LA MATERIA

LA MATERIA
La materia es la realidad primaria de la que están echas todas las cosas. La materia es el soporte de
propiedades y fenómenos, que son observados por los instrumentos adecuados, o por nuestros propios
sentidos.
Sustancia es toda clase de materia, con una composición química definida, caracterizada por un conjunto de
propiedades que solamente ella posee y que sirven por tanto, para identificarla.
Molécula es la parte más pequeña de una sustancia y que, por tanto, conserva todas las propiedades
características que esta presenta. Esta se divide en átomos, que a su vez se dividen en corteza y núcleo.
La fórmula química es la manera más sencilla de escribir la composición de una molécula.
Las sustancias pueden ser simples o compuestas. Las simples, están formadas por una sola clase de átomos,
mientras que las compuestas están formadas por átomos de clase diferente.
Las sustancias también se pueden clasificar en orgánicas (antiguamente solo podía producirla un ser vivo) o
inorgánicas (engloban el reino mineral y no precisan de un ser vivo para producirlas).
Los símbolos de los átomos son estos:
Hidrógeno H
Oxígeno O
Nitrógeno N
Carbono C
Azufre S
Cobre Cu
Calcio Ca
Plata Ag
Oro Au
Hierro Fe
Sodio Na
Potasio K
Cloro Cl
La valencia es la capacidad que tiene un elemento a unirse a un átomo de hidrógeno.
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Cuerpo es toda porción de materia, constituida por una o varias sustancias, que se distinguen de otros por su
forma y dimensiones.
Las propiedades generales de la materia son aquellas que son comunes a todos los cuerpos y a todas las
sustancias. Algunas de ellas son el volumen, la cantidad de sustancia, el peso, el color, el olor, etc.
Las propiedades características de la materia, permiten distinguir una clase de materia de otra; identificando
así a las distintas sustancias. Estas son la densidad, y los puntos de fusión y ebullición.
La densidad, es la razón entre la masa y el volumen. La unidad internacional de densidad es el kg/m3, aunque
suele ser muy frecuente expresarla en kg/dm3 y en g/cm3. La densidad de las sustancias gaseosas es variable
y depende de las condiciones de presión y temperatura en que se encuentren dentro del recipiente que las
contiene.
Al pasar de sólido a líquido, lo llamamos fusión, de líquido a gas, vaporación, que puede ser por ebullición o
por evaporación. Al pasar de sólido a gas, lo llamamos sublimación. A todos estos procesos, los denominamos
progresivos, ya que aumenta la libertad de partículas. El proceso de pasar de gas a líquido, lo denominamos
licuación, de líquido a sólido, solidificación, y de gas a sólido, resublimación. A todos estos procesos, los
denominamos regresivos, ya que disminuye la libertad de partículas.
Salvo casos excepcionales, en la Naturaleza las sustancias se encuentran mezcladas unas con otras, siendo
muy raras las ocasiones en que las encontramos en su total pureza.
Evidentemente, una sustancia auténticamente pura, presentara las mismas propiedades en todo su conjunto.
Decimos que esta sustancia es homogénea. Lo mismo pasa con las disoluciones, ciertas aleaciones metálicas,
el aire, y todas las demás mezclas.
En cambio, si en un conjunto o mezcla de sustancias pueden apreciarse partes y propiedades diferenciadas
diremos que el sistema es heterogéneo.
¿CÓMO SE INVESTIGA?
Para investigar utilizaremos nuestros sentidos o algunos instrumentos. Con los resultados elaboraremos una
primera teoría (un modelo) que explique razonadamente lo observado. La investigación supone observación,
experimentación, y consecuencias, para construir modelos que permitan explicar lo observado, deducir
aplicaciones, y avanzar en nuevas investigaciones.
MAGNITUDES FÍSICAS
Las propiedades que pueden medirse se denominan magnitudes físicas. Hay algunas propiedades, como la
simpatía, la belleza, o la alegría, que no pueden medirse, y a estas, no se las llama magnitudes físicas.
Medir es comparar una magnitud con un valor concreto de la misma, elegido arbitrariamente, llamado unidad,
y expresar con un número cuantas veces lo contiene. Actualmente, utilizamos un sistema de medidas, el
Sistema Internacional (SI), para eliminar unidades como la braza, el codo, el palmo...
El resultado correcto de una medida supone un número y una unidad.
En este cuadro, tenemos algunas de las unidades del Sistema Internacional (SI).
MAGNITUD UNIDAD SÍMBOLO APARATO DE MEDIDA
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Longitud Metro m metro
Masa Kilogramo kg balanza
Tiempo Segundo s reloj o cronómetro
Intensidad de corriente Amperio A amperímetro
Intensidad luminosa Candela cd
Temperatura Kelvin K termómetro
Cantidad de sustancia Mol mol
Fuerza Newton N dinamómetro
Presión Pascal Pa
Tensión eléctrica Voltio V voltímetro
Potencia Watt W
Frecuencia Hertz Hz
Energía Joule J
Resistencia eléctrica Ohm W
Conductancia eléctrica Siemens S
Flujo luminoso Lumex lm
Iluminancia Lux lx
Carga eléctrica Culombio c
Velocidad Kilómetros/segundo Km/s Velocímetro
Trabajo Julio 0
Calor Caloría cal
Energía eléctrica kilowatio−hora kw/h
CÓMO MEDIR LONGITUDES
El metro es 1/10.000.000 del cuadrante del meridiano que pasa por París. La longitud que corresponde a un
metro está representada por la distancia comprendida entre dos trazos marcados en una barra de platino e
iridio que se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, en París. Los símbolos no son
abreviaturas, es decir, no tienen plural y no van seguidos de punto final.
Múltiplos:10m=1Decámetro (dam)
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100m=1Hectómetro (Hm)
1.000m=1Kilómetro (Km)
Divisores:0,1m=1Decímetro (dm)
0,01m=1Centímetro (cm)
0,001m=1Milímetro (mm)
CÓMO MEDIR SUPERFICIES
La unidad internacional de superficie es el metro cuadrado (m2) y corresponde a la superficie de un cuadrado
que tiene un metro de lado.
Múltiplos:100m2=1Decámetro cuadrado (dam2)
10.000m2=1Hectómetro cuadrado (Hm2)
1.000.000m2=1Kilómetro cuadrado (Km2)
Divisores:0,01m2=1 Decímetro cuadrado (dm2)
0,0001m2=1Centímetro cuadrado (cm2)
0,000001m2=1Milímetro cuadrado (mm2)
Para calcular superficies de polígonos conocidos, aplicamos las fórmulas:
CUADRADO RECTÁNGULO CÍRCULO TRIÁNGULO
A=l2 A=b.h A= r2 A=b.h
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ROMBO TRAPECIO POLÍGONO REGULAR
A=D.d A=D+d.h A=a.p
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Si la superficie es pequeña e irregular, se utiliza el papel milimetrado.
Si son superficies grandes, se dividen en partes geométricamente perfectas, se calculan las superficies, se
suman, y si sobra algo, se aplica el método anterior.
COMO MEDIR VOLÚMENES
El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo y que, a demás, no puede ser ocupado por otro
(impenetrabilidad).
La unidad internacional de volumen es el metro cúbico (m3) y equivale a un cubo cuyas aristas miden 1m.
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Múltiplos:1.000m3=1dam3
1.000.000m3=1Hm3
1.000.000.000m3=1Km3
Divisores:0,001m3=1dm3
0,000001m3=1cm3
0,000000001m3=1mm3
Para calcular superficies de polígonos conocidos aplica estas fórmulas:
CUBO PRISMA ESFERA CILINDRO CONO
V=l3 V=a.b.c V=4 .r3 V= .r2.h V=1 .r2.h
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PIRÁMIDE
V=1Sbase.h
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Para medir volúmenes de pequeños sólidos se vierte agua (u otro líquido) en una probeta hasta alcanzar un
enrase determinado; después se introduce el sólido en el líquido y se observa de nuevo el enrase. La diferencia
de los dos enrases, nos dará el volumen del sólido.
CÓMO MEDIR MASAS
A la cantidad de materia que tiene un cuerpo se le denomina masa en reposo (o simplemente, masa).
La unidad internacional de masa es el kg y corresponde a la cantidad de materia que posee un bloque
cilíndrico de platino e iridio que se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de París.
Para medir la masa de los cuerpos se utiliza la balanza.
CÓMO MEDIR TIEMPOS
Suele decirse que el tiempo es la duración entre dos sucesos; lo que transcurre entre un antes y un después.
La unidad internacional de tiempo es el segundo (s) y se define como la 86400 parte de un día.
Para medir tiempos se emplean los relojes o los cronómetros. Un reloj es un dispositivo que realiza repetidas
veces el mismo fenómeno tardando siempre lo mismo.
CÓMO MEDIR TEMPERATURAS
La temperatura o nivel térmico de un cuerpo se mide con un aparato denominado termómetro, cuyo
fundamento es, generalmente, la dilatación o contracción que experimenta el líquido que contiene en su
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interior (con frecuencia mercurio o alcohol teñido) al calentarlo o enfriarlo, respectivamente.
Este líquido está contenido en un tubo largo y estrecho, provisto de una escala calibrada en grados.
Existen tres escalas de grados, para expresar temperaturas.
La escala Celsius, o centígrada, muy utilizada en Europa. El punto 0 (0ºC) corresponde a la fusión del hielo y
el 100 (100ºC) a la ebullición del agua.
La escala Fahrenheit, usada en Gran Bretaña y E.E.U.U. El punto 32 (32ºF) corresponde a la fusión del hielo y
el 212 (212ºF) a la ebullición del agua.
El Kelvin es la unidad de temperatura del Sistema Internacional. Es igual al grado centígrado, pero en la
escala de temperatura absoluta el 0 está fijado en −273,16º C.
Esta es la fórmula de equivalencia con los grados Celsius:
K=ºC+273
ERRORES
Nuestros sentidos tienen un campo muy limitado de observación y, además, no nos proporcionan un resultado
fiable, sino aproximado, de lo que estudiamos o experimentamos.
Por eso hemos de usar instrumentos adecuados para realizar mediciones, ser muy cuidadosos en su manejo y
conservación y seguir al pie de la letra el método de trabajo que se aconseje.
Cuando efectuamos una medida siempre cometemos equivocaciones: en ocasiones debido a nuestros propios
defectos (errores de observación); otras veces por defectos del instrumento que manejamos (errores
instrumentales); en muchos casos ni siquiera sabemos la causa (errores aleatorios).
Para evitar errores hemos de asegurar el buen calibrado del aparato y su correcto funcionamiento. Además es
conveniente repetir varias veces la experiencia y hallar la media aritmética de los valores obtenidos.
La media aritmética de un conjunto de datos es el cociente entre la suma de todos los datos y el número de
estos.
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