Conceptos Clave de Química y Física: Materia y Método Científico

El Método Científico y Conceptos Fundamentales de la Materia

Los 4 Pasos del Método Científico

1. Formular preguntas: Se plantean preguntas y se recoge información para formarse una idea de lo que puede suceder.

2. Emitir hipótesis: Con los conocimientos obtenidos, se emite una hipótesis.

3. Experimentar: Comprobar si la hipótesis se confirma o si es falsa. Para ello, hay que ponerla a prueba con un experimento, el cual debe repetirse varias veces bajo diversas circunstancias y tomando nota.

4. Analizar: Determinar si una hipótesis es verdadera o falsa. Si es falsa, habrá que seguir investigando y formular una nueva; si es verdadera, se pueden repetir los experimentos para confirmar.

Conceptos: Hipótesis, Teoría y Ley

Hipótesis

Suposición que se establece provisionalmente como base de una investigación.

Teoría

Hipótesis confirmada con la experimentación.

Ley

Teoría que ha sido ampliamente comprobada, es decir, que ha sido verificada múltiples veces.

Unidades del Sistema Internacional (S.I.)

Conversiones de Unidades Sencillas

• 1000 m = 1 km
• 100 cm = 1 m
• 1000 mm = 1 m
• 1000 g = 1 kg
• 60 s = 1 min
• 60 min = 1 h
• 0 ºC = 273,15 K (Conversión de temperatura: T(K) = T(ºC) + 273,15)

Medición de Masa y Volumen

Masa

Se mide con una balanza, que puede ser:

• De brazos iguales: Mide las masas por comparación. Se van colocando diferentes masas (pesas) hasta equilibrar ambos brazos.
• Electrónica de laboratorio o báscula de baño: Marca en la pantalla la masa del objeto situado en la plataforma. Esto es posible gracias a un mecanismo mecánico (deformación de un muelle) o electrónico (variando una propiedad del sensor).

Volumen

Cantidad de espacio que ocupa un cuerpo. Su unidad en el S.I. es el m³. Se puede medir por dos métodos:

• Método matemático: Cuando el sólido tiene forma regular, se determina a partir de sus dimensiones y de la fórmula del volumen del cuerpo.
• Método experimental: Un método directo, tanto para sólidos regulares como irregulares, es sumergir el cuerpo en una probeta con agua. El aumento de volumen coincidirá con el volumen del cuerpo. También se utilizan recipientes calibrados para determinar el volumen de líquidos, depositando el líquido en el recipiente y leyendo el dato de forma correcta.

Propiedades de la Materia

Propiedad Característica

Las propiedades características de los objetos identifican a las sustancias y materiales de que están hechos.

Ejemplos: estado físico, dureza, densidad, solubilidad en agua y otros disolventes, conductividad eléctrica, volatilidad.

Diferencia entre Propiedad General y Característica

Las propiedades generales son aquellas que, aun conociéndolas, no permiten saber de qué materia se está hablando.

Ejemplos de propiedades generales: masa, volumen.

Cálculos Sencillos con la Fórmula de la Densidad

La densidad (d) relaciona la masa (m) y el volumen (v) de una sustancia.

Fórmulas derivadas:

• d = m / v
• v = m / d
• m = d · v

Estados de Agregación Explicados por la Teoría Cinético-Molecular

Claves de la Teoría Cinético-Molecular:

• Todas las sustancias están formadas por partículas (átomos, moléculas o iones).
• Las partículas ejercen entre sí fuerzas de atracción (o de cohesión) que las mantienen unidas. Estas fuerzas son más grandes en los sólidos, moderadas en los líquidos y muy débiles en los gases.
• Las partículas en la materia están en constante movimiento. Las de los sólidos no están inmóviles, sino que vibran.

Cambios de Estado

Puntos de Fusión y Ebullición

Fusión

Punto en el que una sustancia pasa de estado sólido a líquido.

• Durante la fusión, la temperatura se mantiene constante.
• El punto de fusión es una propiedad característica.

Ebullición

Punto en el que la materia pasa de estado líquido a gaseoso.

• Durante la ebullición, la temperatura se mantiene constante.
• El punto de ebullición es una propiedad característica.