Explorando la Materia: Propiedades, Estados y Más
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¿Qué es la Materia?
La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.
Estados de la Materia
Líquido
En el estado líquido, las fuerzas de atracción molecular son iguales a las de repulsión. Los líquidos tienen un volumen definido, pero su forma se adapta al recipiente que los contiene. Ejemplo: vinagre.
Sólido
En los sólidos, las fuerzas de atracción molecular son mayores que las de repulsión. Los sólidos tienen una forma y un volumen definidos. Ejemplo: una silla.
Gaseoso
En el estado gaseoso, las fuerzas de repulsión molecular son mayores que las de atracción. Los gases tienen forma y volumen variables.
Plasma
El plasma se encuentra a elevadas temperaturas. Ejemplo: la aurora boreal.
Tipos de Materia
Materia Condensada
La materia condensada se presenta como energía. Ejemplo: rayos X.
Materia Dispersada
La materia dispersada posee dos características: masa y volumen. Ejemplo: objetos cotidianos.
Propiedades de la Materia
Propiedades Intensivas o Características
Las propiedades intensivas permiten identificar una sustancia de otra. Se clasifican en:
- Propiedades Físicas: densidad, punto de fusión, solubilidad, etc.
- Propiedades Químicas: comportamiento de las sustancias al combinarse.
Propiedades Extensivas o Generales
- Masa: cantidad de materia de un cuerpo.
- Volumen: espacio que ocupa un cuerpo.
- Impenetrabilidad: dos cuerpos no pueden ocupar el mismo lugar al mismo tiempo.
- Gravedad: atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos.
- Inercia: resistencia de un cuerpo a cambiar su estado de reposo o movimiento.
- Divisibilidad: capacidad de un cuerpo para ser dividido en partes más pequeñas.
Características de los Líquidos
- Cohesión: fuerza que mantiene unidas las moléculas de una misma sustancia.
- Viscosidad: resistencia de un líquido a fluir, originada por el rozamiento entre sus partículas.
- Tensión Superficial: atracción de las moléculas del líquido que hace que la superficie se comporte como una membrana elástica.
- Adherencia: fuerza de atracción entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto.
- Capilaridad: fenómeno que ocurre cuando un líquido asciende por un tubo delgado (capilar) debido a la interacción entre las fuerzas de cohesión y adhesión.
Densidad
La densidad es la relación entre la masa de una sustancia y el volumen que ocupa. Su fórmula es: ρ = m/V
Peso Específico
El peso específico es la relación entre el peso de una sustancia y el volumen que ocupa. Su fórmula es: Pe = P/V
Presión
La presión indica la relación entre una fuerza aplicada y el área sobre la cual actúa. Se presenta cuando una fuerza actúa perpendicularmente sobre una superficie.
Presión Hidrostática
La presión hidrostática es la presión que ejercen los líquidos, perpendicular a las paredes del recipiente que los contiene. Actúa en todas las direcciones y aumenta con la profundidad.
Presión Atmosférica
La presión atmosférica se origina por el peso de la atmósfera terrestre. Actúa en todas las direcciones y disminuye con la altitud.
Datos Importantes
- 1 Pascal (Pa) = 1 N/m²
- En el Sistema Internacional (SI), la densidad se mide en kg/m³.
- En el SI, el peso específico se mide en N/m³.
Tabla de Unidades de Longitud, Volumen y Masa
| Longitud | Volumen | Masa |
|---|---|---|
| km - hm - dam - m - dm - cm - mm | kl - hl - dal - l - dl - cl - ml | kg - hg - dag - g - dg - cg - mg |
Cada salto hacia la derecha en la tabla equivale a dividir por 10. Cada salto hacia la izquierda equivale a multiplicar por 10.
Ejemplos y Problemas
A continuación, se presentan algunos ejemplos de problemas relacionados con la densidad, el peso específico y la presión:
- ¿Qué densidad tendrá una sustancia de 300 g de masa y 45 cm³ de volumen? Expresar el resultado en unidades del SI.
- Calcular el peso específico de un cuerpo cuya masa es de 450 kg y cuyas medidas son 0,25 m de ancho, 0,90 m de largo y 0,5 m de altura.
- Una esquiadora de 48 kg de masa se encuentra de pie sobre la nieve. Calcula la presión si:
- Se apoya sobre sus botas cuyas superficies suman 550 cm².
- Se apoya sobre sus esquís que miden 180 cm x 15 cm.
- Un buzo está sumergido en el mar a 60 m de profundidad. Si la densidad del agua de mar es de 1030 kg/m³, ¿cuál es la presión a la que está sometido?
- Calcular la fuerza que actúa sobre el émbolo cuyo radio es de 15 cm de una prensa hidráulica, si se sabe que la fuerza aplicada sobre el émbolo menor de 12 cm de radio es de 1500 N.