparar la masa de unsistema material con la unidad de masa.

La masa no depende de:; la forma.; el grado de división del

sistema.

5n sistema material se diceque es cerrado cuando su masa permanece constante.

El !olumen: es una propiedad de los sistemas materiales que nos informa de la cantidad de espacio,ue ocupan- Su unidad en el sistema internacional es el m < metro c=(ico1. Tam(i*n es frecuenteutili)ar el litro y el mililitro.

El volumen &' depende de:; la forma.; el grado de división del

sistema.El volumen S! depende de:; la presión.; La temperatura.

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http://www.ecured.cu/Unidades_de_longitudhttp://www.ecured.cu/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://www.ecured.cu/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://www.ecured.cu/Luzhttp://www.ecured.cu/index.php?title=Segundo_(unidad_de_tiempo)&action=edit&redlink=1http://www.ecured.cu/Unidades_de_longitudhttp://www.ecured.cu/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://www.ecured.cu/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://www.ecured.cu/Luzhttp://www.ecured.cu/index.php?title=Segundo_(unidad_de_tiempo)&action=edit&redlink=1


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FÍSICO-QUÍMICA 1°AÑO .El !olumen de un l*,uido se mide ech+ndolo directamente en recipientes graduados e>emplo: pro(eta,(ureta, vaso de precipitados, etc.1 o en recipientes aforados.

%ro(eta matra) aforado

El !olumen de un s$lido se o(tiene sumergiendo el sólido en un l#quido y midiendo el volumendespla)ado.El !olumen de un )as se puede medir recogi*ndolo so(re agua u otro l#quido y midiendo el volumendespla)ado.

La densidad de los cuerposLa densidad es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa en el espacio.

V

md =

Su unidad en el sistema internacional es el g 6 m


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FÍSICO-QUÍMICA 1°AÑO .4) ¿Cuál es la densidad de un material si tiene una masa de 20 kg y un volumen total de

2 m 3 ? Deben hacer conversion de unidades !oluc " = 20000 g # 2000000 cm 3 $ 0,0% g#cm 3

5) Calcula la densidad de este material &ue ocu'a (6,%) cm 3 y su masa es de (00 gr.!ol" Cobre es $ *.+ g#cm 3

Teor*a Cin'tico . Molecular%ara e?plicar el comportamiento de los gases, los f#sicos C. 0lausius, C. Ma?Dell y L. Bolt)mandesarrollaron la denominada La Teor#a 0in*tico Molecular. Las hipótesis de dicha teor#a son:

• Todos los gases est+n constituidos por un )ran n/mero de part*culas. Son tan peque"as queno pueden ser detectadas al microscopio.

• Estas part#culas ocupan un volumen muy peque"o comparado con el volumen del recipiente.Entre part#cula y part#cula no hay nada, solo espacio vac#o.

• Las part#culas est+n en continuo movimiento, un movimiento caótico. Las part#culas chocanentre s# y con las paredes del recipiente que contiene el gas. En estos choques no hay p*rdidade energ#a.

• El movimiento queda determinado por dos tipos de fuer)as:Fuer)as atractivas o de cohesión. Tienden a mantener unidas las part#culas.Fuer)as destructivas o de dispersión. Tienden a ale>ar las part#culas.

El modelo cin*tico molecular es aplica(le tam(i*n a l#quidos y sólidos pero adapt+ndola.

Estado de a)re)aci$n EstructuraSólido ;Las part#culas est+n muy pró?imas, aunque hay huecos entre ellas.

;%art#culas fuertemente unidas. Fuer)as de cohesión muy fuertes1.;'cupando posiciones fi>as sólo pueden vi(rar alrededor de estas

posiciones1.Liquido ;%art#culas fuertemente unidas pero menos que en estado sólido. Lasdistancias entre ellas son mayores que en estado sólido y menores queen estado gaseoso1.;Fuer)as de cohesión m+s d*(iles que en estado sólido pero mayoresque en estado gaseoso.;Mayor movilidad que en estado sólido pero menos que en estado gas.

Gas ;%art#culas pr+cticamente independientes fuer)as de unión muyd*(iles1 y se mueven continuamente y con desorden .


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"0u' es el estado de a)re)aci$n%El estado de a)re)aci$n de la materia es su estado f*sico, es decir, sólido, liquido o gaseoso, dondemodificando sus condiciones de temperatura o presión, pueden pasar por los distintos estados .Esta propiedad f#sica en la materia es un concepto (+sico, pero de gran importancia a la hora decomprender muchos otros fenómenos f#sicos.Las principales caracter#sticas de cada estado de a)re)aci$n son las siguientes:S$lidos:

• Los sólidos presentan atracciones *nter.moleculares mu( ele!adas, por lo tanto las part#culasest+n como m+s HapretadasI unas con otras.

• Sus part#culas presentan un movimiento de !i+raci$n-• Tienen una propiedad HespecialI, laporosidad.

https://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n


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L*,uidos:• %odr#amos decir que los l#quidos son una Hetapa intermediaI en donde las atracciones #nter;

moleculares son HnormalesI y sus part#culas se encuentran a una distancia HnormalI. &i mucho, nipoco a comparación con gases y sólidos.

• Al igual que en los otros dos estados, las part#culas presentan !i+raci$n.

• Tam(i*n poseen una propiedad especial, la Htensi$n superficialH, gracias a la cual algunos insectospueden caminar so(re la superficie del agua.

1ases:• Los gases presentan una atracci$n *nter.molecular mu( pe,ue2a, lo que produce un esparcimiento

amplio de sus part#culas est+n muy ale>adas unas de otras1.• Las part#culas presentan un movimiento de !i+raci$n.

• Se dice que, en los gases ideales, la ener)*a cin'tica de las part*culas es directamente

proporcional a la temperatura a+soluta del sistema.

Estados de a)re)aci$n de los sistemas materialesLos sistemas materiales pueden presentar tres estados de agregación: sólido, l#quido y gas.0uando un sistema material cam(ia de estado de agregación la masa permanece constante pero el !olumen cam+ia . Tam(i*n var#a la intensidad de las uniones entre las part#culas que constituyen elsistema.

Estado de a)re)aci$n Caracter*sticasSólido ;!ncomprensi(le no se pueden comprimir1.

;Tienen forma fi>a.;Tienen volumen fi>o.;&o fluyen por s# mismos.

Liquido ;Tienen volumen fi>o.;&o tienen forma fi>a. Forma varia(le, se adaptan al recipiente quelos contenga.;Son poco compresi(les.; ifunden o fluyen por s# mismos >unto con los gases se denominanfluidos1.

Gas ;'cupan todo el volumen del recipiente que los contienen.;&o tienen forma fi>a.;Son f+cilmente comprensi(les.;difunde y tienden a me)clarse con otros gases.

Cam+ios de EstadoEl (alance entre las fuer)as atractivas y repulsivas entre las part#culas que componen una sustanciadetermina que la sustancia se encuentre en uno u otro estado.Modificando convenientemente la presi$n y la temperatura se puede conseguir que una sustancia pasede un estado de agregación a otro.


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Es importante hacer notar que en todas las transformaciones de fase de las sustancias, 'stas no setransforman en otras sustancias, solo cam+ia su estado f*sico .

Las diferentes transformaciones de fase de la materia en este caso las del agua son necesarias yprovechosas para la vida y el sustento del hom(re cuando se desarrollan normalmente. 0iclo del Agua1

Los cam(ios de estado est+n divididos generalmente en dos tipos: progresivos y regresivos:• Cam+ios pro)resi!os: @apori)ación, fusión y su(limación progresiva.• Cam+ios re)resi!os: 0ondensación, solidificación y su(limación regresiva

3usi$n: es el paso de una sustancia desde el estado s$lido al estado l*,uido .Solidificaci$n: Es el proceso inverso, el paso de una sustancia desde el estado l*,uido al estado s$lido Un ejemplo podr ! "er #n $%elo derr%&%'ndo"e( p#e" p!"! de e"&!do ")l%do !l l *#%do + !l ")l%do n#e,!men&e

Vapori&aci$n: es el paso de una sustancia desde el estado l*,uido al estado )as . Esto puede ocurrir dedos formas posi(les: evaporación y e(ullición .;La evaporación : es una vapori)ación lenta que ocurre solo en la superficie li(re de los l#quidos y acualquier temperatura. E>emplo: en un charco a temperatura am(iente.;La e(ullición : es una vapori)ación tumultuosa que se reali)a en toda la masa del l#quido. %ara unapresión determinada, cada l#quido tiene una temperatura de e(ullición.Licuaci$n o condensaci$n: Es el proceso inverso, el paso de una sustancia desde el estado )as al estado l*,uido . Se reali)a desprendimiento de energ#a mediante calor.

Su+limaci$n: es el paso de una sustancia desde el estado s$lido al estado )as . Un ejemplo cl."%co de"#"&!nc%! c!p! de "# l%m!r"e e" el$%elo "eco Su+limaci$n re)resi!a: Es el proceso inverso, el paso de una sustancia desde el estado )as al estado s$lido .

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Temperaturas de 3usi$n ( de E+ullici$nLas temperaturas de fusión y de e(ullición, a una determinada presión, son propiedadescaracter#sticas de las sustancias.

La temperatura de fusi$n es la temperatura a la que funde una sustancia a presión atmosf*rica.Tam(i*n reci(e el nom(re de temperatura de solidificación. TfLa temperatura de e+ullici$n es la temperatura a la que hierve una sustancia a presión atmosf*rica.Tam(i*n reci(e el nom(re de temperatura de condensación. Te

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FÍSICO-QUÍMICA 1°AÑO .Mientras duran los cam+ios de estado de una sustancia pura4 la temperatura permanececonstante- La ener)*a a+sor+ida o desprendida durante el proceso se denominaCalor latente de cam+io de estado -En el caso del agua:;%ara convertir - g de hielo a J0 en agua, tam(i*n a J0, es necesario aportar arse con m+s facilidad de las part#culas vecinas.

• Efecto de la presi$n:

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FÍSICO-QUÍMICA 1°AÑO .En general al aumentar la presión so(re un sistema material aumenta el acercamiento entre suspart#culas y, por lo tanto, aumenta las fuer)as de cohesión o de atracción.

Al aumentar la temperatura de un sistema, aumenta la energ#a cin*tica media de las part#culas y sumovilidad, con lo quese fa!orecen los cam+ios de estado pro)resi!os:

Sólido ⇒ L#quido⇒ GasAl aumentar la presi$n, aumentan las fuer)as de cohesión y se fa!orecen los cam+ios re)resi!os:

Gas⇒ L#quido⇒ Solido

CAM5I6 37SIC6En f#sica se le denomina cam(io f#sico a las diversas alteraciones f#sicas que presenta la materia, peroen donde la sustancia en cuestión, no altera su composici$n ,u*mica .0uando los o(>etos cam(ian su aspecto al aplicarles alg=n tipo de energ#a, pero no cam(ian sucomposición, se dice que sufren de cam(ios f#sicos.0uando se dan cam+ios f*sicos la materia puede pasar de un estado a otro ( dos o m8s

su+stancias pueden me&clarse para o+tener una nue!a sustancia4 pero sin ,ue e ista un cam+ien su composici$n.Esto por medio factores f#sicos, como la presión, la temperatura, procesos de su(limación, dedeposición, la in>erencia de fuer)as como la fricción, la presión, entre otros factores f#sicos, que danlugar a cam(ios f#sicos en la materia, sin que por ello intervengan factores qu#micos que modifiquen lacomposición del material en cuestión, cam(iando =nicamente en la forma.

9 Ejemplos de cam+ios f*sicos simples:-. Al calentar el hielo para convertirlo en agua la materia pasa de estado sólido a l#quido pero siguesiendo agua.4. 0uando se enfr#a el vapor de agua cam(ia de estado gaseoso a l#quido, pero su composición qu#micano cam(ia.


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FÍSICO-QUÍMICA 1°AÑO .-arse en agua, es decir, elre(landecimiento de sus estructuras fi(ras1, con el consecuente aumento de elasticidad y (a>a deresistencia a las fuer)as como la presión.-7. El cam(io f#sico que sufre el caucho al e>ercerse fuer)as como la tracción o la presión.-8. El cam(io f#sico que sufre el vidrio al calentarse, permitiendo que este sea malea(le.

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