TEMA 2: ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA.

Física y Química – 1ª. Ev. – 3º. ESO
TEMA 2:
ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA.
1. ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA.
Todos los cuerpos o sistemas materiales están formados por materia, tienen masa,
ocupan un volumen y se presentan en algunos los estados de agregación: sólido,
líquido y gaseoso.
Una propiedad de la materia es su capacidad para cambiar de estado.
Cuando un sistema material cambia de estado de agregación, la masa permanece
constante pero el volumen varía.
1.1. SÓLIDO
Forma constante
Volumen fijo
Rígidos
Difícil comprimirlos
Pueden ser:
- Cristales (partículas ordenadas)
- Amorfos (partículas desordenadas)
No se mezclan con otros sólidos al
ponerlos en contacto
Partículas muy juntas
1.2. LÍQUIDO
Forma variable
Volumen constante
Ejemplos:
Ejemplos:
madera, piedra, hielo
Poco compresibles
1.3.
GASEOSO
Forma y volumen variables
Se expanden
Se comprimen fácilmente
Difunden o fluyen por si mismos
Se mezclan con otros líquidos (si
tienen la misma densidad)
Partículas próximas
Leche, agua (líquido)
Partículas muy alejadas
Ejemplos:
Dióxido de carbono (CO2),
oxígeno (O2), metano (CH4),
sulfuro? (H2SO4)
2. MODELO CINÉTICO-MOLECULAR DE LA MATERIA.
Los científicos J.C. Maxwell, L. Bolztmann y J. Clausius propusieron la teoría cinética
de los gases.
•
•
•
La materia discontinuo.
Estas partículas se encuentran en constante movimiento.
El movimiento de las partículas viene determinado por dos clases de fuerzas:
o Fuerzas de cohesión: tienden a mantenerse las partículas unidas entre sí.
o Fuerzas de repulsión: tienden a dispersar las partículas y alejarlas unas de
otras.
2.1. Modelo cinético-molecular para los gases.
En el estado gaseoso, las fuerzas de repulsión son muy grandes y las fuerzas de
cohesión son casi despreciables.
La presión que ejerce un gas depende del volumen del recipiente que lo contiene y de
la temperatura a la que se encuentra.
La teoría cinético-molecular:
•
•
•
Los gases están formados por partículas que se mueven con total libertad
en línea recta y a al azar, y tiene la ocupar todo el volumen disponible.
Las partículas de los gases chocan elásticamente entre sí y con las paredes
del recipiente que los contienen ejercen presión sobre este.
El estado de agitación de las partículas de un gas es proporcional a la
temperatura de este.
El cero absoluto de la temperatura.
El cero absoluto la temperatura en la escala Kelvin equivale a -233,15 °C.
El cero absoluto de temperatura es la temperatura a la cual las partículas de los
gases no se mueven.
Leyes de los gases.
•
Ley de Boyle-Mariotte.
P1 . V1 = P2 . V2 = …
P2 =
·
·
V2 =
Ejemplo:
Un recipiente contiene 0,6m3 de un gas a 5 atm. Calcula el volumen que
ocupará el gas si la presión aumenta a 6 atm, sin variar la temperatura.
v2 =
=
•
,
=
ejemplo
P1 . V1 = P2 . V2 ;
5 atm . 0,6m3 = 6 atm . V2 ;
·
· ,
;
Ley de Charles y Gay-Lussac.
=
=
||
Ejemplo:
Calcula la temperatura necesaria para que un gas que ocupaba un volumen de
0,5L a 0ºC ahora ocupe un volumen de 0,2L.
V
V
=
T
T
FORMA 2
0,5L
0,2L
=
;
273K
T
0,2L
1,83. 10 =
;
T
T . 1,83. 10 = 0,2L ;
=
,
FORMA 1
V
V
=
T
T
0,5L
0,2L
=
;
273K
T
0,5L . T2 = 0,2L . 273K
T2 =
=
,
.
,
,
;
> Medidas:
Temperatura [=]
ºC; 0ºC = 273K
ºK; 0K = -273ºC
Presión [=]
Atmósferas (atm) 1 atm = 760 mmHg
Milímetros de mercurio (mmHg)
Volumen [=]
Litros (L)
Metros cúbicos (m3)
Modelo cinético-de molecular del estado sólido.
En los sólidos, las fuerzas de cohesión son grandes, de forma que las partículas están
muy próximas entre sí y se mantienen en posiciones fijas.
Los sonidos presentan una densidad muy alta debido a que la separación entre sus
partículas es muy pequeña.
Si sobre un sólido aplicamos calor, sus partituras adquieren una mayor movilidad y se
separan, aumentando las fuerzas de repulsión y el volumen del sólido.
Cuando disminuye la temperatura del sólido, las partículas se enfría,
disminuye la agitación de aumentas las fuerzas atractivas uniéndose las
unas con las otras, lo que provoca una disminución del volumen.
Modelo cinético-de molecular del estado líquido.
En los líquidos, las fuerzas de cohesión y de repulsión son del mismo orden, lo cual
justifica su movilidad y adaptación al recipiente (fluidez).
Ello hace que los líquidos contenidos en recipientes de distinto volumen adapten
formar distintas.
Los líquidos presentan menor densidad que la de los sólidos dado que las partículas
están más separadas.
3. CAMBIOS DE ESTADO.
3.1. Gráficas de cambio de estado.
La temperatura o punto de fusión de una sustancia, a temperatura atmosférica, es
la temperatura a la que se produce el cambio de estado de sólido a líquido en toda
la masa del sólido.
La temperatura o punto de ebullición de una sustancia, a temperatura atmosférica,
es la temperatura a la que se produce el cambio de estado de líquido a gas en toda
la masa del líquido.
El calor latente es la energía requerida por una sustancia para cambiar del estado
sólido a líquido (calor latente de fusión) o de líquido a gaseoso (calor latente de
ebullición).
>>> DESPEJAR VALORES
Ley de Chales y Gay-Lussac
Despejando T₁ se obtiene:
Despejando T₂ se obtiene:
Despejando V₁ es igual a:
Ley general de los gases
P .V
P .V
=
T
T
Despejando P₂ se obtiene:
P =
P .V .T
T .V
V =
P .V .T
T .P
T =
T .P .V
P .V .
Despejando V₂ se obtiene:
Despejando T₂ se obtiene:
Despejando V₂ se obtiene:
Ley de Boyle-Mariotte P1 . V1 = P2 . V2