Conceptes Bàsics de Física i Química: Guia Completa

Conceptes Bàsics de Física i Química

Física i Química

Física: estudia els fenòmens físics.

Química: estudia els fenòmens químics.

Fenòmens: els canvis que es produeixen en tot moment en tot allò que ens envolta.

Fenomen físic: els canvis que una substància pot experimentar sense deixar de ser ella mateixa.

Fenomen químic: quan a partir d'una o més substàncies se n'obtenen d'altres amb propietats diferents a les inicials. També s'anomenen reaccions químiques.

Mètode Científic

Per respondre les preguntes formulades per comprendre el món que ens envolta, cada disciplina científica ha establert uns procediments particulars de treball que reben el nom genèric de mètode científic. Tot i la seva diversitat, en bona part de les recerques científiques s'hi poden establir unes etapes comunes. Es distingeixen dues parts:

• Inducció: tenim uns fets que s'intenten explicar raonadament, és una investigació.
• Deducció: a partir d'aquestes explicacions se'n treuen nous fets, és aplicar el resultat de la investigació.

Procés d'Inducció

• Primeres observacions: Com a resultat d'unes observacions es planteja el problema que s'estudiarà.
• Projecte: El científic cerca tota la informació possible relacionada amb el problema que investiga i presentarà hipòtesis (suposicions sobre les causes dels fenòmens que estudia).
• Experimentació i recollida de dades: Es fan experiments als laboratoris en condicions controlades. Va veure que la massa de l'aire era constant. I que a igual temperatura el que canviava era el volum quan s'aplicava a diferents pressions. Llavors com que el que canviava era el volum i la pressió anotava els diferents valors i feia diversos experiments que podia repetir.
• Estudi i presentació de dades: Les dades són el resultat de les mesures, s'ordenen per fer-ne l'anàlisi. Això porta a establir, en molts casos, una llei matemàtica que relaciona les variables que intervenen en el fenomen. La representació gràfica facilita aquesta tasca.
• Introducció de lleis a partir de les dades: Una llei científica és una descripció detallada del fenomen objecte de la recerca, formulada de manera que es compleixi, sense excepció. En general, les lleis s'expressen mitjançant fórmules matemàtiques.
• Teories: Un pas més enllà en el treball científic consisteix a organitzar les lleis relacionades entre si en una agrupació coherent d'idees i principis, és el que s'anomena teoria científica. Les teories permeten descriure fenòmens ja observats i predir descobriments futurs, amb la qual cosa s'obren noves línies de recerca. Una teoria mai es considera la veritat dels fets experimentals, sinó només una explicació raonada d'aquests fets i serà vigent mentre cap nou fet experimental no la contradigui. En aquest cas, s'hauria d'ampliar, reformar o abandonar.

Procés de Deducció

Aplicar els resultats del procés d'inducció. Ens pot ajudar a predir nous fets, de manera que permet descobrir i ampliar contínuament el coneixement físic i químic.

Factors de Conversió

Exemple de conversió de 3 metres a quilòmetres:

3 m · = 0,003 Km

Xifres Significatives i Notació Científica

Els zeros a l'esquerra no compten:

• 0,03 = 1 xifra significativa
• 5,0 = 2 xifres significatives
• 35,003 = 5 xifres significatives

Mesura de Magnituds

Una magnitud és la qualitat que es pot mesurar.

Sistema d'Unitats

El resultat de mesurar una magnitud és una quantitat. Per tant, mesurar és comparar una quantitat amb una unitat definida prèviament. Això és el Sistema d'Unitats.

Sistema Internacional d'Unitats (SI)

Els científics empren normalment aquest sistema que consta de set unitats bàsiques:

Precisió i Sensibilitat

Quan tenim diverses mesures d'una magnitud realitzades en les mateixes condicions de treball, diem que són precises quan disposen de poca variació entre elles, és a dir, que difereixen poc les unes de les altres. La sensibilitat és una propietat dels instruments; quan parlem de sensibilitat d'un instrument ens referim a la seva capacitat per apreciar mesures més petites i amb més detall.

Caràcter Aproximat de les Mesures

Error absolut (1).

Error relatiu (2).

(1) Si tenim el resultat d'una mesura (m), no podem confirmar que aquest valor sigui l'exacte, direm que s'aproxima molt, ja que existeix un marge de dubte, marge d'error o d'incertesa. Llavors el resultat s'expressa:

m ± ea (valor absolut).

En les mesures científiques el valor que es pren com a resultat és la mitjana aritmètica.

(2) er = Tot a les mateixes unitats

↓ er → ↑ precís

Ex.: ea=2mm

m= 8 Km → + precís

m= 8 mm