Fenòmens físics i químics: magnituds, SI, errors i mètode científic

Fenòmens físics i químics

Fenòmens físics: processos en els quals les substàncies NO es transformen en altres de noves. Ex: canvi d'estat.

Fenòmens químics: processos en els quals les substàncies sí es transformen en altres de noves. Ex: carbó → CO₂ + H₂O + cendra.

Magnituds físiques

Magnitud física: qualsevol característica que es pot mesurar.

Mesura: comparar el valor d'una magnitud amb un valor de referència.

Fa 50 anys es va establir el Sistema Internacional (SI) d'unitats, comú per a tots els països.

Característiques del SI

• Magnituds bàsiques que es diferencien a si mateixes. Ex: longitud, temps...
• Cada magnitud bàsica té una unitat corresponent.
• A partir de les bàsiques s'obtenen les magnituds derivades, mitjançant expressions matemàtiques. Ex: velocitat = longitud / temps. (temps → segon → s; temperatura → kelvin → K)

Tipus d'errors (E) segons les causes

• E. de resolució: degut a les limitacions dels aparells de mesura.
• E. accidentals o aleatoris: per accident o casualitat.
• E. sistemàtics: ús inadequat de l'aparell o error propi de l'aparell.

Tipus d'errors segons el càlcul

Error absolut: diferència entre el valor obtingut i el valor real, expressada en valor absolut. Ex:

valor real = 115
error absolut = |115 − 115,08| = 0,08
valor obtingut = 115,08

Error relatiu: quocient entre l'error absolut i el valor real. E. relatiu = E. absolut / valor real

Mètode científic

Procediment que es fa servir en els treballs d'investigació científica. Fases:

1. Observació: examinar fenòmens i preguntar-se: per què els glaçons triguen més a desfer-se en fondàries?
2. Formulació d'hipòtesis: elaborar una explicació dels fets observats i possibles causes (el desglaç depèn de la temperatura).
3. Realització d'un experiment: observació d'un fenomen per confirmar o rebutjar l'hipòtesi.
4. Extracció de conclusions: conclusions que s'extreuen del resultat de l'experiment.

Conceptes bàsics

Matèria: tot allò que ocupa un volum i té massa (aire), formada per àtoms.

Material: substància de la qual està feta un objecte.

Teoria cinètico-molecular

1. La matèria està formada per partícules molt petites.
2. Aquestes partícules estan en moviment constant.
3. Aquestes partícules s'atrauen entre elles.

Canvis d'estat

• Fusió: de sòlid a líquid.
• Vaporització: de líquid a gas. 1. Evaporació: es produeix només en la superfície del líquid. 2. Ebullició: es produeix en tota la massa del líquid en forma de bombolles.
• Sublimació: de sòlid a gas.
• Solidificació: de líquid a sòlid.
• Condensació: de gas a líquid.
• Condensació a sòlid: de gas a sòlid.

Tipus de mescles

• Suspensió: mescla de líquid + sòlid en la qual les partícules del sòlid es troben disperses en el líquid (heterogènia).
• Emulsió: mescla de 2 líquids immiscibles que amb el temps es separen (heterogènia).
• Solució: mescla homogènia d'1 líquid + sòlid o 2 líquids (composició variable).
• Substàncies pures: matèria homogènia de composició fixa (no barrejada amb res). Es classifica en: compost, que es pot descompondre en substàncies més simples, i element, que no es pot descompondre en altres de més simples.

Separació de mescles

Separació de mescles heterogènies

• 1. Filtració: separa líquid de sòlid (sorra fina i aigua). Aprofita la diferència de mida i fa servir un filtre, un embut i un vas de precipitats.
• 2. Decantació: 2 líquids immiscibles, o 1 líquid + 1 sòlid. Aprofita la diferència de densitat. Es fa servir un embut de decantació (quan són 2 líquids); si és 1 líquid + sòlid, es fa servir un vas de precipitats (si el sòlid és més dens) o una espàtula (si és menys dens).

Separació de mescles homogènies

• 1. Destil·lació: separa 2 líquids (aigua + alcohol) o 1 líquid + sòlid (sal + aigua), aprofitant el punt d'ebullició.
• 2. Cristal·lització: separa líquid + sòlid, aprofitant la volatilitat que s'evapora. Es fa servir la cristal·lització.