1 LA MATERIA. ESTADOS DE AGREGACIÓN. LEYES DE LOS

LA MATERIA. ESTADOS DE AGREGACIÓN. LEYES DE LOS GASES
1. PROPIEDADES DE LA MATERIA
•
Materia: es todo aquello que existe, tiene masa y ocupa un volumen, los
distintos tipos de materia se llaman sustancias. El sistema material es la
porción de materia que se aísla para su estudio.
• Propiedades generales de la materia: masa (kg) cantidad de materia que
posee. Volumen (m3), el espacio que ocupa.
• Propiedades específicas: dependen del tipo de sustancia, son el color,
brillo, dureza, densidad, punto de fusión, punto de ebullición.
• Densidad: es una propiedad específica.
m
d=
V
kg
La unidad en el SI es el 3 . Cada sustancia tiene una densidad que la
m
diferencia de cualquier otra sustancia. Por ejemplo a 4º C el agua tiene
kg
una densidad ρ agua = 1000 3
m
•
•
•
•
Punto de fusión: temperatura a la que se produce el cambio de estado
de sólido a líquido y viceversa. (Tf)
Calor latente de fusión: energía que se intercambia en el paso del
estado de sólido al líquido.
Punto de ebullición: temperatura a la que se produce el cambio de
estado de líquido a gas y viceversa. (Te)
Calor latente de vaporización: energía que se intercambia en el paso
del estado de líquido al gaseoso.
2. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU ESTADO DE AGREGACIÓN Y CAMBIOS
DE ESTADO.
SÓLIDO-No se puede comprimir-Forma constante -Volumen constante.
LÍQUIDO-Estado intermedio entre sólido y gas-Forma variable -No se pueden
comprimir-Volumen constante.
GAS-Forma variable- Muy compresible- Volumen variable.
1
• A continuación se refleja el cambio de estado de líquido a gas
que puede ser de dos formas
Evaporación
Ebullición
En un líquido, las partículas de la
superficie, que están menos retenidas,
pueden escapar y pasar a fase gaseosa.
Este proceso se lleva a cabo a cualquier
temperatura.
Cuando la energía de las partículas es lo
suficientemente alta, todas las partículas son
capaces de pasar a fase gaseosa. De toda la
masa del líquido salen burbujas. Para que se
produzca este proceso es necesario alcanzar
la Te
• A continuación se refleja un esquema con los cambios de
estado
CAMBIOS DE ESTADO
SUBLIMACIÓN
FUSIÓN
SÓLIDO
VAPORIZACIÓN
LÍQUIDO
SOLIDIFICACIÓN
GAS
CONDENSACIÓN
SUBLIMACIÓN INVERSA
2
• Durante un cambio de estado la temperatura permanece
constante, a continuación se representa una gráfica de
enfriamiento donde se refleja este hecho.
T ºC
100
Gas
Gas-Líquido
Líquido
75
Líquido-Sólido
20
Sólido
2
8
13
20
24
t min
3. LEYES QUE EXPLICAN EL COMPORTAMIENTO DE LOS GASES.
Magnitudes físicas:
•
Presión: se define la presión como la fuerza ejercida por unidad de
superficie. En el sistema internacional (S.I) se mide en Pascales (Pa).
Otras unidades de presión utilizadas son el mm de Hg, la atmósfera
(atm).
1atm = 760 mm de Hg = 101300 Pa
•
Temperatura: medida de la energía interna de los cuerpos. Las escalas
para medir las temperaturas:
Escala Celsius toma como puntos de referencia la fusión del agua al que
asigna el valor 0 y la ebullición al que asigna el valor 100.
Escala Kelvin o escala absoluta de temperatura toma como referencia el 0 K
o absoluto, temperatura a la que el movimiento de las partículas es nulo, en
esta escala no existen valores negativos. El 0 K corresponde en la escala
Celsius con -273 ºC, a partir de esta equivalencia se establece la relación
entre las dos escalas:
T ( K ) = T (º C ) + 273
3
Leyes de los gases
•
Ley de Boyle: si la temperatura de una masa de gas permanece
constante, el producto de la presión que ejerce por el volumen que ocupa
permanece siempre constante. El volumen y la presión son inversamente
proporcionales y matemáticamente, la ley de Boyle y Mariotte se puede
expresar:
P ⋅V = K
donde K representa una constante
o lo que es lo mismo:
P1 ⋅ V1 = P2 ⋅ V2
•
Ley de Charles: a presión constante el volumen de una masa de gas es
directamente proporcional a su temperatura absoluta. La ecuación
matemática:
V = K ⋅T
•
V1 V2
=
T1 T2
Ley Gay-Lussac: a volumen constante, la presión de una masa de gas es
directamente proporcional a su temperatura absoluta. La ecuación
matemática:
P = K ⋅T
•
o lo que es lo mismo:
O lo que es lo mismo:
P1 P2
=
T1 T2
Ecuación general de los gases
P.V
=K
T
Para dos condiciones distintas:
P1.V1 P2.V2
=
T1
T2
4