Materia energética

LA MATERIA−ENERGIA MUEVE EL UNIVERSO
Si en el universo solo existiera el Sol y los rayos que provienen del no encontraran cuerpo alguno con el cual
interactuar, todo seria oscuridad y quietud; Nada ni nadie recibiría la enorme cantidad de energía que el sol
produce. La energía solar viajaría eternamente por el espacio infinito.
La energía del sol se obtiene precisamente de la materia. El sol transforma hidrógeno en helio; en esta
transformación se libera gran cantidad de energía. Cada segundo el Sol convierte 657 millones de toneladas de
hidrógeno en 653 millones de toneladas de helio.
La gran revolución científica del siglo xx es haber comprendido que la materia y la energía son dos
manifestaciones de una misma cosa, de la materia−energía. Los estudios de muchos científicos, en particular
los trabajos de Albert Einstein, mostraron que la materia y la energía son intercambiables.
E= energía
E = mc2 m= masa
c=velocidad de la luz.
En todo cambio de la materia se transforma. Dicha transformación no siempre se presenta de la misma
manera: un elástico se estira cuando se jala de sus extremos, el agua se evapora si se calienta en una estufa, el
hielo se funde por estar bajo los rayos del sol, una pelota rueda si un niño la patea. Existe tal diversidad que
parecería imposible analizar y comprender loa transformaciones que ocurren en el Universo; sin embargo, los
científicos han encontrado ciertas características que permiten clasificar esos fenómenos.
Recordamos que en la naturaleza existen un poca mas de 100 elementos distintos que, cuando se unen y
combinan, forman todas las sustancias del Universo. Como se señalo en la unidad 4, la unión de dos o más
elementos que los forman son distintos o están presentes en diferentes proporciones.
Si durante un cambio la sustancia delos cuerpos que intervienen en el proceso se convierte en otra, se trata de
un cambio químico porque los elementos involucrados se combinan de una manera distinta de cómo estaban
inicialmente.
Si en el proceso de cambio, la sustancia no se transforma en otra, se trata de un cambio físico.
Por ultimo, si en el proceso de cambio un elemento se transforma en otro elemento, se trata de un cambio
nuclear.
CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA.
La materia existe en cuatro estados físicos; tres de ellos son muy conocidos. Sólido, liquido y gas. El cuarto
se conoce como plasma y se hablara de el mas adelante
SÓLIDOS.
Si entre el conglomerado de átomos de una sustancia existe una fuerza de interacción muy fuerte, los átomos
permanecerán cerca unos de los otros y su movimiento solo será vibratorio. Esto da como resultado que la
sustancia sea un sólido y presente una forma y un volumen definidos.
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LIQUIDOS
Si la fuerza de interacción de los átomos y moléculas no es tan fuerte, como en los sólidos, las partículas
pueden moverse con mas facilidad y fluir
GASES.
Si el movimiento de las moléculas es mayor y la fuerza de interacción entre ellas es muy débil, la sustancia es
un gas y sus moléculas tienden a dispersarse y a ocupar todo el volumen del recipiente que las contiene, por
tanto, no presentan forma ni volumen definidos.
CAMBIOS DE ESTADO.
En las condiciones de temperatura y presión que existen en la superficie terrestre, la mayoría de las sustancias
se encuentran en estado sólido, algunas son liquidas (por ejemplo: agua, mercurio, algunos alcoholes)y muy
pocas son gases (por ejemplo, él oxigeno, el nitrógeno y otros gases que forman el aire)
PLASMA.
En las estrellas la temperatura alcanza millones de grados; en esas condiciones, toda la materia esta en forma
de gas. La energía que poseen los átomos a esas temperaturas es tan grande que no existen enlaces entre ellos
y, por tanto, no se encuentran moléculas sin átomos individuales. Incluso, el movimiento y los choques entre
las partículas son tan violentos que los átomos pierden sus electrones.
De acuerdo con lo anterior es como se integra un conjunto de partículas( átomos cargados positivamente y
electrones con carga negativa) que se mueven a velocidades extraordinarias, pero se comportan como un todo
cohesionado. A este conjunto se le ha llamado plasma. Mas del 99% de la materia que conforma el universo
se encuentra en estado de plasma.
LAS MEZCLAS Y LOS COMPUESTOS.
Se ha señalado en diversos momentos que existe gran diversidad de cuerpos y sustancias en el Universo, sin
embargo, estos surgen solo a partir de las innumerables combinaciones de los mas de 100 elementos que
existen en la Naturaleza. Los elementos se unen entre sí para construir los compuestos.
Toda la materia está integrada por átomos, en elemento está constituido por una sola clase de átomos. Los
átomos delos elementos se unen para integrar las moléculas de los compuestos.
Una mezcla se forma de dos o más sustancias puras, ya sean estas elementos o compuestos.
La diferencia más importante entre una mezcla y un compuesto radica en que la sustancia de una mezcla no
están enlazadas químicamente, es decir, sus átomos no se unen para formar moléculas, mientras que los
elementos de un compuesto están unidos por enlaces químicos, es decir, los átomos de los elementos si
constituyen moléculas.
SEPARACIÓN DE MEZCLAS.
Para separar los componentes de una mezcla, los químicos aprovechan que los compuestos o elementos tienen
diferentes propiedades;
Algunos procedimientos comunes para separar los componentes de las mezclas son:
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DECANTACIÓN.
Este proceso se utiliza para separar una mezcla de sólidos y líquidos no miscibles, es decir, que no se pueden
mezclar.
El sólido se sedimenta por gravedad en el fondo del recipiente, por lo que puede separarse vertiendo él liquido
con otro recipiente.
FILTRACIÓN.
La filtración se emplea también para mezclas de sólidos con líquidos, Al pasarlo por algún medio poroso,
como el papel filtro, esponjas, etc., el sólido debe ser lo suficientemente grande para que no pase por el poro
mientras que él liquido sí.
DESTILACIÓN.
Las mezclas de líquidos que tienen puntos de ebullición distintos se pueden separar calentando la mezcla hasta
que alcance el punto de ebullición de uno de los líquidos; este se evaporara y podrá conducirse en forma de
vapor a otro recipiente.
EXTRACCIÓN CON DISOLVENTES.
Este procedimiento consiste en separar los componentes de una mezcla mediante la acción de una sustancia (
el disolvente) que puede disolver las sustancias que se desea separar y las demás no.
FORMACIÓN DE COMPUESTOS.
Se ha mencionado repetidas veces que los mas de 100 elementos químicos que existen en la naturaleza no
combinan para formar compuestos. Sin embargo, una pregunta queda en el aire: ¿Todos los elementos pueden
unirse químicamente entre sí?
¿Cualquier combinación entre ellos es posible?
Cuando interactúan, algunos átomos se cargan positivamente y otros adquieren carga negativa. Por ejemplo,
cuando la mayoría de metales interactúan con él oxigeno, adquieren carga positiva, mientras que él oxigeno se
carga negativamente; Esto provoca que se atraigan y formen moléculas de unas sustancias llamadas óxidos.
Los elementos también pueden reaccionar con los compuestos o dos compuestos pueden reaccionar
entre sí.
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Tema 2. MOVIMIENTO.
El estudio del movimiento empezó con los filósofos griegos que vivieron en el siglo IV a. De n. e., y sus
ideas, en particular las de Aristóteles, dominaron el pensamiento de la humanidad durante casi 2 000 años, En
el siglo XVI Galileo inicio el combate contra la concepción aristotélica sobre el movimiento y, años mas
tarde, Isaac Newton mediante sus tres leyes realizo una nueva interpretación de este. La concepción
newtoniana seria cuestionada a principios del siglo XX por Albert Einstein, quien con su teoría de la
relatividad modifico profundamente los conceptos de espacio y tiempo, los cuales son fundamentales para la
comprensión del movimiento.
LAS IDEAS DE ARISTÓTELES SOBRE EL MOVIMIENTO.
La teoría del movimiento de Aristóteles estaba integrada a su concepción general del Universo.
Este filosofo griego pensaba que la tierra era el centro del Universo y que toda la materia estaba formada por
la combinación de cuatro elementos: tierra, agua y fuego.
Aristóteles pensaba que el estado natural de los cuerpos era el reposo, un objeto que se mueve necesariamente
volverá a su estado natural.
LAS IDEAS DE GALILEO SOBRE EL MOVIMIENTO.
El trabajo que realizo Galileo sobre el movimiento no fue tan espectacular y ruidoso como sus estudios sobre
el firmamento; sin embargo, sus descubrimientos pusieron las bases para el desarrollo de la ciencia moderna.
Para facilitar la comprensión de las diferencias entre el pensamiento de Aristóteles y el de Galileo, se
analizarán los argumentos, observaciones y datos experimentales que el segundo opuso a cada idea del
primero.
EL PÉNDULO.
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Los historiadores dela ciencia cuentan que un día, en la catedral de pisa, Galileo observo el movimiento de un
candelabro que se balanceaba suavemente. Con asombro se dio cuenta de que aunque la velocidad del
balanceo disminuía, el tiempo que tardaba la lámpara en subir y bajar era el mismo en cada oscilación,
independientemente de la amplitud del arco que la lámpara recorría. En aquella época no existían relojes de
pulsera como los de hoy y utilizo su pulso para medir el tiempo de cada balanceo.
Galileo tuvo la gran ocurrencia de comparar el movimiento del péndulo con la caída de un cuerpo y pensó que
si el peso no influía en el tiempo de oscilación, tampoco lo haría en el tiempo que tarda un objeto en caer, es
decir, objetos que diferían considerablemente en cuanto al peso deberían caer al mismo tiempo.
EL PLANO INCLINADO.
Galileo enfrento dos problemas, Galileo diseño un experimento utilizando un plano inclinado; éste le permitía
hacer más lenta la caída delos cuerpos, medir la distancia recorrida y el tiempo que el cuerpo tardaba en
hacerlo.
Para Aristóteles el estado natural delos cuerpos era el reposo, cualquier cuerpo en movimiento tendería en
definitiva a detenerse.
DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME.
En la vida moderna, las personas están en contacto permanente con el movimiento. El velocímetro delos
automóviles marca la rapidez desarrollada por estos; en los letreros de las carreteras se indica la velocidad
máxima permitida; cuando se realiza un viaje, se calcula el tiempo que se tardara en llegar al lugar deseado
con solo conocer la distancia a la que se encuentra y la rapidez promedio con la que se mueve el autobús.
Para realizar todas las acciones anteriores, es necesario disponer de estrategias para describir y analizar el
movimiento.
ESCUELA SECUNDARIA TÉCNICA NO. 106
INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA Y A LA QUÍMICA.
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