Propiedades de la Materia: Magnitudes Físicas y Unidades de Medida

La Materia y sus Propiedades

Propiedades Generales

La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un espacio, es decir, tiene volumen. La masa y el volumen son comunes a toda la materia y nos sirven para poder definirla. Las llamamos propiedades generales de la materia.

Propiedades Específicas

Cada cuerpo puede estar constituido por distintas clases de materia a las que llamamos sustancias. Las propiedades que nos permiten distinguir unas sustancias de otras se llaman propiedades específicas.

Magnitudes Físicas

Las propiedades como la altura y el tablero las podemos medir. Todas las propiedades que podemos medir, es decir cuantificar, se denominan magnitudes. La comodidad o la belleza no son magnitudes. Para medir la longitud del tablero de nuestro pupitre debemos elegir una unidad adecuada. El resultado se expresa mediante una cantidad seguida de la unidad elegida. La cantidad representa el número de veces que se repite la unidad.

Las magnitudes fundamentales son la longitud, la masa y el tiempo y se denominan mediante una medida directa. Las magnitudes derivadas son las que se expresan mediante una combinación matemática, por ejemplo, la velocidad se obtiene dividiendo una longitud, el desplazamiento entre el tiempo empleado en recorrerlo.

Existe un Sistema Internacional de Unidades (SI) que asigna a cada magnitud fundamental una unidad de medida.

• Longitud: metro (m)
• Masa: kilogramo (kg)
• Tiempo: segundo (s)
• Temperatura: kelvin (K)

Longitud

La longitud es la distancia que hay entre dos puntos, y probablemente es la magnitud que medimos con mayor frecuencia. La longitud es una magnitud fundamental. La unidad de longitud en el Sistema Internacional es el metro (m). Para medir longitudes muy grandes o muy pequeñas utilizamos unidades mayores o menores que el metro, denominadas múltiplos o submúltiplos, respectivamente.

• Kilómetro (km): 1000 m
• Hectómetro (hm): 100 m
• Decámetro (dam): 10 m
• Metro (m): 1 m
• Decímetro (dm): 0,1 m
• Centímetro (cm): 0,01 m
• Milímetro (mm): 0,001 m
• Micrómetro (µm): 0,000001 m

Superficie

Llamamos superficie a la magnitud que expresa la extensión de un cuerpo en dos dimensiones, el largo y el ancho. La superficie es una magnitud derivada de la longitud. La unidad de superficie en el Sistema Internacional es el metro cuadrado (m²).

Objetos de Forma Regular

Para calcular su superficie utilizamos la ecuación matemática que corresponde a su forma. Por ejemplo: Superficie = base x altura

Objetos Circulares

Si el objeto tiene forma circular, la superficie se calcula multiplicando el número π por el valor del radio al cuadrado. Superficie = π x r²

Objetos de Forma Irregular

Podemos calcular descomponiendo la figura en formas más o menos regulares. Calculamos las superficies de cada una de las figuras y las sumamos, esto nos da un valor aproximado de la superficie, por lo que decimos que es una estimación.

• Kilómetro cuadrado (km²): 1000000 m²
• Hectómetro cuadrado (hm²): 10000 m²
• Decámetro cuadrado (dam²): 100 m²
• Metro cuadrado (m²): 1 m²
• Decímetro cuadrado (dm²): 0,01 m²
• Centímetro cuadrado (cm²): 0,0001 m²
• Milímetro cuadrado (mm²): 0,000001 m²

Volumen

El volumen es una magnitud que mide el espacio que ocupa un cuerpo. El volumen es una magnitud derivada de la longitud. La unidad del volumen en el Sistema Internacional es el metro cúbico (m³).

Dependiendo de su Estado y de su Forma

Sólido de Forma Regular

Para calcular el volumen utilizamos la ecuación matemática correspondiente a la forma del objeto.

Sólidos de Forma Irregular

Para conocer su volumen se sumerge en una probeta graduada con agua y se mide el volumen de agua que desplazan.

Líquidos

Para medir su volumen se utilizan recipientes graduados como la probeta.

Gases

Se emplean recipientes graduados invertidos y se mide el volumen de agua que desplazan.

El volumen de un líquido lo identificamos con la capacidad del recipiente donde se encuentra. La unidad de capacidad es el litro (L), que equivale al volumen de un cubo de 1 dm de arista.

• Kilolitro (kL): 1000 L
• Hectolitro (hL): 100 L
• Decalitro (daL): 10 L
• Litro (L): 1 L
• Decilitro (dL): 0,1 L
• Centilitro (cL): 0,01 L
• Mililitro (mL): 0,001 L

Equivalente entre Volumen y Capacidad

• 1 km³ = 1000000000 kL
• 1 hm³ = 1000000 kL
• 1 dam³ = 1000 kL
• 1 m³ = 1000 L
• 1 dm³ = 1 L
• 1 cm³ = 1 mL
• 1 mm³ = 0,001 mL

Masa

La masa es una magnitud fundamental y mide la cantidad de materia que tiene un cuerpo. La unidad de masa en el Sistema Internacional es el kilogramo (kg). El instrumento que mide la masa se llama balanza. Hay diferentes tipos de balanzas; en las tradicionales medimos la masa comparándola con otra masa patrón, que recibe el nombre de pesa.

Múltiplos y Submúltiplos del Kilogramo

• Tonelada (t): 1000 kg
• Kilogramo (kg): 1 kg
• Hectogramo (hg): 0,1 kg
• Decagramo (dag): 0,01 kg
• Gramo (g): 0,001 kg
• Decigramo (dg): 0,0001 kg
• Centigramo (cg): 0,00001 kg

Densidad

La densidad de un cuerpo es la cantidad de materia que tiene en relación con el espacio que ocupa. Densidad = masa / volumen

La densidad es una propiedad específica de la materia que sirve para diferenciar una sustancia de otras. La densidad es una magnitud derivada de la masa y el volumen. En el Sistema Internacional, la densidad se mide en kg/m³, aunque también es muy común usar g/cm³.

Para calcular la densidad de un cuerpo, primero, debemos medir su masa y su volumen y, a continuación, aplicar la fórmula de la densidad, dividiendo la masa entre el volumen.

Temperatura

La temperatura es una magnitud que nos permite medir el estado térmico de un cuerpo y que está relacionada con su estado interno. Los termómetros nos permiten medir la temperatura de los cuerpos. La unidad de temperatura en el Sistema Internacional es el kelvin (K), aunque generalmente usamos la escala de grados Celsius (ºC).

Tiempo

El tiempo es una magnitud que mide el transcurrir de los acontecimientos. La unidad de medida del tiempo en el Sistema Internacional es el segundo (s). También utilizamos otras unidades para medir el tiempo:

• Minuto: equivalente a 60 segundos. Su símbolo es min.
• Hora: equivalente a 60 minutos. Su símbolo es h.
• Día: equivalente a 24 horas, tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta completa sobre sí misma en su movimiento de rotación. Su símbolo es d.
• Año: equivalente a 365 días, es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta completa alrededor del Sol en su movimiento de traslación.
• Siglo: equivalente a 100 años.