Propiedades de la Materia: Masa, Volumen y Cambios de Estado

La Materia y sus Propiedades

La materia se presenta en porciones limitadas que reciben la denominación general de sistemas materiales. Si además tienen una forma definida, se llaman cuerpos. Cuando nos referimos a un tipo de materia, lo llamamos sustancia, por ejemplo, el hierro, el agua o el oxígeno. Cada sistema material posee unos valores de masa y volumen.

Masa y Volumen

• La masa es la cantidad de materia que forma el sistema. Se mide con balanzas, que pueden ser digitales o de platillos.

• El volumen es el espacio que ocupa el sistema. Se mide de diferente manera según sus características:

  • El volumen de un sistema material líquido se mide con una probeta, una pipeta, una bureta o cualquier otro aparato de medida específicamente diseñado para ello.
  • El volumen de un cuerpo regular se calcula matemáticamente a partir de la medida de algunas longitudes, como la de lados, altura o radio.
  • El volumen de un cuerpo irregular se mide sumergiéndolo en un líquido y anotando la diferencia de nivel alcanzado por el líquido antes y después de sumergir el sólido.

Propiedades Características de la Materia

Las propiedades generales de la materia, como la masa y el volumen, no permiten identificar sustancias. Las propiedades que sirven para identificar las sustancias se denominan propiedades características.

Cambios de Estado de la Materia

Los cambios de estado pueden ilustrarse con numerosos ejemplos:

• Las altas temperaturas del interior de la Tierra hacen que las rocas se fundan, dando lugar al magma; cuando este alcanza la superficie durante una erupción volcánica, se solidifica y forma nuevas rocas. El proceso ocurre por fusión y posterior solidificación.
• El agua que hierve en una olla genera vapor, que se licúa al entrar en contacto con la tapadera, más fría. Se produce una vaporización, seguida de una condensación.
• Al calentar el yodo sólido, se observan unos característicos vapores de color violeta. Se trata de una sublimación.

Punto de Fusión y Punto de Ebullición

La temperatura a la que tiene lugar el cambio de sólido a líquido (o de líquido a sólido) se denomina punto de fusión. La temperatura a la que ocurre el paso de líquido a vapor (o de vapor a líquido) se llama punto de ebullición.

Teoría Cinética de la Materia

La existencia de los tres estados de agregación y los cambios de unos a otros son fenómenos conocidos desde muy antiguo. Para explicarlos, se ha propuesto la teoría cinética.

La teoría cinética intenta justificar el comportamiento macroscópico (observado a simple vista) de la materia en los distintos estados de agregación a partir de su composición microscópica. Inicialmente se refirió al comportamiento de los gases, aunque con posterioridad se amplió para incluir líquidos y sólidos.

Postulados de la Teoría Cinética

Los postulados de la teoría cinética son:

• Los gases están formados por partículas microscópicas, muy separadas entre sí.
• Estas partículas se mueven continuamente en todas direcciones, chocando unas con otras y con las paredes del recipiente que las contiene.
• Excepto cuando chocan, las partículas se mueven en línea recta y de forma independiente.
• Los choques entre las partículas o con las paredes son elásticos; es decir, en ellos no se pierde energía.
• La velocidad de las partículas, que depende de la energía que poseen, determina la temperatura del gas; esta es tanto mayor cuanto más rápidamente se mueven.