Propietats i comportament de la matèria: Estats, canvis i lleis dels gasos

Matèria i les seves propietats

Definició de matèria

La matèria és tot allò que compon un objecte.

Massa

La massa indica la quantitat de matèria que compon un objecte. Es mesura en balances i la seva unitat en el Sistema Internacional (SI) és el quilogram (kg).

Volum

El volum és l'espai que ocupa la matèria. La seva unitat en el SI és el metre cúbic (m³).

Densitat

La densitat és el quocient entre la massa i el volum: ρ = massa / volum

Estats d'agregació de la matèria

La matèria pot estar en estat sòlid, líquid o gasós.

Gasos

Massa constant, volum variable, forma variable i poden fluir.

Líquids

Massa constant, volum constant, forma variable i poden fluir.

Sòlids

Massa constant, volum constant, forma constant i no poden fluir.

Canvis d'estat de la matèria

Teoria cineticomolecular

La matèria està formada per partícules molt petites, quasi invisibles, i entre elles hi ha buit. Les partícules estan en constant moviment.

Estats de la matèria segons la teoria cineticomolecular

Estat sòlid

Té forma pròpia i volum constant. Són incompressibles i no tenen mobilitat perquè les partícules estan molt properes les unes a les altres.

Estat líquid

Adopten la forma del recipient, tenen volum constant i són lleugerament compressibles. Tenen mobilitat perquè les partícules estan més separades.

Estat gasós

Adopten la forma del recipient, tenen volum variable (ocupen tot el volum disponible) i la distància entre les partícules és gran, així que tenen molta mobilitat.

Comportament dels gasos

Les partícules en qualsevol gas estan en moviment, xocant contra les parets del recipient i entre elles. Quan una partícula xoca contra una paret del recipient, exerceix una força. La unitat de pressió en el SI és el pascal (Pa) i també s'utilitza l'atmosfera (atm).

Relació entre volum i pressió d'un gas

En un recipient tancat a temperatura constant, si reduïm el volum, augmenta la pressió, i si augmentem el volum, es redueix la pressió.

Llei de Boyle-Mariotte

Per a una quantitat fixa de gas a temperatura constant, el producte del volum que ocupa per la pressió a què està sotmès és constant. Si la temperatura d'un gas és constant, la pressió d'aquest gas és inversament proporcional al seu volum.

Relació entre temperatura i volum

Si el recipient és flexible, experimenta un augment de volum. A pressió constant, el volum d'un gas augmenta en augmentar la temperatura.

Relació entre temperatura i pressió

Quan augmentem la temperatura però el volum és més rígid, el gas no pot augmentar el volum que ocupa, així que les partícules xoquen més amb les parets del recipient i provoquen un augment de pressió.

Escala Kelvin de temperatura

L'escala Kelvin és l'escala absoluta de temperatura, ja que no té valors negatius. Es va establir el valor zero a la temperatura més baixa possible, -273 °C.

T(K) = T(°C) + 273

T(°C) = T(K) - 273