Estados de la Materia: Física y Química Esencial
Estados de la materia y cambios de estado
Estados:
- Fusión: sólido → líquido
- Vaporización: líquido → gas
- Condensación: gas → líquido
- Solidificación: líquido → sólido
- Cristalización: gas → sólido
- Sublimación: sólido → gas
Molécula
La molécula es la mínima parte de un compuesto y la unión de dos o más átomos.
Características de los estados
- Sólido (S): forma definitiva, volumen propio, rígido e incompresible.
- Líquido (L): forma del recipiente, volumen constante, fluye y es poco compresible.
- Gas (G): sin forma ni volumen propio, ocupa el máximo volumen posible, fluye y es muy compresible.
Escalas de temperatura
- Celsius: ºC, 0 (congelación) y 100 (ebullición).
- Fahrenheit: ºF, 32 y 212.
- Kelvin: K, 273 y 373.
Temperatura
La temperatura es la medida de la energía cinética de las moléculas de un cuerpo. Se expresa en K y se mide con un termómetro.
Calor
El calor es el intercambio de energía entre dos o más cuerpos a diferente temperatura. Se calcula con Q = m · ΔT · Ce, se expresa en J (joules) y se mide con un calorímetro.
Presión
La presión es la fuerza ejercida por unidad de superficie: P = F/S, se expresa en Pa. Se mide con un manómetro; la presión del aire con un barómetro y la presión arterial con un esfigmomanómetro.
Presión atmosférica
Es la presión ejercida por una columna de aire sobre un punto cualquiera de la superficie terrestre. Depende de la altitud, la humedad y la temperatura.
Equivalencias de la presión normal: 1 atm = 760 mmHg = 760 Torr = 1000 hPa = 1013 mb = 1,013 bar.
Se mide con el barómetro. Las zonas de alta presión y de baja presión (depresión o borrasca) determinan el tiempo atmosférico.
Gas perfecto
Un gas perfecto es aquel que se supone que cumple todas las leyes de los gases. Los gases reales solo cumplen dichas leyes de manera aproximada.
Leyes de los gases
- Ley de Boyle-Mariotte: para una masa de gas a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen es siempre constante: P1·V1 = P2·V2 = K.
- Ley de Gay-Lussac: el volumen de un gas de masa conocida aumenta o disminuye en función de la temperatura. Temperatura y volumen son directamente proporcionales: V/T = K.
- Ley de Charles: a presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.
Teoría cinético-molecular de los gases
- Los gases están constituidos por un número muy elevado de moléculas con un movimiento rápido.
- El espacio entre moléculas (espacio intermolecular) es muy grande, por lo que las fuerzas de atracción entre ellas son casi nulas.
- La velocidad de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura del gas.
- Cuando los gases tienen la misma temperatura, la energía cinética media de sus moléculas es la misma.