Introducción a la Física
Ciencia-conocimientos sobre el mundo obtenidos mediante la observación, la experimentación y el razonamiento, de los que deducen leyes a partir de las cuales construyen teorías comparables.
Materia-todo aquello que ocupa lugar en el espacio y se puede pesar.
Magnitud física– cualquier característica de la materia que se pueda medir.
Medir-es comparar una magnitud con otra de su misma naturaleza que se considera como unidad.
Unidad-es una cantidad de magnitud a la que se le da el valor de 1.
Factor de conversión-es un cociente entre 2 cantidades iguales de la misma magnitud, pero expresadas en distintas unidades.
Densidad-es la masa de la unidad de volumen de un cuerpo.
Diferencias entre la Física y la Química
La física es la ciencia que estudia cualquier cambio en la materia, la química es la ciencia que estudia la composición, las combinaciones y las transformaciones de las sustancias.
Errores en las Mediciones
Error absoluto (ea): ea=[a-x]. Valor aproximado
Error relativo (er): er=ea/x=[a-x]/x. Error cometido en cada unidad
| El error absoluto… | El error relativo… |
|---|---|
Tiene unidades Puede tener cualquier valor | No tiene unidades Es un número comprendido entre 0 y 1 Nos da la verdadera idea de la precisión de la medida |
Medidas directas: son aquellas que se obtienen comparando una magnitud directamente con su unidad
Medidas indirectas: son aquellas que se obtienen a partir de otras magnitudes relacionadas con ella aplicando expresiones matemáticas
Estados de la Materia y sus Cambios
Cero absoluto: es la temperatura a la cual las partículas de los gases no se mueven. Es la temperatura más baja posible y equivale a -273,15 ºC
Evaporación: es el cambio de estado de líquido a gas que se produce solo en la superficie del líquido
Ebullición: es el cambio de estado de líquido a gas que tiene lugar en toda la masa del líquido
Ley de Boyle-Mariotte según la teoría cinética: si el gas mantiene la misma temperatura en todo el proceso, es porque sus partículas se mueven a la misma velocidad
Ley de Gay-Lussac según la teoría cinética: cuando aumenta la velocidad de las partículas y el volumen del recipiente permanece constante, las partículas del gas llegan antes a las paredes del recipiente, en consecuencia aumenta la presión
Ley de Charles según la teoría cinética: si la presión del recipiente permanece constante al elevarse la temperatura, el volumen del recipiente también debe aumentar. T(K)=T(ºC)+273……1atm=760mm Hg= 101325 Pa.
| Sólido | Líquido | Gas |
|---|---|---|
Forma constante Volumen constante No se expanden No se comprimen | Forma variable Volumen constante No se expanden Se comprimen con dificultad | Forma variable Volumen variable Se expanden Se comprimen |
| Hielo, azúcar, mármol, etc. | Agua, aceite, alcohol, etc. | Vapor de agua, aire, etc. |
Ley de Boyle-Mariotte: P x V=cte; P1 x V1=P2 x V2
Ley de Gay-Lussac: P/T=cte.; P1/T1=P2/T2
Ley de Charles: V/T=cte; V1/T1=V2/T2
Densidad y Cambios de Estado
Densidad: de una sustancia es la masa que corresponde a un volumen unidad de la misma. d=m/v
Cuando un sistema material cambia de estado de agregación la masa permanece constante pero el volumen cambia.
Cambios de estado:
Fusión: paso de una sustancia desde el estado sólido al estado líquido. El paso inverso se llama solidificación.
Vaporización: paso del líquido al estado gaseoso. Puede ocurrir de 2 formas: evaporación y ebullición.
Sublimación: paso directo del sólido al gas sin pasar por la forma líquida.
La temperatura a la que se funde una sustancia a presión atmosférica se denomina temperatura de fusión.
La temperatura a la que hierve una sustancia a presión atmosférica se denomina temperatura de ebullición.
La temperatura de un sistema material es proporcional a la energía cinética molecular de sus partículas.
La presión que ejerce un gas es consecuencia de los choques de sus partículas contra las paredes del recipiente.
Al aumentar la temperatura de un sistema aumenta la energía cinética media de sus partículas y movilidad con lo que favorecen los cambios de estado progresivos: sólido, líquido y gas.
Al aumentar la presión aumentan las fuerzas de cohesión y se favorecen los cambios regresivos: gas, líquido y sólido.
La Materia: Sustancias Puras y Mezclas
Sustancias Puras
Sustancia pura: es aquella cuya composición no cambia nunca.
Una sustancia pura no se puede descomponer utilizando solamente procedimientos físicos.
Clasificación de la Materia
Materia
↓ formada por
Sustancias puras o mezclas (las mezclas pueden transformarse en sustancias puras por procedimientos físicos).
Clasificación de Sustancias Puras
Sustancias puras
↓ pueden ser
Elementos o compuestos (un compuesto puede transformarse en elemento por procedimientos químicos).
Clasificación de las Mezclas
Mezclas
↓ pueden ser
Heterogéneas (que se distinguen sus componentes) u homogéneas (que no se distinguen sus componentes).
Separación de Mezclas
Criba– separación de mezclas de varios sólidos con diferente tamaño de partículas
Filtración-separación de un sólido que está en contacto con un líquido que es insoluble
Cristalización-separación de un sólido disuelto en un líquido
Magnética: separa el metal del resto empleando el imán.
Decantación: separación de 2 líquidos inmiscibles con distinta densidad.
Mezclas Homogéneas y Heterogéneas
Mezclas: unión de varias sustancias puras
Heterogéneas: puede distinguirse a simple vista las sustancias que las compone. Ej: granito
Homogéneas: aspecto uniforme y no se pueden distinguir a simple vista. Ej: agua de mar (agua disolvente y sal soluto)
Una disolución es una mezcla homogénea y no dispersa la luz.
Un coloide es una mezcla heterogénea y dispersa la luz.
Disoluciones
Una disolución es una mezcla homogénea de 2 o más componentes. En una disolución:
El disolvente es el componente que está en mayor proporción
El soluto es el componente o componentes que está(n) en menor proporción
Porcentaje en masa nos indica los gramos de soluto que hay en 100g de disolución. % en masa de soluto = masa de soluto / masa de disolución x 100
Porcentaje en volumen nos indica el volumen de soluto que hay en 100 unidades de volumen de disolución. % en volumen de soluto = volumen de soluto / volumen de disolución x 100
Solubilidad
La solubilidad es la mayor cantidad de soluto (gramos de sustancia) que se puede disolver en 100 gr. de disolvente a una temperatura fija, para formar una disolución saturada en cierta cantidad de disolvente.