Conceptos Fundamentales de Química y Física: Materia y Energía

Introducción a la Química y la Física

Fenómeno físico: es aquel en el que la materia no sufre transformaciones en su naturaleza íntima. Se trata de un proceso reversible.

Fenómeno químico: es aquel en el que la materia sufre transformaciones profundas. Para ello, es necesario un intercambio de energía. Son cambios irreversibles.

Química: es la ciencia que estudia las sustancias, su estructura, sus propiedades y sus relaciones.

La física: es la ciencia que estudia la materia y la energía.

Tecnología: muchos descubrimientos científicos tienen una aplicación directa en nuestra vida diaria; por ejemplo, la corriente eléctrica, que dio lugar a toda la gama de aparatos electrónicos.

Tipos de Reacciones Químicas

• Reacción exotérmica: es aquella que libera energía, por lo general en forma de calor.
• Reacción endotérmica: son aquellas reacciones que necesitan una cantidad de calor (energía) para que ocurran.

Definición y Propiedades de la Materia

Materia: es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio y lo percibimos a través de nuestros sentidos.

Cuerpo: es toda porción limitada de materia que posee una forma definida.

Sustancia: es todo aquello de lo que está compuesto un cuerpo.

Propiedades de la Materia: Intensivas y Extensivas

Las propiedades de la materia se clasifican según su dependencia de la cantidad de masa:

• Propiedades extensivas: son todas aquellas propiedades que dependen de la cantidad de materia, como la masa, el peso y el volumen.
• Propiedades intensivas: son aquellas que no dependen de la cantidad de materia; por ejemplo, el color, el sabor, el olor y la textura.

Propiedades Generales de los Cuerpos

• Extensión: todo cuerpo ocupa una porción del espacio, es decir, presenta un cierto volumen.
• Impenetrabilidad: la porción del espacio ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado al mismo tiempo por ningún otro cuerpo.
• Masa: los cuerpos tienen masa y peso. La masa es constante en cualquier lugar de la Tierra; en cambio, el peso varía según la latitud.
• Inercia: si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza, este permanecerá en reposo o seguirá con movimiento rectilíneo uniforme.
• Divisibilidad: los cuerpos son divisibles y el límite de divisibilidad química de la materia es el átomo.

Sistemas Materiales y sus Clasificaciones

Sistema material: es una porción de materia que aislamos para su posterior estudio. Según si intercambian o no materia y/o energía con el medio, los podemos clasificar en: abierto, cerrado y aislado.

Sistemas Homogéneos y Heterogéneos

• Sistema homogéneo: es aquel que está compuesto por una sola fase, teniendo las mismas propiedades intensivas en todos sus puntos. Puede estar formado por más de una sustancia (en cuyo caso son soluciones). Ejemplo: agua y lavandina.
• Sistema heterogéneo: son aquellos que están formados por más de una fase. La superficie de contacto entre ellas se llama superficie de separación. Las propiedades intensivas entre las distintas fases son diferentes. Ejemplo: agua y aceite.

Cambios de Estado de la Materia

Estos pasajes tienen lugar debido a los cambios en las fuerzas de repulsión y atracción entre las moléculas. Todos los cambios de estado se producen por la modificación entre estas fuerzas, dificultando o incrementando la velocidad del movimiento entre las moléculas. Los factores que pueden producir los cambios de estado son: la presión, el calor y la temperatura.

Leyes de los Cambios de Estado

1. Para cada presión existe una temperatura de cambio de estado, que se denomina temperatura de transformación.
2. Para cada temperatura existe una presión de cambio de estado, que se denomina presión de transformación.
3. Para cada temperatura y presión se necesita una cierta cantidad de calor, la cual se denomina calor de transformación.