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Escuela técnica Nº 8199
Nuestra Señora de la Guarida
FÍSICO-QUÍMICA
2º AÑO
DOCENTES:
Debora Ramirez
Marcelina Tramontini
Nazareno D’Urbano
1
FALSA
VERDADERA
LEYES
PRINCIPIOS
IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN AA LLAA FFÍÍSSIICCOO--QQUUÍÍMMIICCAA
La Ciencia es el conjunto de conocimientos ordenados sistemáticamente acerca del Universo,
obtenidos por la observación y el razonamiento, que permiten la deducción de principios y leyes
generales.
El científico es una persona comprometida a tratar de explicar los hechos de la realidad,
siguiendo pautas que se conocen como leyes.
La Ciencia se clasifica en Ciencias Sociales y Ciencias Naturales.
Las Ciencias Naturales comprenden cuatro disciplinas: Física, Química, Biología y Geología,
cada una de ellas con su método específico abarcando diversos temas de actualidad. Estas
ciencias intentan explicar los fenómenos a través de la investigación científica.
Las Ciencias Naturales también reciben el nombre de Ciencias Experimentales porque su
característica más importante es la experimentación, base del Método Científico o Experimental.
El Método Científico o Experimental
El Método Científico es un conjunto de acciones que realiza en forma organizada un
investigador (científico).
Toda investigación comienza por la observación metódica y sistemática de los fenómenos y
hechos que suceden en el mundo que nos rodea. Como resultado de esa observación, se
generan diversos interrogantes y dudas que llevan al planteamiento de un problema concreto.
Una vez definido dicho problema, el observador, con toda la información disponible, da una
respuesta probable al cuestionamiento planteado, es decir, formula una hipótesis. Como ésta es
una suposición, debe ser verificada por medio de la experimentación, para determinar su validez.
Los datos obtenidos experimentalmente constituyen el núcleo fundamental del trabajo de
investigación, ya que proporcionan resultados con los cuales el investigador (científico) elabora
las conclusiones.
En caso de que la conclusión no demuestre la validez de la hipótesis formulada, es necesario
formular nuevas hipótesis y reanudar las acciones tendientes a verificar su validez.
Cuando la conclusión confirma la hipótesis y puede ser aplicada a todos los fenómenos
semejantes, se está en presencia de una generalización, la cual a su vez, puede derivar en la
formulación de una ley o principio, con los cuales se elaboran las TEORÍAS.
¿Qué estudia la Física?
La Física es la Ciencia que estudia la materia en relación con los fenómenos que no modifican la
estructura de los cuerpos. En otras palabras, estudia la materia y energía del Universo y su
interacción.
OBSERVACIÓNPROBLEMA
HIPÓTESISEXPERIMENTACIÓN
CONCLUSIÓNTEORÍA
2
La Física se vale de la Matemática para representar los conceptos mediante símbolos.
La Física Clásica se divide en ramas, algunas de las cuales son: la mecánica, la óptica, la
acústica, la electricidad y la termología.
¿Qué estudia la Química?
La Química es la Ciencia que estudia la materia en relación con los fenómenos que modifican la
estructura de los cuerpos. En otras palabras, estudia tanto la composición, estructura y
propiedades de la materia como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones
químicas y su relación con la energía.
El Proceso de Medición
Las propiedades de los cuerpos y de los procesos naturales susceptibles de poderse medir
reciben el nombre de magnitudes físicas. Ejemplos son la masa, la longitud, la temperatura, el
tiempo, la velocidad, etc.
La operación de medir una cantidad de cierta magnitud física consiste en compararla con un
patrón o cantidad de la misma magnitud previamente definida como unidad, determinando el
número de veces que lo contiene. El resultado se expresa mediante un número seguido de la
correspondiente unidad.
En toda medición intervienen:
a) Una cantidad que debe ser medida; es decir, una longitud, una masa, un tiempo, una
velocidad, una fuerza, etc.
b) Otra cantidad, la unidad con la que se mide: el metro, el kilogramo, el segundo, el kilómetro
por hora, el Newton, etc.
b) Un instrumento (o “dispositivo”) empleado para medir: la regla, la balanza, el reloj, el
velocímetro, el dinamómetro, etc.
c) Un observador: la persona que mide. (Así se la llama aunque haga mucho más que
“observar”).
Las magnitudes físicas pueden ser escalares o vectoriales. Las magnitudes escalares quedan
perfectamente determinadas con un número y su unidad, por ejemplo la longitud. Las magnitudes
vectoriales, en cambio, precisan, además de un número y su unidad, la dirección y el sentido en
que se manifiestan.
Sistema Internacional de Medidas
Debido a los múltiples inconvenientes que aparecen si se usan unidades diversas para medir se
convino en estructurar un sistema de unidades al que se llamó SISTEMA INTERNACIONAL (S.I.).
Nuestro País se adhirió a esta convención instituyéndolo como oficial, con el nombre de SIMELA
(Sistema Métrico Legal Argentino).
El SIMELA consta de unidades de base, unidades suplementarias y unidades derivadas.
Unidades base
3
Unidades suplementarias
Unidades derivadas
Unidades derivadas con nombres especiales
Unidades agregadas al SI
Múltiplos y Submúltiplos
Unidades de longitud
La unidad de las medidas de longitud es el metro (m).
Para medidas muy grandes se utiliza: Para medidas muy pequeñas se utiliza:
• miriámetro (mam) = 10 000 m • micrón ( ) = 0,000001 m
• megámetro (mgm) = 100 000 m (es la milésima parte del milímetro)
Los múltiplos del metro aumentan de 10 en 10 y los submúltiplos disminuyen de 10 en 10.
4
Para pasar de una unidad de longitud a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar por
el factor 10 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayor se divide por 10. O se aplica
una regla práctica que consiste en correr la coma a la derecha o a la izquierda según
corresponda.
Ejemplos: Expresar 39 km en m:
Expresar 473 mm en dam:
Unidades de superficie
La unidad de las medidas de superficie es el metro cuadrado (m2).
Los múltiplos del metro cuadrado aumentan de 100 en 100 y los submúltiplos disminuyen de 100 en
100.
Para pasar de una unidad de superficie a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar
por el factor 100 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayor se divide por 100.
Ejemplo: Expresar 58 hm2 en m2:
Unidades de volumen
La unidad de las medidas de volumen es el metro cúbico (m3).
Las unidades de volumen aumentan y disminuyen de 1000 en 1000.
Para pasar de una unidad de volumen a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar por
el factor 1000 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayor se divide por 1000.
Ejemplos: Expresar 43 hm3 en m3:
Expresar 53,82 cm3 en m3:
RESUMEN
Conversión de unidades de longitud, superficie y volumen
5
Unidades de peso o masa
La unidad de las medidas de masa es el gramo (g).
Las medidas de masa aumentan y disminuyen de 10 en 10.
Para pasar de una unidad de masa a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar por el
factor 10 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayor se divide por 10.
Ejemplo: Expresar 0,850 kg en hg:
Unidades de capacidad
La unidad de las medidas de capacidad es el litro (l).
Los múltiplos y los submúltiplos del litro disminuyen y aumentan de 10 en 10.
Para pasar de una unidad de capacidad a otra inmediatamente menor, es preciso multiplicar
por el factor 10 y para cambiar a otra unidad inmediatamente mayor se divide por 10.
Ejemplo: Expresar 43 kl en l:
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EQUIVALENCIAS
Las equivalencias entre las medidas de capacidad y las de volumen se cumplen para todos los
líquidos. En la práctica, las equivalencias entre capacidad, volumen y peso sólo se cumplen para
el agua destilada a 4ºC.
Tablas Resumen
Medidas directas
Se llaman medidas directas aquellas que se obtienen directamente de los instrumentos de
medida. Esto ocurre cuando se mide, por ejemplo, la masa de cuerpo con una balanza, la
anchura de un papel con una regla graduada, el tiempo de caída de una bola con un
cronómetro o la intensidad de corriente con un amperímetro. En todos estos casos la medida se
da mediante un conjunto de cifras que reciben el nombre de cifras significativas.
Las cifras significativas
Se consideran cifras significativas todas aquellas cifras que se conocen con certidumbre más
una última dudosa, determinada por el error que se puede cometer en la medida.
Las cifras significativas se cuentan de izquierda a derecha, a partir de la primera distinta de cero.
Ejemplos: 21,4 tiene tres cifras significativas; 0,0031 tiene dos y 0,003100 tiene cuatro. Al medir la
anchura de una cinta mediante una regla graduada en milímetros se obtiene:
Se puede expresar este dato en otras unidades: l = 7,5cm, l = 0,75dm, l = 0,075m y l =
0,000075km. En todos estos casos se mantiene el número de cifras significativas: 2. Los ceros a la
izquierda son consecuencia del cambio de unidades.
La notación científica
La forma habitual de expresar los números que corresponden a datos que se manejan en las
disciplinas científicas es mediante la notación científica, que consiste en dar un número con todas
las cifras significativas que tenga el dato multiplicado por la potencia de 10 que le corresponda. A
su vez, el conjunto de cifras significativas se expresa con un número entero y el resto en forma
decimal.
Ejemplos:
1- Al medir el radio del planeta Tierra se obtiene R = 6.370.000m, pero solamente son cifras
significativas el 6, el 3 y el 7, por lo tanto, dicho radio debería expresarse, según el convenio de
notación científica, R = 6,37 . 106m, o, R = 6,37 . 103km.
2- El volumen de un perdigón de plomo es 0,054cm3. Al tratarse de un número muy pequeño es
conveniente expresarlo en notación científica: V = 3,4 . 10-2 cm3, o bien, V = 3,4 . 10-8m3. Solamente
el 3 y el 4 son cifras significativas.
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Medidas indirectas
Las medidas indirectas dan la medida de magnitudes físicas como resultado de aplicar algunas
fórmulas.
Ejemplo: calcular el volumen de una caja cuyas dimensiones son: largo = 12,8dm, ancho = 3,7dm,
alto = 1,1dm.
A partir de las dimensiones dadas, se puede calcular el volumen de la caja:
V = l . a . h = 12,8dm . 3,7dm . 1,1 dm = 52,096 dm3
Cifras significativas del resultado: como cada factor tiene un determinado número de cifras
significativas, para el resultado se toman tantas cifras significativas como tenga el factor de los
que intervienen en la operación con menor número de ellas.
Según el criterio dado para las cifras significativas del resultado, el volumen anterior deberá
escribirse con dos cifras significativas, porque los factores a y h sólo tienen dos: V = 52dm
Redondeo
Ejemplo: en el ejemplo anterior:
IMPORTANTE: cuando se efectúan mediciones es frecuente encontrarse con resultados de
un elevado número de cifras decimales. En estos casos se procede a redondear el resultado,
pues de lo contrario se trabaja con cifras que carecen de significado.
Para suprimir cifras a un número se deben seguir determinadas reglas:
1) Si la primera cifra eliminada es superior a 5, se agrega una unidad a la anterior.
Ej.: 3,297 se redondea así: 3,30.
2) Si la primera cifra eliminada es inferior a 5, la última cifra conservada no se modifica.
Ej.: 3,293 se redondea así: 3,29.
3) Si la cifra que se quiere suprimir es 5 y la anterior es par, no sufre cambios.
Ej.: 3,285 se redondea así: 3,28.
4) Si la cifra que se quiere suprimir es 5 y la anterior es impar, a ésta se le agrega una unidad.
Ej.: 3,295 se redondea así: 3,30.
8
AAlluummnnoo:: ………………………………………………………………………………........ FFeecchhaa:: ....……………………....…… 22°° aaññoo ““……....””
IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN AA LLAA FFÍÍSSIICCOO--QQUUÍÍMMIICCAA
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°11
1- Lee atentamente los siguientes enunciados. Cuando los consideres correctos, encierra con un
círculo la V; en caso contrario, marca de igual modo la F. En este último caso, sobre la línea de
puntos, escribe el término que reemplaza a la palabra destacada, convirtiendo así la proposición
falsa en verdadera.
- El método científico o experimental fue descubierto por Newton V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- La observación es fundamental en toda investigación V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- El problema se plantea a partir de la experimentación V F
...............................................................................................................................................................
- La hipótesis es una respuesta tentativa al problema planteado V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- La experimentación permite verificar la validez de una hipótesis V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- La interpretación de los resultados es innecesaria en la investigación científica V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
- A partir de las observaciones e hipótesis se elaboran teorías físicas V F
………………………………………………………………………………………………………………………………
2- Analiza las siguientes afirmaciones:
a) La comunicación científica puede ser verbal y/o gráfica.
b) Las representaciones gráficas facilitan la interpretación de los resultados.
c) Los gráficos circulares se utilizan cuando una de las variables es independiente.
d) Toda medición siempre está afectada de una incerteza.
Indica cuál es incorrecta y por qué: ………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
3- Lee atentamente la siguiente pregunta, reflexiona y luego responde:
a) ¿De qué depende el valor obtenido en una medición? …………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) Redondea los siguientes resultados, suprimiendo una cifra:
14,778: ……………………………………………………………………………………………………………………..
14,335: ……………………………………………………………………………………………………………………..
14,345: ……………………………………………………………………………………………………………………..
14,772: ……………………………………………………………………………………………………………………..
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AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°22
1- Ubica cada elemento en la columna que corresponda:
temperatura – centímetros – reloj – 12°C – longitud – 35min – minutos – tiempo – grados centígrados
– termómetro – 120cm – cinta métrica.
2- ¿A qué magnitud pertenecen las siguientes cantidades?
5km ....................................................... 200m ……………………………………………..
12h ........................................................ 100°C …………………………………………….
350g ...................................................... 7cm ………………………………………………
3- Reconoce en las siguientes expresiones: magnitud, medida y unidad.
a) “Cocinar en el horno durante 35 minutos”.
Magnitud: ……………………………. Medida: ……………………………. Unidad: ……………………………
b) “La vendedora cortó 3 metros de cinta”.
Magnitud: ……………………………. Medida: …………………………….. Unidad: ……………………………
c) “En Rosario ayer se registraron 26 grados centígrados de máxima”.
Magnitud: ……………………………. Medida: …………………………….. Unidad: ……………………………
4- Dada la siguiente expresión:
“El carnicero con su balanza pesó un pedido y obtuvo como resultado 2,5kg”
- Indica:
Observador: …………………………………………..
Magnitud: ……………………………………………..
Instrumento: …………………………………………..
Medida: ……………………………………………….
Unidad: ………………………………………………..
5- Un investigador toma la temperatura del alcohol contenido en un vaso, con un termómetro y
anota: “la temperatura del alcohol es de 23°C”. Indica:
a) ¿Cuál es el instrumento empleado? ……………………………………………………………………………
b) ¿Quién es el observador? …………………………………………………………………………………………
c) ¿Cuál es la magnitud que se ha medido? …………………………………………………………………….
d) ¿Cuál es el valor que obtuvo? …………………………………………………………………………………...
e) ¿Cuál es la medida? ……………………………………………………………………………………………….
f) ¿Cuál es la unidad utilizada? …………………………………………………………………………………….
MAGNITUD MEDIDA UNIDAD INSTRUMENTO
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6- Observa la ilustración e indica: magnitud, instrumento, medida y unidad:
Magnitud: ……………………….………………………………
Instrumento: ………………….…………………………………
Medida: …………………..………………………..……………
Unidad: ………………………………………………………….
Magnitud: …………………………………………….…………
Instrumento: ………………………………………………….…
Medida: …………………………………………………………
Unidad: ………………………………………………………….
Magnitud: ………………………………………………………
Instrumento: ……………………………………………………
Medida: …………………………………………………………
Unidad: ………………………………………………………….
7- Reconoce en las siguientes expresiones: magnitud – medida – unidad.
a) Un alpinista ascendió 1300 metros de una montaña donde se registraban 10 grados centígrados
bajo cero.
b) Se calentó a 95 grados centígrados durante 15 minutos.
c) Un repostero necesitó 300 gramos de harina para hacer una torta, que cocinó durante 1 hora.
8- Une con flechas según corresponda e indica la magnitud.
Medida Instrumento
12 horas balanza ………………………………..
120 centímetros termómetro ………………………………..
500 gramos cinta métrica ………………………………..
37°C reloj ………………………………..
MAGNITUD MEDIDA UNIDAD
a)
b)
c)
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9- Completa:
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°33
1- Convertir a cm las siguientes cantidades:
a) 1,09km =
b) 0,74hm =
c) 0,85dam =
d) 58,3m =
e) 5,8mm =
2- Convertir a kg las siguientes cantidades:
a) 8,5hg =
b) 95dag =
c) 6,75g =
d) 258cg =
e) 5610mg =
3- Expresa en unidades SI las siguientes cantidades:
a) 5km =
b) 48dam =
c) 3.000dm =
d) 15.400mm=
e) 350dam2 =
f) 65.800dm2 =
g) 750.000cm2 =
h) 125hm3 =
i) 850 dam3 =
j) 36.500dm3 =
4- Indica en cada caso qué magnitud es mayor:
a) 3,02dg o 0,302g
b) 2647g o 2,6Kg
c) 0,000089hg o 90.000.000cg
Si se desea medir MAGNITUD MEDIDA UNIDAD INSTRUMENTO
La temperatura del día
Volumen de agua
Ancho del aula
Duración de una carrera
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d) 120pA o 0,0011dA
e) 300nm o 0,0002mm
5- Efectúa las transformaciones de unidades que en cada caso se indican:
a) 11kg/m2 a g/cm2 :
b) 119m/s2 a cm/s2 :
c) 918cm3 a m3 :
d) 1200 cm/s a m/s.
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°44
1- Indica cuántas cifras significativas hay en las expresiones siguientes:
a) 0,038kg:
b) 2,050t:
c) 35,05g:
d) 0,050m:
e) 327km:
f) 615,50km:
g) 1,75 . 105kg:
h) 9,035 . 10-2s:
2- Expresa en notación científica y en la unidad del SI correspondiente las siguientes cantidades:
a- 126min =
b- 256h =
c- 0,00098cm =
d- 299km/h =
e- 0,03mg =
f- 200Gg =
g- 0,0002nm =
h- 4.500.000 años =
3- Pasa a l (litros) las siguientes cantidades y expresa el resultado en notación científica:
a- 3.000dl =
b- 5kl =
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c- 6.925cl =
d- 12348ml =
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°55
En un trabajo experimental, un investigador ha medido la variación del volumen de un líquido
con el aumento de la temperatura. Los datos obtenidos se transcriben a continuación:
Muestra 1 = Temperatura: 10°C; volumen: 10,0ml.
Muestra 2 = Temperatura: 20°C; volumen: 11,2ml.
Muestra 3 = Temperatura: 30°C; volumen: 13,1ml.
Muestra 4 = Temperatura: 40°C; volumen: 16,4ml.
Muestra 5 = Temperatura: 50°C; volumen: 21,9ml.
- Teniendo en cuenta los datos anteriores:
a) Confecciona una tabla de valores.
b) Indica cuál es la variable:
- independiente: ……………..…………………………………………………………………………………………
¿por qué? ………………………………………………………………………………………………………………...
- dependiente: …….…………………………………………………………………………………………………….
¿por qué? ………………………………………………………………………………………………………………...
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LLAA MMAATTEERRIIAA YY SSUUSS PPRROOPPIIEEDDAADDEESS
Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio (tiene volumen), posee masa propia y
puede ser captado por los sentidos. Es la cualidad común de los cuerpos.
Los cuerpos son porciones limitadas de materia, con límites perfectamente definidos en el
espacio.
Las diferentes “clases de materia” se pueden llamar materiales.
Clasificación de los materiales Existen diversos criterios para clasificar materiales:
Según cómo resulta un material frente a la electricidad hay materiales:
Buenos conductores de la electricidad, como los metales.
Malos conductores de la electricidad, como la goma y los plásticos.
Según si pueden romperse o no, los materiales serán:
Resistentes, como la mayoría de los metales, las maderas duras y algunos plásticos.
Frágiles, como el vidrio y el papel.
Según su origen:
Materiales de origen natural (presentes en la naturaleza).
• Origen animal (lana, hueso).
• Origen vegetal (madera, yute, algodón).
• Origen mineral (metales cerámicos).
Materiales de origen sintético (fabricados por el ser humano, como los plásticos).
Según los usos que podemos darles: materiales para la construcción, la orfebrería, la industria
química, etc.
Propiedades físicas y propiedades químicas de la materia
Las sustancias se diferencian unas de otras mediante ciertas cualidades que afectan directa o
indirectamente a nuestros sentidos: son las PROPIEDADES FÍSICAS. Estas propiedades pueden
medirse y observarse sin que se modifique la composición de la materia. Las propiedades físicas se
clasifican en: propiedades extensivas y propiedades intensivas o específicas.
Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de materia analizada (dependen de la
masa), por ejemplo, el volumen, el peso, el calor acumulado por un cuerpo, etc.
En cambio, las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de materia analizada y
constituyen una característica específica de la sustancia. Entre estas propiedades se encuentran:
la densidad (grado de compacidad de una sustancia, es decir, describe cuán unidos están sus
átomos o moléculas; mientras más unidas están las partículas individuales de una sustancia, más
densa es), las temperaturas a las cuales ocurren los cambios de estado: el punto de fusión y el
punto de ebullición, la dureza de los sólidos (resistencia de un cuerpo a ser rayado o cortado), la
elasticidad (capacidad de los cuerpos de deformarse cuando se aplica una fuerza sobre ellos y
de recuperar su forma original al suprimir la fuerza aplicada), la plasticidad (propiedad opuesta a
la elasticidad, que indica la capacidad que tiene una sustancia de mantener la forma que
adquiere al estar sometida a un esfuerzo que la deformó), la tenacidad (la resistencia a la rotura
de un material cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación).
Por otro lado, existen las PROPIEDADES QUÍMICAS, donde la composición de la materia se
modifica, es decir, se observan cuando una sustancia sufre un cambio químico en su estructura
interna, transformándose en otra sustancia, dichos cambios, son generalmente irreversibles. Entre
estas propiedades se encuentran: la combustibilidad (capacidad de un material de inflamarse
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por acción del fuego), la corrosión (deterioro de un material por acción del aire o el agua), la
reactividad (capacidad de reacción química que presenta ante otros reactivos una sustancia).
Estados de agregación de la materia
La materia se presenta en tres estados de agregación diferentes: sólido, líquido y gaseoso.
Los sólidos tienen forma propia y un volumen definido. Aunque se le aplique una presión, no se
comprimen. Poseen altas densidades respecto de los materiales líquido y gaseosos, es decir,
mayor cantidad de materia por unidad de volumen. Ejemplos: los metales (menos el mercurio); los
azúcares; las sales como el cloruro de sodio (sal), el sulfato de cobre y el nitrato de plata; el yodo,
etc.
Los líquidos no tienen forma propia, sino que se adaptan a la forma del recipiente que los
contiene, sí poseen volumen definido y prácticamente no se los puede comprimir. En general,
tienen menor densidad que los sólidos a excepción del agua. Ejemplos: el etanol, la nafta, el
querosén, el mercurio, el agua líquida, el alcohol, el aceite, etc.
Los gases no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene.
Además, no tienen volumen definido, sino que ocupan todo el espacio que tienen disponible, es
decir, tienden a ocupar todo el espacio del recipiente que los contiene. Son compresibles, es
decir, que al aumentar la presión o disminuir la temperatura se reduce su volumen, también son
expandibles, ya que al disminuir la presión o aumentar la temperatura, tienden a incrementar su
volumen. Tienen muy baja densidad respecto de los sólidos y los líquidos. Ejemplos: son pocas las
sustancias que se encuentran en la naturaleza en estado gaseoso, ellas son, el nitrógeno, el
oxígeno, el hidrógeno, el dióxido de carbono, el flúor, el cloro y el helio.
La teoría cinético-molecular y los estados de agregación de la materia
La Teoría cinético-molecular trata de explicar el comportamiento macroscópico de la materia
(fenómeno que se puede observar), desde el punto de vista de las partículas y su movimiento.
Para ello, postula que:
Los gases están formados por partículas (llamadas moléculas o átomos) que se mueven en
línea recta, en todos los sentidos y direcciones, y al azar. La energía producida por este
movimiento se denomina energía cinética y depende de la masa y de la velocidad de las
partículas.
Este movimiento se modifica si las partículas chocan entre sí o con las paredes del recipiente.
El volumen de las partículas en su conjunto se considera despreciable comparado con el
volumen que ocupan esas partículas.
Las fuerzas de atracción entre las partículas de un gas son despreciables.
La energía cinética promedio de las partículas es proporcional a la temperatura absoluta
(medida en Kelvin) del gas. Por lo tanto, la temperatura del gas estará relacionada con la
velocidad promedio de las partículas.
A la luz de esta teoría cinético-molecular, pueden explicarse las características de cada estado
de la materia.
Si se deja escapar un gas del recipiente que lo contiene, fluirá y ocupará todo el espacio
disponible porque las partículas del gas se mueven con libertad y a gran velocidad. Su energía
cinética es mucho mayor que la fuerza de atracción que hay entre ellas (es despreciable). En
consecuencia, se alejan unas de otras. Esto produce los siguientes efectos:
Hay pocas partículas por unidad de volumen lo que significa que los gases tienen densidades
bajas, es decir, poca masa por unidad de volumen.
Las partículas están muy desordenadas, por lo cual el gas no tiene forma propia ni volumen
definido.
Al estar las partículas tan distantes entre sí, los gases se pueden comprimir con cierta facilidad
de acuerdo con las condiciones de presión y temperatura. En determinadas condiciones y para
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algunos gases puede ocurrir que el aumento de la presión o la disminución de la temperatura los
comprima tanto que pasen del estado gaseoso al líquido.
A diferencia de lo que ocurre en los gases, la distancia entre las partículas en los líquidos y en
los sólidos es mucho menor. Esto se debe a que las fuerzas de atracción entre ellas son mayores
que en los gases. En el caso de los sólidos, estas fuerzas son más intensas que la energía cinética
de las partículas y su movimiento está prácticamente restringido a vibraciones alrededor de
puntos fijos. En consecuencia:
- En los sólidos y líquidos hay más masa por unidad de volumen. Los líquidos (salvo el mercurio
que es muy denso) tienen densidades intermedias entre los valores de sólidos y gases, y los
sólidos, densidades altas.
- Los cambios de presión y temperatura producen variaciones muy pequeñas en el volumen
de líquidos y sólidos. Los líquidos son casi incompresibles y los sólidos son directamente
incompresibles.
- En los líquidos, las partículas se mueven sin despegarse demasiado entre sí.
- En los sólidos cristalinos las partículas están ordenadas en el espacio en una estructura que se
repite infinidad de veces.
En el estado sólido las partículas están muy ordenadas, ocupan relativamente poco
volumen (mayor densidad) y no pueden desplazarse de su lugar.
En el estado líquido las partículas se mueven poco y ocupan un volumen intermedio
(menor densidad).
En el estado gaseoso las partículas ocupan mayor volumen (baja densidad) y se
mueven rápidamente en todas direcciones.
En resumen:
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Otros estados de la materia: plasma y superfluido
Estos estados se producen en situaciones extremas de presión y de temperatura.
Plasma
El plasma es el cuarto estado de la materia. En la mayoría de los casos, la materia en la
tierra tiene electrones que orbitan alrededor del núcleo del átomo. Los electrones que tienen
carga negativa son atraídos hacia el núcleo de carga positiva (los opuestos se atraen), por lo que
los electrones se quedan orbitando alrededor del núcleo. Cuando la temperatura es muy elevada
los electrones pueden escapar de sus órbitas alrededor del núcleo del átomo. Cuando el electrón
o los electrones se van, deja un ión de carga positiva.
En resumen, cuando los electrones ya no están atrapados en sus órbitas alrededor del núcleo,
tenemos el estado de plasma. Esto es cuando un gas se convierte en un montón de electrones
que se han escapado de la fuerza del núcleo y los iones están cargados positivamente porque
han perdido uno o más electrones.
Superfluido
El superfluido es un estado de la materia caracterizado por la ausencia total de viscosidad. Es un
fenómeno físico que tiene lugar a muy bajas temperaturas, cerca del cero absoluto, límite en el
que cesa toda actividad. Un inconveniente es que casi todos los elementos se congelan a esas
temperaturas. Pero hay una excepción: el helio. También se encuentra en la superficie de la Luna,
arrastrado hasta allí por el viento solar.
Una característica del superfluido es que pueden atravesar cualquier objeto sólido o cualquier
superficie no porosa, debido a su fuerte capacidad de oscilación.
Punto de ebullición y punto de fusión
El punto de ebullición y el punto de fusión son propiedades intensivas de las sustancias.
El punto de ebullición es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado líquido al
gaseoso, por ejemplo, para el agua, el punto de fusión se alcanza siempre a los 100°C; y el punto
de fusión es la temperatura a la cual una sustancia cambia del estado sólido al líquido, por
ejemplo, el punto de fusión del hielo es 0°C.
Cambios de estado
El estado de agregación de una sustancia depende de las condiciones de presión y
temperatura en las que se encuentra. Una sustancia puede pasar de un estado a otro. Estas
transformaciones no alteran la sustancia, es decir, que la naturaleza de la materia no se modifica,
por ejemplo, un cubo de hielo se derrite y pasa a ser agua líquida pero siempre se trata de la
misma sustancia (agua), formada por las mismas partículas, y puede volver a ser sólido en las
condiciones apropiadas, por lo que se denominan transformaciones físicas. Dichas
transformaciones se producen mediante una transferencia de energía (calor), mientras la
temperatura se mantiene constante.
Los cambios de estado pueden ser regresivos o progresivos. Un cambio de estado de
agregación con pérdida de energía (disminución de temperatura) se denomina cambio de
estado regresivo. Los cambios de estado regresivos son: la condensación o licuación, la
solidificación y la sublimación. Los cambios de estado en los que la materia gana energía
(aumento de temperatura) se denominan cambios de estado progresivos. Estos son: la fusión, la
vaporización (pueden ocurrir dos fenómenos, evaporación: si las partículas que se encuentran en
la superficie del líquido se convierten en vapor; o ebullición: cuando toda la masa del líquido
experimenta el cambio de estado), y la volatilización.
Mientras se produce el cambio de estado la temperatura no varía.
18
19
AAlluummnnoo:: ………………………………………………………………………………........ FFeecchhaa:: ....……………………....…… 22°° aaññoo ““……....””
LLAA MMAATTEERRIIAA YY SSUUSS PPRROOPPIIEEDDAADDEESS
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°11
1- Haz un listado de cuatro materiales que se observen a simple vista y busca cuatro propiedades
físicas de cada uno.
……………………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………………...
2- Clasifica los materiales antes mencionados en alguno de los grupos estudiados.
……………………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………………...
3- Determina dos propiedades extensivas de una tiza:
……………………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………………...
4- Clasifica los siguientes materiales según los criterios y grupos definidos:
Hierro: ……………………………………………………………………………………………………………………...
Madera: …………………………………………………………………………………………………………………..
Acero: …………………………………………………………………………………………………………………….
Cobre: …………………………………………………………………………………………………………………….
Lana: ………………………………………………………………………………………………………………………
Policarbonato: …………………………………………………………………………………………………………..
Bronce: ……………………………………………………………………………………………………………………
Piedra: …………………………………………………………………………………………………………………….
Vidrio: ……………………………………………………………………………………………………………………..
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°22
Une con flechas los términos que se correspondan:
Platino Mineral ………………………………..
Azúcar Metal ………………………………..
Vidrio Biológico ………………………………..
20
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°33
Clasifica los materiales del siguiente listado según sean sólidos, líquidos o gaseosos:
Oxígeno: ….………………………………………………………………………………………………………………
Miel: ………………………………………………………………………………………………………………………..
Chocolate: ……………………………………………………………………………………………………………….
Goma de borrar: ………………………………………………………………………………………………………..
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°44
1- ¿Cuál es el estado de estas sustancias a temperatura ambiente? Decide si se trata de un sólido,
un líquido o un gas.
2- Completa la siguiente tabla:
3- ¿Con qué estado de agregación se relacionan las siguientes situaciones? ¿Qué propiedad del
estado las hace posible?
a) Cuando se derrama un frasco de perfume, el olor llega mucho más lejos que el líquido
derramado.
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
b) Para introducir un trozo de madera en un recipiente, deberemos buscar uno cuya abertura
sea mayor que el tamaño de la madera; en cambio, podremos verter agua en cualquier
recipiente cuya capacidad lo permita.
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
4- Ordena los tres estados más conocidos de la materia de manera creciente según sus
densidades. ¿Cómo se explica este orden con la teoría cinético-molecular?
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.…………………………………………………………………………………………………………………………
.…………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………….…………………………………………………………
………………………………………………………………….………………………………………………………
5- Completa:
Fusión: es el pasaje del estado ………………….………..……... al estado ………..….………………….……
Vaporización: es el pasaje del estado ………………….….…..….. al estado ………..…………………..…..
Volatilización: es el pasaje del estado ………………………..……. al estado …….…….….………………..
Condensación o licuación: es el pasaje del estado ............................... al estado .............................
Solidificación: es el pasaje del estado …………………………….. al estado ……………….………………..
Sublimación: es el pasaje del estado …………………………….. al estado ………………….………………
6- Este esquema representa los cambios de estado de la materia. Completa los cuadros con los
nombres de estos cambios:
7- Completa las frases:
8- ¿Qué ocurre con la temperatura durante un cambio de estado regresivo, como la
condensación o la solidificación?
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
22
SSIISSTTEEMMAASS MMAATTEERRIIAALLEESS:: MMEEZZCCLLAASS,,
SSOOLLUUCCIIOONNEESS YY SSUUSSTTAANNCCIIAASS
Para poder estudiar la composición de un material o de un objeto se debe aislarlo y así poder
analizar sus propiedades y sus características. Esa parte del Universo que se aísla para su estudio se
denomina SISTEMA MATERIAL. Esta parte o porción pueden ser aisladas en forma real o imaginaria.
Por ejemplo, si el sistema material corresponde al agua contenida en un vaso, sus límites son
reales; en cambio, si se decide estudiar una zona determinada del Río Paraná, el sistema material
estará aislado en forma imaginaria.
Un sistema material que se forma al unir dos o más componentes se denomina mezcla. Por el
contrario, si está formado por un único componente, se trata de una sustancia o sustancia pura.
Los componentes en una mezcla se encuentran en proporciones variables sin perder sus
propiedades características.
Ejemplos de Sistemas Materiales:
Jugo con café agua con clavo de tarta de hamburguesa
Hielo colorante hierro frutillas completa
Los Sistemas Materiales puede clasificarse, según el intercambio con el medioambiente, en
abiertos, cerrados y aislados.
Sistema abierto: intercambian materia y energía con su entorno o medioambiente. Ejemplo: té
azucarado en una taza de vidrio ya que además de enfriarse, parte del agua que contiene
puede evaporarse, o se le puede agregar más azúcar; un lago que intercambia materia con los
ríos o con la atmósfera al evaporarse el agua.
Sistema cerrado: sólo intercambia energía con su medioambiente. Ejemplo: una lata de
gaseosa cerrada, que intercambia calor, porque el contenido de la lata puede calentarse o
enfriarse.
Sistema aislado: no hay intercambio de materia ni energía con su medioambiente, es decir, no
interactúan con su entorno. Ejemplo: un termo tapado con líquido caliente adentro.
Los Sistemas Materiales también pueden clasificarse, según su composición, en homogéneos y
heterogéneos.
Sistemas Heterogéneos: son aquellos en los que se pueden ver los materiales que lo componen y
se pueden distinguir algunas propiedades de los mismos. Ejemplos: jugo con hielo, tarta de frutillas,
hamburguesa completa.
Sistemas Homogéneos: son aquellos en los que no se pueden distinguir los materiales que los
componen y además presentan las mismas propiedades en todo el sistema. Ejemplos: café, agua
con colorante, clavo de hierro.
Otra forma de diferenciar a un Sistema Heterogéneo de un Sistema Homogéneo es porque los
primeros están formados por dos o más FASES y los otros por una sola FASE.
Se denominan FASES a cada uno de las porciones homogéneas que forman un sistema, es decir
a cada una de las “capas” o “superficies” que se pueden distinguir dentro de un sistema material.
Por ejemplo: el sistema formado por la hamburguesa completa es un Sistema Heterogéneo porque
se pueden distinguir sus componentes o porque posee varias Fases: pan, tomate, lechuga, queso,
carne, jamón y nuevamente pan. Es decir que posee siete fases, pero sus Componentes son sólo
seis: pan, lechuga, tomate, carne, jamón y queso. En cambio, el sistema formado por el agua con
colorante verde, es un Sistema Homogéneo ya que sólo podemos distinguir una sola Fase (una
23
sola “capa”) pero posee dos Componentes: agua y colorante. Entonces, fase no es lo mismo que
componente aunque a veces coinciden en cuanto su número, pero no siempre ocurre eso.
IMPORTANTE:
Los sistemas heterogéneos, también reciben el nombre de mezclas heterogéneas. Cuando los
componentes tienen un tamaño lo suficientemente grande como para distinguirlos a simple vista,
se dice que es una mezcla heterogénea grosera. Por ejemplo, una mezcla de arena y limaduras
de hierro. Si, en cambio, se necesita una lupa o un microscopio óptico para diferenciar las
partículas de los distintos componentes, se denomina mezcla heterogénea fina. Por ejemplo, la
sangre humana. Se incluyen las suspensiones, en las que las partículas de alguno de los
componentes son tan finas que se mantienen suspendidas, dentro del líquido o el gas que las
contiene. Si durante un tiempo la mezcla permanece en reposo, las partículas se depositarán en el
fondo. En otros casos se requieren instrumentos especiales de alta resolución, como el
ultramicroscopio, para poder observar la existencia de dos componentes. Se trata de los coloides
o mezclas coloidales, en los cuales las partículas de uno de los componentes son tan pequeñas
que ni siquiera llegan a depositarse en el fondo del recipiente. Se las distingue por el efecto de
dispersión de la luz que producen cuando las atraviesa un rayo de luz. Por ejemplo, crema batida.
Los sistemas homogéneos formados por dos o más componentes, también se denominan
mezclas homogéneas, soluciones o disoluciones.
Los sistemas homogéneos formados por un sólo componente, se denominan sustancias puras.
Métodos de separación de fases de un sistema heterogéneo
Las fases que forman un sistema heterogéneo se pueden separar unas de otras utilizando
procedimientos adecuados a cada caso:
Tamización: permite separar dos sólidos que tienen distinto tamaño de
partículas. Se coloca el sistema material sobre una malla de metal o
plástico (tamiz), se sacude y entonces las partículas de menor diámetro
atraviesan la malla, mientras que las de mayor tamaño quedan retenidas.
Ejemplo: la separación de arena fina y arena gruesa.
Centrifugación: permite separar líquidos o sólidos de líquidos de diferente
densidad. Una máquina llamada centrífuga genera un movimiento
rotatorio con mucha fuerza provocando la sedimentación acelerada de las
partículas de mayor densidad. Se utiliza, por ejemplo, para obtener crema
de la leche. Ejemplo: secarropas, que permiten extraer el agua de la ropa.
Filtración: se usa para separar un líquido de sólido no
disuelto, cuyo tamaño de partículas es superior a la malla
del filtro. Consta de un embudo con un papel de filtro en
su interior o algodón algunas veces. El contenido se vierte
por la parte superior y el líquido irá cayendo y
atravesando el filtro mientras que los sólidos quedarán
retenidos en el filtro. Ejemplo: al preparar el café con un
filtro para separar la borra.
FFAASSEESS:: Son cada una de las porciones
homogéneas que forman un sistema. Son
las diferentes “capas” que se pueden
percibir en un sistema. Una fase puede estar
constituida por uno o varios componentes.
CCOOMMPPOONNEENNTTEESS:: Son las diferentes
sustancias que forman una fase o un
sistema material. Responden a la pregunta
“¿de qué está hecho el sistema?”
24
Flotación: es útil para separar dos sólidos de distinta densidad, al tomar
contacto con un líquido de densidad intermedia. Separa sustancias que
sobrenadan en un medio líquido. Se utiliza para separar dos minerales.
Ejemplos: sulfuro de zinc desulfuro de plomo; cuando los sólidos tienen
diferente densidad, tal como una mezcla de arena y corcho, se agrega un
líquido que tenga una densidad intermedia con respecto a ellos, como el
agua, el corcho flota y la arena se deposita en el fondo.
Imantación: permite separar materiales ferrosos de los que no lo
son. Ejemplos: levantar unos clavos de hierro que estén mezclados
con tornillos de bronce o alfileres del fondo de un costurero.
Levigación: se utiliza para separar dos materiales sólidos,
cuyas partículas tienen diferente densidad. Consiste en hacer
pasar una fuerte corriente de agua o de aire para arrastrar las
partículas más livianas. Ejemplo: se usa para separar el oro de la
arena y otros minerales.
Decantación: este método utiliza como principio la diferencia de densidades
entre 2 sustancias. Por ejemplo: si queremos separar agua de arena o de otro
sólido, vertemos el líquido lentamente de un recipiente a otro quedando la arena
en el fondo, o succionando el líquido con pipeta.
En el caso de dos líquidos de distintas densidades e inmiscibles (no se mezclan)
como el agua y el aceite, usamos un embudo de separación o ampolla de
decantación. Este dispositivo cuenta con una mariposa que puede cerrar o abrir el
flujo de los líquidos. Para recoger a estos se coloca en la parte inferior un vaso de
precipitado. Caerá primero al líquido de mayor densidad que se encuentra en la
parte inferior. En este ejemplo, el agua. Cuando el agua caiga por completo
cerramos la mariposa y quedará el agua en el vaso y el aceite en la ampolla,
ambos líquidos completamente separados.
Disolución: en el caso de que una de las fases sea soluble en un
determinado solvente y la otra no, como ocurre en la mezcla de arena y sal, se
agrega agua, se agita para asegurar la disolución de la sal, y se procede a
filtrar, separando la arena del agua salada.
Tría: cuando una de las fases se encuentra dividida en trozos bien
diferenciables, éstos se pueden separar tomándolos con una pinza. Ejemplo:
extraer trozos de mármol mezclados en arena.
Clasificación de sistemas homogéneos
Los sistemas homogéneos, de acuerdo a su composición, se clasifican en Sustancias Puras y
Soluciones:
SISTEMAS HOMOGÉNEOS
SUSTANCIAS PURAS
Una sola fase y un sólo componente
SOLUCIONES
Una sola fase y dos o más componentes
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Sustancias puras
Las sustancias puras son sistemas homogéneos (una sola fase) con propiedades intensivas
constantes. Están formadas por un sólo componente.
Clasificación de sustancias puras
Sustancias orgánicas: son aquellas, que en su mayoría, forman parte de los seres vivos y cuyas
moléculas están constituidas fundamentalmente por átomos de Carbono (C), Hidrógeno (H) y en
menor cantidad, por Oxígeno (O), Nitrógeno (N) y Fósforo (P).
Sustancias inorgánicas: son aquellas que en general no forman parte de los seres vivos y cuyas
moléculas están constituidas por diversos átomos.
Sustancias Simples: son aquellas que no pueden ser separadas en otras sustancias, están
formadas por un sólo tipo de átomo. Constituyen este grupo las sustancias elementales o
elementos (elementos de la Tabla Periódica): Hidrógeno (H), Carbono (C), Azufre (S), Oxígeno (O),
etc.
Sustancias Compuestas: son aquellas que pueden originar a través de reacciones de
descomposición, sustancias puras simples, están formadas por diferentes tipos de átomos, por
ejemplo: el agua (H2O), cuyas moléculas están formadas por átomos de Hidrógeno (H) y de
Oxígeno (O); el dióxido de carbono (CO2), cuyas moléculas están formadas por átomos de
Carbono (C) y Oxígeno (O); la sal de mesa (NaCl).
Soluciones
Las soluciones son sistemas materiales homogéneos (una sola fase) formados por más de un
componente. Ejemplos: té, agua con azúcar.
El componente que determina el estado físico final de la solución recibe el nombre de solvente
(o disolvente) y los que están repartidos en el solvente son los solutos. El solvente es el componente
que se encuentra en mayor proporción en la solución, y el soluto es el componente que está en
menor proporción. Siempre hay un sólo solvente pero puede haber más de un soluto. Si un soluto
sólido se disuelve en un solvente líquido, se dice que es soluble, en cambio, si el soluto también es
líquido, entonces se dice que es miscible.
El proceso por el cual se forma una solución, a partir del soluto y el solvente, se llama disolución.
Las soluciones se clasifican en sólidas, líquidas y gaseosas, según el estado de agregación que
presente el solvente. Ejemplos:
SUSTANCIAS PURAS
Según existan o no en los seres vivos
Sustancias orgánicas
Sustancias inorgánicas
Según la composición de sus moléculas
Sustancias Simples
Sustancias compuestas
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Como los gases se mezclan en cualquier proporción, una mezcla de gases es siempre
homogénea y es una solución, por ejemplo, el aire que respiramos, si bien presenta muchas
partículas es suspensión, está formado principalmente por una solución compuesta por los gases
oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono, entre otros.
Las aleaciones son soluciones de un sólido en un sólido, por ejemplo, los metales se funden, se
mezclan y se vuelven a solidificar (bronce: aleación compuesta por 80% de cobre y estaño con
agregados de cinc o aluminio, entre otros; acero: aleación de hierro con pequeñas cantidades
de carbono).
Concentración de las soluciones y solubilidad
La concentración de una solución es la cantidad relativa de soluto disuelto, con respecto a la
del solvente o a la cantidad total de la solución a una temperatura dada.
A una determinada temperatura, en una determinada cantidad de solvente, se puede disolver
una cantidad máxima de soluto, esta propiedad se denomina solubilidad.
La concentración de una solución también puede determinarse de modo cualitativo, utilizando
términos como diluido para soluciones con baja concentración de soluto o concentrado para
soluciones con mayor cantidad de soluto.
Dependiendo de su concentración, las soluciones químicas se clasifican en no saturadas
(diluidas o concentradas), saturadas y sobresaturadas.
Soluciones no saturadas: son aquellas en donde el soluto (o fase dispersa) y el solvente (o fase
dispersante) no están en equilibrio a una temperatura dada, por lo que pueden admitir más soluto
hasta alcanzar su grado de saturación. Dentro de las soluciones no saturadas se distingue entre las
diluidas (tienen una pequeña cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución) y las
concentradas (tienen gran cantidad de soluto en un determinado volumen de disolución, por lo
que están próximas a la saturación).
Soluciones saturadas: en estas disoluciones hay un equilibrio entre el soluto y el solvente, ya que
a la temperatura que se tome en consideración el solvente no será capaz de disolver más soluto
(si se sigue agregando soluto, éste aparecerá como un compuesto sólido). Entonces, cuando una
solución llega a contener disuelta la máxima cantidad de soluto que es capaz de disolver,
significa que su concentración alcanzó su valor de solubilidad y, por lo tanto, se denomina
solución saturada (no admite más soluto, por lo cual el sobrante se depositará en el fondo del
recipiente). Es la preparación convencional de colocar cierta cantidad de soluto y cierta de
solvente en condiciones adecuadas para que se produzca, luego de un tiempo de reposo, la
precipitación.
Ejemplo: proceso de disolución del azúcar en el
té: inicialmente se agrega una cucharada de
azúcar, la misma queda en el fondo de la taza y
al agitar desaparece (solución diluida), el sabor
dulce del té aumenta al agregar más azúcar
(solución concentrada), pero llega un punto en el
que seguir agregando azúcar ya no modifica lo
dulce del té (solución saturada: la solución contiene la máxima cantidad de azúcar disuelta, que
coincide con su valor de solubilidad en ese solvente), y si ésta comienza a depositarse en el fondo
de la taza y aunque se la agite ya no se disuelve, entonces forma una mezcla heterogénea.
Si se calienta una solución saturada, se le puede agregar más soluto; si esta solución es enfriada
lentamente y no se le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una solución
sobresaturada.
Ejemplo: se disuelven 25g de determinado soluto en 100g de agua a 40°C, siendo éste el valor
de solubilidad de dicho soluto a esa temperatura; si se enfría lentamente la solución hasta 30°C
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(temperatura a la cual su solubilidad es menor), en lugar de depositarse el excedente de soluto en
el fondo del recipiente, éste permanecerá disuelto en su totalidad (25g).
Soluciones sobresaturadas: representan un tipo de disolución inestable, ya que presentan
disuelto más soluto que el permitido a la temperatura dada. Sin embargo, como son sistemas
inestables, con cualquier perturbación el soluto en exceso precipita formando microcristales
(frente a enfriamientos rápidos o descompresiones bruscas) y al no poder solubilizarse más, se
presenta deposición del soluto en el fondo del disolvente, transformándose en una mezcla
heterogénea.
Concentración, solubilidad y modelo de partículas
Cuando se forma una solución, las partículas de soluto se separan entre sí porque son
“rodeadas” por las del solvente (solución diluida).
Si se agrega más soluto, la distancia entre sus partículas se acorta y pueden volver a agruparse
(solución concentrada).
Si se sigue agregando soluto produce un equilibrio en el cual por cada partícula que se disuelve
otra forma un cristal (solución saturada).
De estas interacciones depende que una solución
pueda formarse o no. Si las partículas de dos sustancias no
son capaces de atraerse entre sí, no podrá formarse una
solución y se obtendrá una mezcla heterogénea, por
ejemplo, dos líquidos que no se mezclan o que resultan
inmiscibles como el agua y el aceite.
Expresión y cálculo de la concentración de las soluciones
Para estimar la concentración de una solución en forma más exacta y precisa, pueden utilizarse
diversas expresiones, entre las que se encuentra la relación de cantidad de partículas disueltas de
soluto con respecto a la cantidad de partículas del solvente.
La cantidad de partículas de una sustancia puede relacionarse con la masa o con el volumen
que ocupan. De este modo, la concentración de una solución puede expresarse,
cuantitativamente, como la masa o el volumen de soluto con respecto a la masa o el volumen de
solvente, o con respecto a la masa o el volumen total de la solución.
Generalmente, el modo más sencillo de expresar la concentración es en porcentaje de masa o
volumen del soluto en el volumen o masa total de la solución:
Porcentaje volumen en volumen (% v/v): el volumen de soluto está expresado cada 100ml de
volumen total de la solución. Se utiliza cuando las cantidades de las sustancias que forman la
solución se expresan en volúmenes (ml, l) o sea, cuando se trata de mezclas de líquidos. Por
ejemplo, un aguardiente tiene una concentración de 30% v/v de etanol en agua, esto significa
que 100ml de solución contienen 30ml de etanol y 70ml de agua.
Porcentaje masa en masa (% m/m): se refiere a la cantidad de gramos de soluto cada 100g
de solución. Se utiliza cuando las cantidades de sustancias que forman la solución se miden en
unidades de masa (g, kg, etc.), o sea, en general cuando se trata de soluciones de sólidos en
sólidos. Por ejemplo, el acero es una aleación de hierro y carbono en la cual este último no
puede superar una concentración del 2% m/m porque en lugar de acero se forma un producto
quebradizo llamado fundición.
28
Porcentaje masa en volumen (% m/v): corresponde a la cantidad de masa de soluto (por
ejemplo, gramos) por cada 100ml de solución. Generalmente se utiliza para expresar la
concentración de sólidos en líquidos. Por ejemplo, la solución fisiológica que se utiliza en
medicina es una solución de cloruro de sodio al 0,9% m/v, quiere decir que por cada 100ml de
solución hay disueltos 0,9g de cloruro de sodio.
Ahora bien, si se quiere expresar la concentración de una solución que contiene solutos o
solventes líquidos en unidades de masa, es necesario conocer la densidad del líquido.
La densidad es una propiedad física intensiva de la materia que describe cuán unidos están los
átomos de un elemento o las moléculas de un compuesto. Mientras más unidas están las
partículas individuales de una sustancia, más densa es la sustancia. Puesto que las diferentes
sustancias tienen densidades distintas, la medida de la densidad es una vía útil para identificarlas.
Para averiguar la densidad de una sustancia o un trozo de cualquier material, basta conocer su
masa y el volumen que ocupa; en símbolos:
V
m=
Por lo tanto, la densidad se define como la relación entre la masa y su volumen (cociente entre
masa y volumen). La masa es la cantidad de materia contenida en un objeto y el volumen es la
cantidad de espacio ocupado por la cantidad de la materia.
En el Sistema Internacional, la unidad de densidad es el kilogramo por metro cúbico (conocido
por el símbolo kg/m3). Un kilogramo de bronce, por ejemplo, ocupará un espacio mucho menor
que un kilogramo de plumas, ésto se explica a partir de la densidad: el bronce es más denso (tiene
más masa en menos volumen) que las plumas.
Tabla de densidades
29
Problemas resueltos:
1- Para expresar correctamente una concentración, lo primero que se debe hacer es encontrar la
expresión apropiada. Ejemplo: ¿Cómo expresarías la concentración de aluminio en una aleación,
si 2,45g de la aleación contienen 0,73g de aluminio?
Como se trata de dos sólidos, la
expresión correcta de esta
concentración sería en % m/m.
Entonces:
Es decir, que la aleación tiene una concentración del 29,8% m/m de aluminio (cada 100g de
aleación hay 29,8g de aluminio).
2- Para calcular un volumen o una masa a partir de la concentración, se debe interpretar lo que
esa concentración significa. Ejemplo: Si la cerveza habitualmente tiene un 5% de alcohol. ¿Qué
cantidad de alcohol toma una persona que consume medio litro de cerveza?
Se parte de la expresión de la
concentración:
Entonces, despejando de esta fórmula:
Es decir, que en medio litro de esta cerveza hay 25ml de alcohol.
3- Para calcular la cantidad de soluto necesaria al preparar una solución, se debe saber la
concentración a la que se quiere llegar y el volumen de solución que se desea preparar. Ejemplo:
Si se desea preparar 300ml de una solución de sal de mesa en agua de concentración 4% m/v,
¿qué cantidad de sal se debe utilizar? ¿Cuál es su concentración en % m/m si la densidad de la
solución es de 1,0253g/ml?
Aquí se tiene que interpretar qué
significa el dato de la concentración y,
a partir de ese dato plantear una regla
de tres simple:
Entonces, la solución se prepara mezclando 12g de sal con agua hasta llegar a 300ml.
Para expresar la misma concentración
pero como porcentaje masa en masa (%
m/m), se utiliza el valor de la densidad:
Esto significa que 100ml de la solución equivalen a 102,53g. Ahora se puede calcular la
concentración en % m/m:
Entonces, la concentración de sal en agua puede expresarse de dos formas equivalentes: como
una solución 4% m/v o 3,9% m/m.
30
Métodos de fraccionamiento de un sistema homogéneo
Son procesos físicos de separación, que permiten separar los componentes de una solución, es
decir, separan las soluciones en las sustancias puras que las componen.
Destilación: consiste en transformar un líquido en vapor (vaporización) y luego condensarlo por
enfriamiento (condensación). Este método involucra cambios de estado, de acuerdo al tipo de
solución que se trate, pueden aplicarse distintos tipos de destilación:
Destilación Simple: se emplea para separar
el solvente, de sustancias sólidas disueltas
(solutos). Este método se aplica
principalmente en procesos de purificación,
como por ejemplo, a partir del agua de mar
puede obtenerse agua pura, destilando ésta y
quedando residuos sólidos disueltos en el
fondo del recipiente.
Destilación Fraccionada: se emplea para separar
dos o más líquidos miscibles de puntos de
ebullición diferentes aunque cercanos. El líquido
de menor temperatura de ebullición destila
primero. Para lograr obtener los líquidos puros se
emplean columnas de fraccionamiento (tubo
relleno con material que presente gran superficie
de contacto, por ejemplo, placas de vidrio), que
permiten sucesivas condensaciones y
evaporaciones.
Cristalización: se emplea para separar sólidos
disueltos en solventes líquidos. Puede hacerse por
enfriamiento (disminución de solubilidad por
descenso de temperatura) o por calentamiento
(disminución de capacidad de disolución por
evaporación del solvente).
Cromatografía: es muy utilizada tanto para
separar como para identificar los componentes de
una solución que contiene varios solutos. Se basa
en el principio de extracción con solventes. Esta
técnica requiere de dos fases, una móvil fluida (un
gas o un líquido) y una fija o estacionaria (un sólido
o un líquido fijado sobre un sólido), de esta manera
los componentes de la solución son arrastrados por la fase móvil, y en ese trayecto, interaccionan
de diferente manera con la fase estacionaria. Por ejemplo, los colorantes de una tinta, las
sustancias migran a través de una fase fija como el papel, arrastradas por la fase móvil, como una
mezcla de agua y alcohol.
31
AAlluummnnoo:: ………………………………………………………………………………........ FFeecchhaa:: ....……………………....…… 22°° aaññoo ““……....””
SSIISSTTEEMMAASS MMAATTEERRIIAALLEESS:: MMEEZZCCLLAASS,,
SSOOLLUUCCIIOONNEESS YY SSUUSSTTAANNCCIIAASS
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°11
Dados los siguientes sistemas materiales, clasifícalos en Homogéneo o Heterogéneo según
corresponda e indica cuáles son los elementos que lo componen:
a) agua salada con trozos de hielo
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) agua, aceite y trozos de corcho
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
c) una ensalada de tomate, lechuga y zanahoria rallada
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
d) un trozo de hierro
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
e) agua con mucho azúcar (una parte del azúcar quedó depositada en el fondo)
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
f) aire filtrado y seco
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
g) un té con azúcar totalmente disuelta
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
h) alcohol con agua
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
32
i) una barra de chocolate
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
j) un trozo de bronce (aleación de cobre y estaño)
………………………………………………………………………………………………………………………………
Elementos: ..………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°22
1- Indica para los siguientes sistemas cuántas fases poseen cada uno:
a) agua salada con trozos de hielo: ……………….………………………………………………………………
b) agua, aceite y trozos de corcho: ………………………………………………………………………………..
c) una ensalada de tomate, lechuga y zanahoria rallada: …………………………………………………..
d) un trozo de hierro: …………………………………………………………………………………………………..
e) agua con mucho azúcar (una parte del azúcar quedó depositada en el fondo): …………………
f) aire filtrado y seco: …………………………………………………………………………………………………
g) un té con azúcar totalmente disuelta: …………………………………………………………………………
h) alcohol con agua: ………………………………………………………………………………………………….
i) una barra de chocolate: ………………………………………………………………………………………….
j) un trozo de bronce (aleación de cobre y estaño): ………………………………………………………….
2- Inventa sistemas materiales que cumplan con las siguientes condiciones:
a) sistema heterogéneo de tres fases y dos componentes
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) sistema heterogéneo de dos fases y tres componentes
………………………………………………………………………………………………………………………………
c) sistema homogéneo de tres componentes
………………………………………………………………………………………………………………………………
d) sistema homogéneo de un solo componente
………………………………………………………………………………………………………………………………
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°33
1- Clasifica los siguientes sistemas materiales según el intercambio con el medio ambiente:
a) Una lata de gaseosa: ………………………………………………………………………………………………
b) Una heladera cerrada: …………………………………………………………………………………………….
c) Una conservadora: …………………………………………………………………………………………………
d) Un parque: ……………………………………………………………………………………………………………
e) Un termo: ……………………………………………………………………………………………………………..
33
f) Una botella con agua: …………………………………………………………………………………………….
2- Un sistema material está formado por alcohol, arena y limaduras de hierro, indica justificando:
a) si el sistema es homogéneo o heterogéneo: ………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) cantidad de fases: ………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………………
c) cantidad de componentes: ……………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………………………………………
d) los métodos de separación que se pueden utilizar para separar las fases: ……………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
3- Indica con una cruz cuáles de los siguientes sistemas son homogéneos:
a) Aire
b) agua y aceite
c) carbón y kerosén
d) agua y alcohol
e) leche
f) acero
g) un vaso de whisky con hielo
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°44
1- Pon una cruz (X) en la única respuesta correcta de cada pregunta:
a) ¿Qué es el agua del mar?:
Una mezcla heterogénea de agua y sal
Una solución
Una sustancia pura
b) ¿Qué es una disolución?:
Una mezcla homogénea de soluto y solvente
Una mezcla heterogénea de soluto y solvente
Una sustancia pura
c) ¿Cómo separarías una mezcla de arena fina y arena gruesa?:
Tamizando
Filtrando
Decantando
Destilando
d) ¿Qué es el oxígeno?:
Es una mezcla homogénea
Es una mezcla heterogénea
Es lo mismo que el aire
Es uno de los gases del aire
34
e) En el agua del mar, ¿qué sustancia es un soluto?:
La sal
El agua
Las dos: el agua y la sal
f) ¿Para qué usarías un imán?:
Para separar trocitos de hierro de la arena
Para una tamización de hierro y arena
Para una filtración magnética
g) ¿Qué son el Oxígeno (O), el Hierro (Fe), el Calcio (Ca), el Oro (Au), etc?:
Elementos químicos
Moléculas
Mezclas homogéneas
Sustancias sólidas por naturaleza
h) ¿Qué es una partícula de agua?:
Un elemento químico
Una molécula, un compuesto
Un átomo
La mezcla de hidrógeno y oxígeno
i) ¿Qué es el azúcar?:
Una mezcla heterogénea
Una sustancia pura
Una mezcla homogénea
Un disolvente del agua
j) El aceite flota sobre el agua. ¿Qué sustancia tiene una densidad mayor?
El aceite
El agua
La disolución aceite-agua
Ninguno: los dos tienen la misma densidad
2- ¿Qué diferencia hay entre “solución” y “sustancia pura”? Cita dos ejemplos de “soluciones” y
dos de “sustancias puras”
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………..
3- ¿Verdadero o falso? Marca con una cruz (X) las casillas:
El agua de mar es una sustancia pura
La sal es una solución
El agua de mar es una solución
La sal es un solvente del agua marina
La sal se disuelve en el agua
35
4- El vinagre (CH3 COOH) ¿es una sustancia orgánica (O) o inorgánica (I)?, ¿es una sustancia
simple (S) o compuesta (C)? Justifica tu respuesta.
CH3 COOH: ………………………………………………………………………………………………………………
36
LLAA EESSTTRRUUCCTTUURRAA DDEE LLAA MMAATTEERRIIAA
Toda la materia que nos rodea está formada por pequeñas partículas: principalmente átomos,
iones y moléculas.
Los átomos son las estructuras básicas de las demás, dado que las moléculas son agrupaciones
de átomos y los iones aparecen cuando un átomo o una molécula poseen una carga eléctrica
positiva o negativa (el átomo es eléctricamente neutro). Los iones de carga positiva son llamados
cationes, mientras que a los de carga negativa se los denomina aniones. Ejemplo: un trozo de
hierro está formado por átomos todos iguales, ordenados de una manera particular en el espacio,
la cual da como resultado una estructura sólida; en el caso del oxígeno gaseoso, el agua y el
dióxido de carbono, las partículas constituyentes son moléculas y cada una de ellas está formada
por dos o más átomos; por otra parte la sal común contiene iones cloro negativos (aniones) y
también iones sodio positivos (cationes), estos iones se disponen en el espacio de un modo pecu-
liar, característico de cada sustancia.
Existen átomos diferentes, que dan lugar a distintos elementos, como el oxígeno, el oro, el plomo,
el nitrógeno y el sodio, entre muchos otros.
Los modelos atómicos
En 1808, el químico y físico inglés John Dalton (1766-1844) formuló la primera teoría sobre el
átomo. En la que planteó la existencia de los átomos como constituyentes de todos los materiales.
Además proponía:
• Las sustancias están formadas por partículas llamadas átomos.
• Los átomos que forman una sustancia son idénticos y distintos de los que forman
otras sustancias.
• Los átomos no se destruyen durante las transformaciones químicas, sólo cambia la
forma en la que se combinan.
• Existen átomos simples (sustancias simples: formadas por un sólo tipo de átomo) y átomos
compuestos (sustancias compuestas: formadas por dos o más tipos de átomos).
• Los átomos compuestos se forman por la combinación de átomos simples. También se los
denomina moléculas.
Si bien en este modelo se resaltaba la individualidad de los átomos, no se contemplaba la
composición de éstos por partículas subatómicas.
Posteriormente, al descubrirse las partículas subatómicas, el físico inglés Joseph
John Thomson (1856-1940) diseñó un modelo de átomo que era macizo. Era
semejante a un budín con frutas secas: los electrones eran las frutas que se
encajaban en la masa del resto del átomo.
Más tarde, el físico y químico neozelandés Ernest Rutherford (1871-1939) propuso
un modelo distinto. Sostenía que el átomo tenía un centro (núcleo) con
concentración de masa y carga positiva y una corteza con electrones girando. Es
decir, demostró que la estructura de un átomo comprende dos zonas básicas:
El núcleo: región central de pequeño volumen que reúne casi toda la masa
del átomo. En esta zona se encuentran dos tipos de partículas: los protones (de
carga positiva) y los neutrones (sin carga eléctrica).
La región extranuclear: región por fuera del núcleo, de gran volumen, en la que se hallan en
continuo movimiento partículas de masa casi insignificante y carga negativa: los electrones.
En 1913, el físico danés Niels Bohr (1885-1962) postuló que los electrones se
encuentran en capas u órbitas circulares alrededor del núcleo. Cada órbita
está caracterizada por un determinado nivel de energía (n); cuanto más
cerca del núcleo está un electrón, menor será su energía.
37
Según el modelo de Bohr, cada electrón que está en una órbita tiene la energía necesaria que
le permite mantenerse circulando en ella. Cada órbita tiene una capacidad máxima de
electrones. De acuerdo con esto, se las nombra con determinadas letras.
Finalmente, en 1927, el francés Louis de Broglie, el austríaco Erwin Schrödinger y
el alemán Werner Heisenberg postularon lo que se conoce como el Modelo
atómico actual o Modelo mecánico-cuántico. Según este modelo, los electrones
no se distribuyen en órbitas definidas, sino en zonas del espacio denominadas
orbitales atómicos. Entonces, los electrones no tienen trayectorias fijas alrededor
del núcleo, sino que lo envuelven formando una nube difusa de carga negativa.
¿Qué es un átomo? (Modelo atómico nuclear)
Un átomo es una partícula muy pequeña que forma a todas las moléculas y por lo tanto a todos
los cuerpos.
Todo átomo está formado por tres tipos de partículas más pequeñas, llamadas partículas
subatómicas: protones (p+), electrones (e-) y neutrones (n).
Los protones y los neutrones se encuentran en la parte central del átomo denominada núcleo
atómico.
Los electrones se encuentran girando a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico en
los denominados niveles de energía.
Los protones son partículas nucleares con carga eléctrica positiva y poseen una determinada
masa.
Los neutrones son partículas nucleares que no tienen carga eléctrica (son neutros) y poseen una
masa igual a la de los protones.
Los electrones son partículas que se ubican fuera del núcleo atómico (en los niveles
energéticos), que poseen carga eléctrica negativa y su masa es tan pequeña que no se tiene en
cuenta.
En todo átomo la cantidad de protones es igual a la cantidad de electrones, debido a que el
átomo es eléctricamente neutro, por lo tanto la cantidad de carga eléctrica positiva, debe ser
igual a la cantidad de carga eléctrica negativa.
ÁÁttoommoo ddee
CCoobbrree ((CCuu))
38
Los niveles de energía son zonas alrededor del núcleo atómico en donde se encuentran
girando los electrones. Un átomo puede llegar a tener 7 niveles energéticos como máximo y los
mismos se enumeran del 1 al 7 comenzando por el nivel más cercano al núcleo (de adentro hacia
afuera).
Los neutrones se encargan de mantener unidos a los protones en el núcleo atómico.
Número Atómico y Número Másico
Lo que caracteriza a los átomos de un elemento es el número de protones, es decir, su Número
Atómico y se simboliza con la letra Z. Todos los átomos de un mismo elemento tienen el mismo
número atómico. Por ejemplo: todos los átomos de oxígeno tienen 8 protones, y todos los átomos
que tienen 6 protones pertenecen al carbono.
La masa de un átomo está concentrada en el núcleo, formado por protones y electrones,
porque la masa de los electrones es tan pequeña que se considera despreciable, por ello la suma
de protones y neutrones de un átomo se denomina Número Másico, Número de Masa o Peso
Atómico (masa atómica relativa), y se simboliza con la letra A. En símbolos:
nZA +=
¿Cómo se determina la cantidad de protones, neutrones y electrones que tienen los distintos átomos?
Para saber la cantidad de partículas subatómicas que forman a un
determinado átomo, es necesario conocer el número atómico y el número
másico, que se extraen de la Tabla Periódica:
Número Atómico (Z) = número de protones
Número másico (A) = número total de partículas del núcleo: A = Z + n
Cantidad de protones = Cantidad de electrones (átomo eléctricamente neutro)
Número de neutrones (n) n = A – Z
IMPORTANTE:
El número másico (número decimal) siempre se utiliza como número entero, por lo tanto se
debe redondear.
Ejemplo N°1: un átomo de Cloro (Cl) Ejemplo N°3: un átomo de
Aluminio (Al)
Z = 17; A = 35; Z = 13; A = 27;
n = 35 – 17 = 18 n = 27 – 13 = 14
Ejemplo N°2: un átomo de Oro (Au)
Z = 79; A = 197;
n = 197 – 79 = 118
NNiivveelleess ddee EEnneerrggííaa
Cl35
17
Au197
79
Al27
13
39
La Tabla Periódica de los Elementos
Los elementos químicos son los diferentes tipos de átomos que constituyen tanto a las sustancias
simples como a las sustancias compuestas.
Todos los átomos que tienen igual número atómico corresponden a un mismo elemento químico.
Por ejemplo, el azufre es un elemento químico cuyos átomos tienen Z = 16; por lo tanto, poseen 16
protones y 16 electrones; entonces, todo átomo que tenga Z = 16 es un átomo de azufre.
Cada elemento químico tiene un nombre y además un símbolo que lo representa (una letra
mayúscula o bien una letra mayúscula acompañada de una letra minúscula).
Para poder averiguar el nombre o el símbolo de un elemento químico se debe recurrir a la TABLA
PERIÓDICA.
La tabla periódica de los elementos es un ordenamiento de los diferentes elementos químicos,
según sus propiedades y características. La primera versión de la misma fue publicada por el
químico ruso Demitri Mendeleiev, quien propuso ordenar los elementos según su peso atómico, de
manera creciente. A lo largo del tiempo, fueron modificando la tabla hasta llegar a la actual, en
la que los elementos químicos están ordenados de izquierda a derecha según su número atómico
creciente, formando columnas (ordenamientos verticales) y filas (ordenamientos horizontales).
Los ordenamientos verticales o columnas se denominan
grupos y en ellos están ubicados elementos que tienen
propiedades semejantes. Los grupos son 18.
Según el grupo al que pertenecen, los elementos se pueden
clasifican en elementos representativos (grupos 1 y 2; y del 13 al
18), elementos de transición (grupos del 3 al 12) y elementos de
transición interna (los lantánidos y actínidos). Esta clasificación
se relaciona con las características de la distribución de los
electrones de sus átomos en los diferentes niveles de energía.
Los ordenamientos horizontales o filas se denominan períodos
y son 7, indican el número de nivel de energía externo o de máxima energía.
En la actualidad, se conocen 118 elementos químicos, es decir, hay identificados 118 tipos de
átomos con número atómico distinto. Todo lo que se encuentra en el Universo está constituido por
esos elementos. De los 118 elementos, 92 se encuentran naturalmente en la Tierra. Los 28 restantes
son sintéticos.
Otra forma de clasificar los elementos químicos es en: Metales, No Metales, Metaloides y Gases
Nobles o Gases Inertes.
Los metales son fáciles de reconocer por sus propiedades físicas. Tienen colores característicos
(plateado, dorado o rojizo) y brillan al pulirlos, son buenos conductores de la electricidad y el
calor, poseen altos valores de densidad y dureza, y son dúctiles y maleables. La mayoría de ellos
Metaloidesss
40
son sólidos a temperatura ambiente (considerada como 20°C en promedio), salvo el mercurio
(Hg), que se presenta líquido. Tienen puntos de ebullición y fusión altos. La mayoría de los metales
no se encuentran como sustancias elementales en la naturaleza sino como componentes de
sustancias compuestas. Sólo algunos metales del centro de la tabla pueden encontrarse en forma
libre como la plata (Ag), el cobre (Cu) y el oro (Au).
Los no metales son un grupo de elementos con características opuestas a las de los metales. En
ese sentido, la mayoría son malos conductores del calor y la electricidad. Hay no metales sólidos,
como el azufre (S) o el carbono (C); gaseosos, como el hidrógeno (H) o el flúor (F); o líquidos,
como el bromo (Br). Los que son sólidos son frágiles y, en general, de baja dureza y densidad. Tiene
puntos de ebullición y de fusión relativamente bajos. Las sustancias elementales de los no metales
se encuentran en la naturaleza. Así, por ejemplo, el oxígeno (02) y el nitrógeno (N2) forman parte
de la atmósfera, y el carbono (C) se extrae de minas.
Los metaloides forman un pequeño grupo de elementos químicos integrado por el boro (B), el
silicio (Si), el germanio (Ge), el arsénico (As), el antimonio (Sb), el telurio (Te) y el polonio (Po), y se
ubican en la tabla como una diagonal entre los metales y los no metales. Estos elementos
comparten propiedades con ellos, tienen brillo metálico, son sólidos a temperatura ambiente,
tienen propiedades mecánicas intermedias, son semiconductores, tienen puntos de ebullición y
fusión más altos que los no metales y presentan reactividad muy variada.
El grupo de los gases inertes o nobles incluye gases incoloros e inodoros que se encuentran en la
naturaleza y constituyen pequeñas porciones de la atmósfera. Se los llama nobles, porque no
forman compuestos y permanecen como sustancias elementales. Sus moléculas son
monoatómicas.
Mientras que los metales tienen facilidad para originar cationes, los no metales originan con
mayor facilidad aniones, y los gases nobles son elementos que tienen muy poca tendencia a
combinarse con otros.
Hay algunos Grupos de la TABLA PERIÓDICA que poseen nombres especiales:
GRUPO 1 excepto el hidrógeno (H): Metales Alcalinos, no se encuentran libres en la
naturaleza, son metales blandos, blanco-plateados y brillantes. El cloruro de sodio o sal común
contiene metales alcalinos.
GRUPO 2: Metales Alcalinos Térreos, no se encuentran libres en la naturaleza, el calcio y el
magnesio son importantes para la industria y la salud. El magnesio forma aleaciones muy livianas
con el aluminio que se emplean en la fabricación de aviones y en los fuegos artificiales; el calcio
es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre, forma minerales como el mármol, es
importante para la salud (dientes y huesos).
GRUPO 13: familia del Boro, el boro no se encuentra libre en la naturaleza.
GRUPO 14: familia del Carbono, el carbono se encuentra presente en gran cantidad de
compuestos. Los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos lo contienen; también está
en los componentes del petróleo, como las naftas. El silicio es el segundo elemento más
abundante en la naturaleza y se emplea en aleaciones, también se usa en electrónica para la
fabricación de chips, además es un importante constituyente del hormigón y los ladrillos.
GRUPO 15: familia del Nitrógeno, el nitrógeno es el gas más abundante en la atmósfera, sus
compuestos son materia prima en la fabricación de fertilizantes y explosivos. El fósforo es
empleado a diario para encender las hornallas de la cocina. El arsénico es un poderoso veneno, y
el bismuto, un regulador de las disfunciones intestinales.
GRUPO 16: familia del Oxígeno, el oxígeno es un gas formado por dos átomos (O2) que se
encuentra en la atmósfera; las plantas lo producen en la fotosíntesis y la mayoría de los seres vivos
lo emplean para metabolizar glúcidos y obtener energía. Además el oxígeno forma otro gas, el
ozono (O3), cuya presencia en la atmósfera protege la Tierra de la radiación ultravioleta
41
procedente del Sol. Los otros elementos del grupo, azufre, selenio y telurio son sólidos a
temperatura ambiente.
GRUPO 17: Halógenos, significa formador de sales, las sales más conocidas son las que
contienen sodio.
Los elementos cuyos números atómicos van desde el 57 al 71: Lantánidos, se emplean en la
industria de las aleaciones por ser metales blandos y maleables, con mucho brillo y conductividad.
Los elementos cuyos números atómicos van desde el 89 al 103: Actínidos, son radiactivos. El
actínido más conocido es el uranio empleado en los reactores nucleares de las centrales
generadoras de electricidad.
Los Lantánidos y Actínidos también se conocen con el nombre de Tierras Raras (elementos de
transición interna), estos elementos forman una mezcla de óxidos.
Propiedades Periódicas
Radio atómico: por convención, los átomos, se consideran esféricos y se toma como radio
atómico, la mitad de la distancia entre dos núcleos, el mismo se mide en Angstroms (Å) y se
determina experimentalmente. Disminuye de izquierda a derecha en un período, y en cada grupo
aumenta de arriba hacia abajo.
Energía de ionización: es la energía necesaria para convertir en un catión a un átomo en
estado en estado gaseoso. Aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba.
Electronegatividad: es la tendencia de un átomo a ganar o captar electrones cuando
participa de una reacción química. Aumenta de izquierda a derecha, en un período, y de abajo
hacia arriba, en un grupo.
AAlluummnnoo:: ………………………………………………………………………………........ FFeecchhaa:: ....……………………....…… 22°° aaññoo ““……....””
42
LLAA EESSTTRRUUCCTTUURRAA AATTÓÓMMIICCAA
DDEE LLAA MMAATTEERRIIAA
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°11
Une con flechas los términos que correspondan:
Protón Carga negativa
Electrón Sin carga
Neutrón Carga positiva
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°22
1- Indica el número de protones, electrones y neutrones que corresponde a cada átomo:
a) Un átomo de potasio p+ =
e- =
n =
b) Un átomo de plata p+ =
e- =
n =
c) Un átomo de plomo p+ =
e- =
n =
d) Un átomo de Antimonio p+ =
e- =
n =
e) Un átomo de Titanio p+ =
e- =
n =
f) Un átomo de Bromo p+ =
e- =
n =
43
2- Indica a qué átomo hace referencia cada par de datos:
a) Z = 12; A = 24 ……………………………………………………………………….
b) Z = 34; A = 79 ……………………………………………………………………….
c) Z = 45; A = 103 ……………………………………………………………………..
d) Z = 18; A = 40 ……………………………………………………………………….
3- Completa los datos faltantes en la tabla:
Z A p+ e- n Nombre símbolo
45 103
23 11
35 45
Plata
Cu
8 16
6 6
11 5
Plomo
Hg
4- Calcula cuál es el número másico (A) y cuál el atómico (Z) para el átomo de un elemento
compuesto por 15 protones y 20 neutrones.
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°33
1- Utilizando la TABLA PERIÓDICA, indica el símbolo que representa a cada uno de los siguientes
elementos químicos:
a) Cloro …………… f) Hierro ……………
b) Sodio …………… g) Neón ……………
c) Carbono …………… h) Plata ……………
d) Oxígeno …………… i) Magnesio ……………
e) Nitrógeno …………… j) Potasio ……………
2- ¿Cuál es el nombre de cada uno de los siguientes elementos químicos?
a) Cu ………………………..………….. f) Au ………………………….
b) P …………………………………..…. g) Sn ………………………….
c) H …………………………………….. h) Pb ………………………….
d) S …………………………………….. i) Ni ……………………………
e) He …………………………………… j) Ca ………………………….
44
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°44
1- Observando la tabla periódica, responde las siguientes preguntas:
a) ¿Cuántos grupos tiene la Tabla Periódica? ¿Cómo se los designa a los diferentes grupos?
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) ¿Cuántos períodos tiene la Tabla Periódica? ¿Cómo se los designa a los mismos?
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
c) ¿Qué datos se pueden extraer de la Tabla Periódica acerca de un determinado elemento
químico?
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
d) ¿Cuál es el nombre y el símbolo del elemento químico de menor número atómico?
………………………………………………………………………………………………………………………………
e) ¿Cuál es el número atómico del elemento cuyo nombre es Aluminio?
………………………………………………………………………………………………………………………………
f) ¿Cuál es el número atómico del elemento cuyo símbolo es Zn?
………………………………………………………………………………………………………………………………
2- Completa el siguiente cuadro:
3- ¿De qué elemento químico se trata? Coloca el nombre sobre la línea de puntos:
a) elemento ubicado en el período 4 y grupo 2 …………………..…………………………………………….
b) elemento de número atómico 27 ……………………………………………………………………………….
c) elemento cuyo símbolo es As …………………………………………………………………………………….
d) elemento ubicado en el grupo 18 y período 3 ………….……………………………………………………
e) último elemento del período 4 ……………………………………………………………..…………………….
f) primer elemento del grupo 15 ……………………...………………………………………………….…………
NOMBRE SÍMBOLO GRUPO PERÍODO Z
Potasio
Mn
13 2
80
Flúor
10 6
6
Si
Azufre
45
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°55
Ubica los siguientes elementos en el cilindro que corresponda:
Calcio – Boro – Azufre – Argón – Helio – Carbono - Cobre – Hidrógeno – Sodio – Yodo – Neón – Plata
- Magnesio – Fósforo – Nitrógeno – Plomo – Silicio – Bromo
METALES NO METALES GASES INERTES
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°66
1- Busca en la Tabla Periódica dos ejemplos de:
a) metales alcalinos térreos: ………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) halógenos: ……………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
c) actínidos: ……………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
d) metales alcalinos: ..………………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………………………………………
e) lantánidos: ..………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………………………
2- Indica el nombre y el símbolo de los elementos que se detallan a continuación:
a) metal alcalino del período 3 .…………………………………………………………………………………….
b) halógeno del período 2 ..………………………………………...……………………………………………….
c) metaloide del grupo 13 ..……………………………………………...……………………………..……………
d) metaloide del grupo 15 período 4 ..…………………….…………………………………………………..…..
e) metal del grupo 2 período 5 ..…………………………………………………………………………………….
f) gas inerte del período 1 ...…………………………………………………………………………………………
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°77
Marca con una cruz (X) las afirmaciones que consideres incorrectas:
a) Los elementos químicos se clasifican en sólidos, líquidos y gaseosos ( )
b) Los grupos de la Tabla Periódica son los ordenamientos horizontales de elementos químicos ( )
46
c) Los elementos químicos son los diferentes tipos de átomos que existen en la Naturaleza ( )
d) Los elementos metálicos se caracterizan por ser malos conductores de la corriente eléctrica ( )
e) En la Tabla Periódica, los elementos están ordenados de acuerdo a sus números atómicos
crecientes de izquierda a derecha ( )
f) En la Tabla Periódica hay siete grupos ( )
g) Los elementos del grupo 17 se denominan halógenos ( )
h) Los no metales se encuentran todos en estado gaseoso ( )
i) Los metales poseen brillo y son dúctiles y maleables ( )
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°88
Completa las siguientes afirmaciones:
a) El potasio se simboliza con …………….. y se clasifica como ………………………………………………
b) El iodo está ubicado en el grupo ………………………… y período ….……………………………………
c) El símbolo del ……………………….………………………….. es Au.
d) Los símbolos de los gases inertes son ……………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
e) El hidrógeno se clasifica como …………………………………………….………………………….…………
f) El único metaloide del grupo 13 se denomina ……...………….……………………………….………….…
g) El gas inerte del período 4 se denomina ……………………………..………… y se simboliza …….…….
h) El nitrógeno se clasifica como ……………………………………………………………………………………
i) El halógeno del período 3 se simboliza ……………………. y se llama …….………………………….……
j) El elemento de número atómico 16 está ubicado en ……………………………..………...………………
47
LLAASS TTRRAANNSSFFOORRMMAACCIIOONNEESS DDEE LLAA MMAATTEERRIIAA
Los cambios en el Universo
Los automóviles y el cuerpo humano son buenos ejemplos de ámbitos en los que se producen
numerosos cambios. Por ejemplo, el motor funciona gracias a la energía producida por la
combustión de una sustancia como la nafta, que necesita una chispa y oxígeno para quemarse, y
cuando lo hace se transforma en dióxido de carbono y agua, ambos en estado gaseoso. El
movimiento de las partes del motor se transmite a otros mecanismos que permiten el
desplazamiento del vehículo. Los gases liberados en la combustión se dispersan en la atmósfera.
Algunos, como el dióxido de carbono, son responsables del efecto invernadero. Otros toman
contacto con el agua de las nubes, se transforman en ácidos y producen la conocida lluvia
ácida.
El cuerpo humano obtiene energía de los nutrientes para cumplir sus funciones vitales, moverse y
desplazarse. En todas las células del cuerpo humano la glucosa reacciona con el oxígeno y se
transforma en dióxido de carbono y agua, que se liberan al exterior durante la respiración, y de
este modo se obtiene energía.
En un sistema mucho más amplio, como la Tierra o el Universo, el agua de los ríos se evapora,
cae en una catarata ya veces se solidifica en invierno; hay una tormenta eléctrica, se descarga
un rayo, provoca un incendio en el bosque, se forma humo, gases como el dióxido de carbono y
el agua vapor, quedan cenizas, etc.
Es posible clasificar los numerosos cambios en dos grandes grupos:
Aquellos en los que no se forman sustancias nuevas, como el movimiento del vehículo, el
desplazamiento del cuerpo humano, la solidificación del agua, la caída de un rayo, a los que se
denominan cambios físicos.
Aquellos en los que se forman sustancias nuevas, como la combustión de la nafta, la formación
de lluvia ácida o el incendio de un bosque, los que se denominan cambios químicos.
Las reacciones químicas: reactivos y productos
Como en un cambio químico, se forman nuevas sustancias (las que estaban al inicio se
transforman en otras), se dice que se produce una reacción química.
Las sustancias iniciales se llaman reactivos, como la nafta y el oxígeno (en el caso de una
combustión), y las sustancias finales son los productos, como el dióxido de carbono y el agua.
Cuando se produce una reacción química, la cantidad de materia inicial (la de los reactivos) es
igual a la final (la de los productos), es decir, que la masa se mantiene constante.
Las fórmulas y las ecuaciones químicas
Cuando se hace referencia a las sustancias y las reacciones químicas se utilizan nombres y
fórmulas, con el fin de identificar y diferenciar los reactivos y los productos en una reacción. Por
ejemplo, la fórmula química del dióxido de carbono es CO2, la del oxígeno que respiramos es O2 y
la de la glucosa C6H12O6. Las letras representan los símbolos de los elementos, por ejemplo, C para
el carbono, O para el oxígeno y H para el hidrógeno. Los números, llamados subíndices, indican la
mínima proporción en que se encuentran combinados.
Ejemplo: el dióxido de carbono. Su fórmula incluye los símbolos químicos de sus componentes: el
carbono (C) y el oxígeno (O). La proporción en que se encuentran dentro de la molécula es de un
átomo de carbono y dos de oxígeno, que se indican con subíndices (el uno no se escribe). Las reacciones químicas pueden expresarse mediante una ecuación química (fórmulas, números
y símbolos que indican el proceso que ocurre). Por ejemplo la reacción por la que se quema el
metano en presencia de oxígeno para dar dióxido de carbono y agua:
48
A la izquierda de la ecuación se escriben las fórmulas de los reactivos, separadas por un signo
más (+), en este caso el metano, un gas combustible y el oxígeno atmosférico. El signo más entre
reactivos significa “se combina con” o “reacciona con”. A la derecha se escriben las fórmulas de
el o los productos de la reacción, también separadas por el signo (+), como en este ejemplo el
dióxido de carbono y el agua. La flecha entre los reactivos y los productos indica el sentido en
que se produce la reacción. Se lee “para dar”.
A las reacciones que ocurren en un único sentido, como en este caso, se las llama
unidireccionales o irreversibles.
En determinadas condiciones las reacciones químicas pueden ocurrir en ambos sentidos, es
decir, son reversibles, y el proceso se indica con una flecha doble en ambos sentidos.
Los números delante de algunas de las fórmulas químicas son los coeficientes estequiométricos e
indican la proporción en que se combinan las moléculas. Por medio de ellos se puede ajustar o
balancear una ecuación, de modo que exista la misma cantidad de cada elemento a ambos
lados.
Cuando el número de átomos de la izquierda de la ecuación es igual al de la derecha, se dice
que la ecuación está balanceada (se cumple la “Ley de Conservación de la Masa”: en todo
sistema cerrado la masa total no varía, cualquiera sea la transformación química que se
produzca).
IMPORTANTE:
Para balancear una ecuación se debe tener en cuenta:
Colocar coeficientes delante de las fórmulas químicas hasta igualar la cantidad de átomos de
cada elemento a ambos lados de la reacción.
Los coeficientes multiplican toda la fórmula.
Para igualar la ecuación química, los subíndices de las fórmulas químicas no pueden
cambiarse, pues variaría la identidad de las sustancias.
Los coeficientes elegidos deben ser números enteros lo más pequeños posible. Cuando el
coeficiente es 1, no se coloca ningún número.
En algunos casos es necesario agregar más información acerca de los reactivos, de los
productos o de las condiciones en que se realiza la reacción química: (s) sólido, (l) líquido, (g)
gaseoso.
Ejemplo 1: la oxidación del aluminio
El número de átomos de aluminio y oxígeno de ambos lados de la reacción no es el mismo, la
reacción no está equilibrada. Para que quede balanceada se la escribe así:
El proceso más sencillo para ajustar ecuaciones químicas es el llamado método de tanteo.
Ejemplo 2: la respiración
C6 H12 O6 + O2 → CO2 + H2O + E
Balanceada la ecuación resulta:
C6 H12 O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + E
Ejemplo 3: la fotosíntesis
49
CO2 + H2O + E → C6 H12 O6 + O2
Balanceada la ecuación resulta:
6 CO2 + 6 H2O + E → C6 H12 O6 + 6 O2
50
AAlluummnnoo:: ………………………………………………………………………………........ FFeecchhaa:: ....……………………....…… 22°° aaññoo ““……....””
LLAASS TTRRAANNSSFFOORRMMAACCIIOONNEESS
DDEE LLAA MMAATTEERRIIAA
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°11
Clasifica los cambios que figuran en la siguiente lista en químicos y físicos, y completa el cuadro:
fusión de agua, corrosión de hierro, solidificación de agua, fotosíntesis, combustión de madera,
desplazamiento de una bolita, caída de una manzana, rotación de la Tierra, formación de lluvia
ácida, oxidación de cinc.
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°22
1- Las calizas son rocas sedimentarias cuyo componente fundamental es el carbonato de calcio
CaCO3 que se formó a partir de Ca(HCO3)2, según la siguiente ecuación:
a) ¿Qué información brinda esta ecuación?
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) ¿Se trata de una reacción de síntesis o de descomposición? ¿Cómo te das cuenta?
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
2- Aquí te presentamos el esquema de dos reacciones químicas. Escribe en las líneas punteadas
la fórmula química de cada una de las sustancias que participan con sus respectivos coeficientes
estequiométricos:
a) b)
.……... + .……… → ……………
.……... + .……… → ……………
51
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°33
4- Observa la siguiente ecuación química:
g) Indica en qué aspecto no está completa esta ecuación.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
h) Escríbela nuevamente agregando lo que le falta.
………………………………………………………………………………………………………………………………
5- Marca con una cruz las reacciones que se encuentran balanceadas y ajusta las que no lo
están:
6- En un examen se le presentaron a un alumno las siguientes ecuaciones de formación de los
óxidos de cloro. Indica qué falta en cada caso y vuélvelas a escribir completas:
7- El agua corroe los metales en ciertas condiciones, por ejemplo, ataca el acero inoxidable y
transforma los metales que forman la aleación (hierro, níquel y cromo) en óxidos; en todos los
casos se libera hidrógeno gaseoso. Balancea las tres ecuaciones que se producen:
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°44
Al siguiente acróstico resuelto, le falta escribir las consignas de resolución. Redáctalas:
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
52
a) …………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) …………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
c) …………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
d) …………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
e) …………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
f) …………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
g) …………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
h) …………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°55
3- Clasifica las siguientes reacciones químicas de acuerdo con la relación que existe entre
reactivos y productos en reacciones de síntesis, descomposición y desplazamiento simple o doble:
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°66
Dados los siguientes ejemplos de reacciones químicas que ocurren en la naturaleza o en la vida
cotidiana. Indica cuáles requieren un aporte de energía para producirse y cuáles liberan energía
al ambiente:
a) Durante la respiración celular, la combustión de la glucosa almacena energía química en
las moléculas de ATP (adenosintrifosfato) para que la célula la use en sus procesos metabólicos.
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
………………………………………………………………
53
b) Las luciérnagas producen una sustancia llamada luciferina. Esta se combina con oxígeno
para generar destellos luminosos.
c) Para lograr que la clara y la yema de un huevo cambien su textura y en el caso de la clara,
su color, se las somete al calor de la llama en una sartén o una ollita.
d) Las varillas luminosas que se suelen usar como juguete o cotillón contienen un pigmento
fluorescente y una fina ampolla de vidrio que contiene otras sustancias, todo dentro de un envase
de plástico flexible. Al doblar la varilla, el vidrio se rompe, las sustancias se mezclan y reaccionan
emitiendo un resplandor hasta que se agota la reacción.
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°77
Cuando reacciona un trozo de cinta de magnesio (Mg) con oxígeno se obtiene un sólido en polvo
(MgO):
j) Escribe la reacción química correspondiente:
k) Si se mide la masa de magnesio que reaccionó y la del sólido en polvo obtenido se puede
comprobar que no son iguales. Justifica esta afirmación:
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°88
1- Señala si es verdadero (V) o falso (F) y fundamenta tu elección:
a) En una reacción química, los reactivos se transforman en productos.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
b) En una reacción química se produce un reordenamiento de átomos.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
c) Antes y después de la reacción, las sustancias que intervienen son las mismas.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
d) Durante una reacción química desaparecen los reactivos y aparecen los productos.
54
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
e) Al final de una reacción de oxidación hay menos masa que al principio.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
f) En una precipitación observamos la aparición de un producto sólido.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
g) En una reacción de combustión se producen oxígeno y vapor de agua.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
55
LLAA EENNEERRGGÍÍAA YY SSUUSS TTRRAANNSSFFOORRMMAACCIIOONNEESS
¿Qué es la energía?
Científicamente se entiende por energía: “una propiedad de los cuerpos o sistemas de cuerpos
que les permite transformarse a sí mismos, modificando su estado o situación, o actuar sobre otros
cuerpos produciendo transformaciones en ellos”. En otras palabras, “la energía es todo aquello
que es capaz de producir cambios en la materia, sea en su constitución, en su estado, en su
posición o en su movimiento”.
La energía se encuentra en todas partes, pero sólo se pueden observar los efectos que produce
sobre los cuerpos. Por ejemplo: el viento, o aire en movimiento, tiene energía, pues es capaz de
mover objetos, como las aspas de un molino.
Hay energía en los seres vivos y en las cosas inertes, como así también en las radiaciones que
llenan el espacio (la luz o las ondas de radio).
La energía es una magnitud y por lo tanto puede medirse (es cuantificable). El Sistema Métrico
Legal Argentino (SIMELA) adopta como unidad para medir cantidades de energía la misma
unidad que adopta el Sistema Internacional de Unidades (SI), es decir, el Joule (J).
Pese a ser el Joule la única unidad aceptada oficialmente por el SIMELA para medir energías, en
la práctica se utilizan, además, otras unidades no oficiales. Por ejemplo, las empresas proveedoras
de electricidad facturan la energía que suministran a sus clientes expresando el consumo de los
mismos en kilowatt hora (kWh). Un kilowatt hora equivale a 3.600.000J.
Otras unidades, empleadas principalmente cuando la energía que se mide es la transferida de
un cuerpo caliente a otro frío, son la caloría (cal), equivalente a 4,18J, y un múltiplo de la misma, la
kilocaloría (kcal), equivalente, a su vez, a 1.000cal.
Algunas cualidades de la energía
La energía no tiene forma, peso, volumen, color u olor.
En general, se la puede almacenar. Ejemplo: la energía química puede almacenarse en pilas o
baterías.
Se la puede transportar. Ejemplo: la energía eléctrica se transporta por los cables conductores.
La energía se transfiere y se transforma: dado que todo cuerpo que posee energía es capaz de
transformar a otros cuerpos; cuando ello ocurre, generalmente, el cuerpo responsable de la
transformación le transfiere parte de su energía al cuerpo transformado, en el cual la energía
original puede o no conservar su naturaleza. Por ejemplo, al encender una linterna, la energía
química de las pilas se transfiere al circuito de la misma, allí se transforma en energía eléctrica y
genera una corriente. Cuando esa corriente atraviesa el foco de la linterna, parte de la energía
eléctrica se transfiere al filamento y se transforma en energía térmica, haciendo que el mismo se
ponga incandescente. Finalmente, la energía térmica del filamento vuelve a ser transferida, en
este caso a la atmósfera, bajo la forma de luz y de calor.
La energía se conserva y se degrada:
El hecho, absolutamente comprobado, de que la energía se conserva, es una de las cualidades
más importantes que posee la misma, y constituye una herramienta fundamental para la
resolución de problemas, tanto científicos como tecnológicos.
Que la energía se conserva equivale a decir que cuando dos cuerpos intercambian energía, la
energía que uno de ellos pierde es exactamente igual a la que el otro gana; o bien, que cuando
se consideran todos los ingresos y los egresos de energía a un sistema, el aumento o disminución
de energía que el mismo experimenta es igual a la diferencia entre las energías que entran y las
que salen del sistema. Uno de los principios fundamentales de la Física es la Ley de Conservación
de la Energía, que enuncia: “La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma de una forma
en otra”.
56
La degradación es otra importante cualidad de la energía. Según la misma, no toda la energía
es útil. Cuando tiene lugar cualquier proceso que implica una transferencia energética, la energía
inicialmente útil para originar el proceso se conserva tras el mismo, pero sufre una degradación, es
decir, ya no resulta útil para originar nuevamente el proceso. Por ejemplo, la energía química del
combustible de un automóvil, empleada en un pequeño porcentaje para mover el vehículo y de
ser transferida mayoritariamente a diferentes partes del mismo como energía térmica; más tarde o
más temprano termina siendo transferida a la atmósfera, también bajo la forma de energía
térmica, donde ya no resulta útil para mover el automóvil, debido a que se ha degradado.
Existen diferentes formas o tipos de energía
En el Sol, enormes masas de núcleos de hidrógeno se fusionan cada segundo originando núcleos
más pesados de helio y liberando grandes cantidades de energía nuclear.
Una importante cantidad de la energía liberada en el Sol viaja hasta la Tierra recibiendo,
entonces, el nombre de energía solar. El desigual calentamiento que la citada energía provoca
en la atmósfera hace que grandes masas de la misma se pongan en movimiento, así se originan
los vientos, que poseen energía eólica.
Impulsados por los vientos, los molinos giran y los barcos a vela se desplazan sobre el agua, tanto
unos como otros, debido a su movimiento, tienen energía cinética.
Existen también molinos que en lugar de ser impulsados por los vientos son movidos por corrientes
de agua. Dichas corrientes pueden, así mismo, arrastrar un barco, ello se debe a que poseen
energía hidráulica.
La energía solar también es parcialmente absorbida y almacenada por las plantas durante la
fotosíntesis. La energía que los vegetales incorporan durante el proceso mencionado es energía
química.
Cuando los animales herbívoros se alimentan con las plantas, parte de la energía almacenada
en ellas se transfiere a quienes las ingieren y se convierte en energía térmica; de esta manera los
animales conservan sus funciones vitales y su temperatura corporal.
También las pilas de una linterna poseen energía química. Cuando la linterna está encendida,
dicha energía origina en el circuito de la misma una corriente de electrones que transportan
energía eléctrica. Cuando parte de esa energía se transfiere al filamento de la lamparita de la
linterna se transforma en energía lumínica y en energía calórica.
Un niño que sube por la escalera de un tobogán, a medida que asciende aumenta su energía
potencial gravitatoria. Dicha energía vuelve paulatinamente a su valor inicial cuando el niño se
desliza sobre el tobogán.
Cuando un sólido se funde o cuando un líquido se evapora, aumenta el movimiento de sus
moléculas y, consecuentemente, se incrementa su energía cinética molecular.
Otros muchos procesos de transferencias y conversiones energéticas podrían ser descriptos, y al
hacerlo se mencionarían nuevos tipos de energía: energía interna, energía mareomotriz, energía
geotérmica, energía potencial elástica, energía sonora, etc.
A pesar de la gran variedad de energías hasta aquí mencionadas, si se analiza la naturaleza de
las mismas, se observa que muchas de ellas no son, en realidad, distintos tipos de energía sino
“una misma energía designada de diferentes maneras según las circunstancias”.
Por ejemplo: la energía eólica, la energía hidráulica y la energía mareomotriz, energías que
poseen el aire y el agua en movimiento, no son tres tipos diferentes de energía sino tres
designaciones distintas dadas a la energía cinética que poseen el aire o el agua cuando están en
movimiento. Por su parte, la energía interna y la energía térmica de un cuerpo son dos
57
designaciones empleadas, según las circunstancias, para hacer referencia a la energía cinética y
potencial de todas las moléculas del cuerpo.
En realidad, las Ciencias Naturales reconocen la existencia de unos pocos tipos de energías, sin
renunciar, por ello, a la utilización de la gran variedad de nombres asignados a las mismas.
Generalmente, las energías reconocidas científicamente son:
La energía mecánica: es la energía que poseen los cuerpos que se encuentran en movimiento o
bajo la acción de una fuerza que puede llegar a transformarlos. La energía mecánica puede ser, en consecuencia, de dos tipos: energía cinética (EC)- la que
poseen los cuerpos que se encuentran en movimiento - y energía potencial (EP)- propia de los
cuerpos afectados por fuerzas que pueden provocar en ellos algún cambio.
Existen, así mismo, distintos tipos de energías potenciales; por ejemplo, todos los cuerpos que se
encuentran en el campo gravitatorio terrestre poseen energía potencial gravitatoria pues son
atraídos por la Tierra, en otras palabras, es la energía que tiene almacenada un cuerpo a un
determinado nivel de altura; por su parte, un resorte comprimido o estirado posee energía
potencial elástica debido a la tensión que origina en él su deformación.
Un cuerpo posee energía mecánica, entonces, posee energía cinética, alguna forma de
energía potencial o ambos tipos de energías simultáneamente. Por lo tanto, la energía mecánica
de un cuerpo es igual a la suma de su energía cinética y de sus energías potenciales.
La masa y la velocidad de un cuerpo determinan, en forma directa, su energía cinética, es
decir, al aumentar cualquiera de las variables mencionadas, aumenta la energía cinética del
cuerpo. La expresión que representa a la energía cinética es:
2
2
1vmEC =
de donde, por lo mencionado anteriormente, se deduce:
La energía cinética de un cuerpo es directamente proporcional a su masa. Así, si se tienen
dos cuerpos que se mueven a la misma velocidad, pero uno tiene una masa de 2kg y el otro
de 6kg, el segundo presenta el triple de energía cinética porque su masa es tres veces
mayor que la del primero. Por lo tanto, cuanto mayor sea la masa en movimiento, mayor
será la energía cinética.
La energía cinética de un cuerpo es directamente proporcional al cuadrado de su
velocidad. Por ejemplo: si se tienen dos cuerpos de la misma masa, pero uno se desplaza a
20km/h y el otro a 40km/h, el segundo tiene cuatro veces más energía cinética porque su
velocidad es el doble. Por lo tanto, a mayor velocidad, mayor energía cinética.
IMPORTANTE: un cuerpo en movimiento puede comunicar movimiento a otro cuerpo si choca con
él, transfiriéndole parte de su energía cinética. Ejemplo: cuando dos esferas rígidas chocan entre
sí, intercambian energía cinética.
Choque elástico: se conserva la energía
cinética del sistema
Choque plástico: parte de la energía cinética
inicial del sistema se gasta en modificar la
estructura de los cuerpos que chocan
58
Por su parte, la masa y la altura de un cuerpo respecto de la superficie terrestre u otro plano de
referencia son los responsables directos de la energía potencial gravitatoria que el cuerpo posee.
Su expresión es:
hgmhPEPG ==
de donde se deduce que, por ser la energía que tiene almacenada un cuerpo a un determinado
nivel de altura, directamente proporcional a dicha altura, cuanto más alto se encuentra un
objeto, mayor será su energía gravitatoria.
La energía potencial elástica de un cuerpo, en cambio, es función directa de su naturaleza y de
la deformación que lo afecta. Su expresión matemática es:
xkEPE =2
1
La energía interna o energía térmica: todo cuerpo posee este tipo de energía debido al
movimiento y a las fuerzas gravitacionales que afectan a sus moléculas, es decir, debido a la
energía mecánica que poseen las mismas. Dado que, en general, la energía potencial de las moléculas - producto de su posición relativa y
de sus interacciones - es despreciable frente a su energía cinética - fruto de su movimiento -
prácticamente es posible considerar que la energía interna de un cuerpo es igual a la energía
cinética de todas sus moléculas.
La energía interna de un cuerpo depende directamente de su masa. Existe, además, una
relación, también directa, entre la energía interna y el estado térmico del cuerpo, expresado a
través de su temperatura. Debido a ello, esta energía también se denomina, circunstancialmente,
energía térmica.
La energía nuclear: los protones que, junto a los neutrones, componen el núcleo de los
diferentes átomos, poseen carga eléctrica positiva, razón por la cual se repelen unos a otros
electrostáticamente. Debido a esta repulsión, en el momento de conformarse un núcleo
atómico, sus protones debieron recibir suficiente energía para poder contrarrestar la misma. Esa
energía permanece, desde el momento de la conformación, almacenada en los núcleos
atómicos y recibe el nombre de energía nuclear. Como las fuerzas repulsivas entre los protones subsisten en los núcleos atómicos luego de su
conformación, la energía nuclear puede ser considerada, también, un tipo de energía potencial,
producto de las citadas fuerzas de repulsión.
La energía almacenada en un núcleo atómico depende de su masa, a la que contribuyen sus
protones y neutrones, y de la cantidad de protones que posee. Recordando que el número total
de partículas (protones y neutrones) que conforman un núcleo atómico se denomina número
másico (A) y que el número de protones se designa número atómico (Z), se concluye que la
energía nuclear de un cuerpo depende de su masa, determinada por la totalidad de los átomos
que lo componen, y de los números másico y atómico de éstos últimos.
Existen fenómenos naturales a través de los cuales la energía nuclear es liberada. Uno de ellos, es
la fusión nuclear que se produce en el Sol entre núcleos de hidrógeno. El otro, denominado fisión
nuclear o radiactividad, libera parte de la energía contenida en los núcleos de los átomos de
uranio, plutonio, radio y otros elementos, conocidos como elementos radiactivos, fisionando los
mismos (en Centrales Nucleares o Atómicas). La tecnología ha logrado reproducir y controlar el
fenómeno de fisión nuclear. En estos momentos, a lo largo y ancho del mundo funcionan cientos
de centrales atómicas que producen energía eléctrica a partir de la fisión nuclear. Ciencia y
tecnología continúan procurando reproducir el fenómeno de fusión nuclear, el cual constituiría
una fuente casi inagotable de energía de muy bajo costo, debido a que su insumo principal, el
hidrógeno, sobreabunda en el agua.
59
La energía química: del mismo modo que para poder conformar los núcleos atómicos los
protones requieren un suministro de energía; en el momento de asociarse para formar una
molécula, los átomos requieren un suministro similar. Luego de formada la molécula, la energía
recibida permanece almacenada en la misma, recibiendo el nombre de energía química. En
otras palabras, es la energía contenida entre los átomos que constituyen una sustancia que se
libera en forma de calor. La fotosíntesis, que llevan a cabo los vegetales, constituye el ejemplo
clásico que ilustra este tipo de reacciones. Cuando este fenómeno tiene lugar, se forman hidratos
de carbono a partir de dióxido de carbono y agua, pero para que ello sea posible, es necesario
que la clorofila de las plantas capte parte de la energía que la Tierra recibe del Sol bajo la forma
de luz. Dicha energía, concluida la reacción, permanece almacenada en los carbohidratos
formados, a partir de los cuales puede ser recuperada posteriormente.
Los alimentos contienen energía química, que se libera cuando se combinan con el oxígeno
que respiramos, quemándose en el interior de nuestro cuerpo.
La energía eléctrica: es una forma de energía que se manifiesta a través de la circulación de
cargas eléctricas por un material conductor. La energía eléctrica puede ser potencial, cuando el
cuerpo cargado se encuentra en reposo, y cinética, cuando se halla en movimiento. Por ejemplo, en los bornes o terminales de una batería, que generan campos eléctricos, existen
electrones que poseen diferente energía potencial eléctrica. Cuando esos terminales se vinculan
mediante un conductor, los electrones fluyen a través del mismo desde el borne negativo hasta el
borne positivo, es decir, originan una corriente eléctrica, convirtiéndose su energía potencial
original en energía cinética.
Mediante dispositivos adecuados, la energía cinética de los electrones de una corriente
eléctrica puede ser transformada, con relativa facilidad, en otros tipos de energías. Por esta razón,
la energía eléctrica constituye actualmente un insumo fundamental, tanto en el hogar como en la
industria.
Vehículos para la transferencia de energía
Cuando un cuerpo acciona sobre otro cuerpo transformándolo de alguna manera,
generalmente le transfiere parte de su energía. La energía que el primer cuerpo pierde y el
segundo cuerpo gana pueden ser del mismo tipo o de distinto tipo, sin embargo, durante la
transferencia de energía se producen al menos dos transformaciones energéticas.
Dichas transformaciones se deben a que el intercambio de energía entre dos cuerpos sólo es
posible a través de tres tipos particulares de energías, no acumulables, que actúan como
vehículos para el traslado de la energía de un cuerpo al otro.
Los tres tipos de energía mencionados son: el calor, el trabajo mecánico y las radiaciones.
El calor
Cuando se quema un combustible, se libera su energía química. Dicha energía puede, por
ejemplo, emplearse para aumentar la temperatura o poner en movimiento un cuerpo. En uno y en
otro caso, al menos inicialmente, la energía química original del combustible se transfiere al
cuerpo como energía térmica, y el vehículo que hace posible dicha transferencia es el calor.
El trabajo mecánico
Un hombre que empuja una carretilla desplazándola, hace que la misma se mueva, es decir,
que adquiera energía cinética. El hombre, por lo tanto, le transfiere energía a la carretilla.
Algo similar ocurre cuando una grúa carga contenedores en un buque, los mismos son elevados
desde el muelle hasta la cubierta del buque, es decir, son provistos de energía cinética y de
energía potencial gravitatoria durante su elevación. El motor de la grúa es quien aporta dicha
energía.
En las dos situaciones precedentes, tanto el hombre como la grúa ejercen una fuerza que
provoca el desplazamiento de un objeto; siempre que ocurre esto, la física afirma que quien
60
ejerce la fuerza realiza trabajo mecánico (W) sobre quien se desplaza. Dicho trabajo constituye el vehículo a
través del cual se produce la transferencia de energía entre el cuerpo que lo realiza y el que lo recibe.
Matemáticamente:
dFW =
Entonces el trabajo depende de la distancia y puede definirse como: “el producto de la fuerza F aplicada a un
cuerpo (medida en Newton) por la distancia d (medida en metros) que recorre ese cuerpo a causa de la acción
ejercida por dicha fuerza”. De lo expuesto se deduce que el trabajo mecánico es directamente proporcional a
la fuerza aplicada en la dirección del movimiento, y a la distancia recorrida por acción de esa fuerza.
Se mide en Joules (J):
1J = 1N . 1m ó J = N . m ^ 1 N = 1Kg . 1m/seg2
Es necesario hacer notar que únicamente si la fuerza ejercida produce un desplazamiento, existe una
transferencia de energía, ya que sólo entonces se realiza el trabajo imprescindible para que el intercambio
energético sea posible. Entonces el trabajo realizado provoca una variación en la energía cinética del mismo:
CEW =
IMPORTANTE: la magnitud que permite medir la rapidez con que se realiza cierto trabajo (o se transforma la
energía) se denomina potencia. Entonces la potencia (desarrollada por un hombre o una máquina) es el
cociente entre el trabajo efectuado y el tiempo empleado en efectuarlo. En símbolos:
t
WP =
La unidad de medida en el Sistema Internacional (SI) de la potencia es el Watts (W):
1W = 1J/1s ó [W] = [J]/[s]
Existen otras unidades de potencia: el Horse Power (potencia de un caballo) que se simboliza HP y equivale a
746W.
Las radiaciones
Cuando se cambia el canal o se modifica el volumen de un televisor empleando un control remoto, parte de
la energía química de las pilas del control se transfiere a los dispositivos que regulan el funcionamiento del
televisor.
Por su parte, la energía que llega a la Tierra procedente del Sol viaja a través del espacio interestelar donde no
existe materia.
En ambos casos, el vehículo a través del cual se produce la transferencia de energía entre los cuerpos son
ondas electromagnéticas, las cuales se propagan tanto en medios materiales como en el vacío, recibiendo el
nombre genérico de radiaciones.
61
AAlluummnnoo:: ………………………………………………………………………………........ FFeecchhaa:: ....……………………....…… 22°° aaññoo ““……....””
LLAA EENNEERRGGÍÍAA YY SSUUSS
TTRRAANNSSFFOORRMMAACCIIOONNEESS
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°11
a- Redacta, empleando la palabra energía, una oración en la que la misma tenga el significado que le
atribuyen las ciencias naturales y otra en que no tenga dicho significado.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
b- Justifica, a partir de la definición de energía, que un hombre, el viento y el combustible de un automóvil
poseen energía.
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………………………………………………………………………………………………………………………………
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°22
a- Nombra las energías que se reconocen científicamente.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
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b- Procura vincular, cuando sea posible, cada una de las energías que figuran en negrita en la página 41 del
apunte de cátedra “La Energía y sus transformaciones”, bajo el subtítulo “Existen diferentes formas o tipos de
energía”, con alguna de las energías reconocidas científicamente.
………………………………………………………………………………………………………………………………
62
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………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
c- Menciona cinco tipos de energía que no pertenezcan a las reconocidas científicamente y descríbelas:
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………………………………………………………………………………………………………………………………
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°33
a- Describa algunas de las transferencias y conversiones o transformaciones de energía que se producen
cuando un hombre desayuna y luego se dedica a la práctica de tiro al blanco con arco y flechas.
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………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
b- Cuál es el vehículo de transferencia de energía cuando:
- una flecha perfora un blanco: ……………………………………………………………………………..……
63
- una lámpara incandescente calienta e ilumina el espacio que la rodea: ………………………..…..
- un imán atrae a un alfiler: ………………………………………………………………………………..……….
- dos personas se comunican empleando teléfonos celulares: …………………………………..………..
- un médico controla la temperatura corporal de un paciente: ………………………………..…………
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°44
a- Calcula cuántos Joules se incrementó o disminuyó la energía de un sistema al que ingresaron 2.000kcal y del
que salieron 1,5kWh de diferentes tipos de energía.
b- Un camión y un auto circulan a la misma velocidad, ¿cuál posee mayor energía cinética? Justifique.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
c- Dos aviones gemelos vuelan respectivamente a 9.000m y 10.000m de altura, ¿cuál tiene menor energía
potencial gravitatoria? ¿Por qué?
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
d- Una masa de 100g de agua, ¿posee más energía interna como hielo, como agua líquida o como vapor?
………………………………………………………………………………………………………………………………
64
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°55
Coloca verdadero (V) o falso (F), según corresponda. Justifica cada una de tus respuestas.
a- El viento tiene energía eólica.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
b- Si tenemos dos cuerpos que se mueven a la misma velocidad, pero uno tiene una masa de 4kg y el otro de
8kg, el primero presenta mayor energía cinética.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
c- Los átomos de uranio poseen energía química.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
d- El Sol tiene energía radiante.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
e- Todo cuerpo al aumentar su altura con respecto al suelo aumenta su energía potencial gravitatoria.
………………………………………………………………………………………………………………………………
65
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
f- Si tenemos dos cuerpos de la misma masa, pero uno se desplaza a 60km/h y el otro a 120km/h, el segundo
tiene el doble de energía cinética que el primero.
………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………
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AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°66
a- ¿Qué es una fuente de energía?
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b- Las fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos, ¿cuáles son? Explica el por qué de su designación.
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c- Menciona dos tipos de fuentes de energía renovables y dos no renovables e indica sus ventajas e
inconvenientes.
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AACCTTIIVVIIDDAADD NN°°77
Busca información:
a- ¿Cuántas centrales atómicas existen en nuestro País? ¿Cuál es el nombre de las mismas?
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b- Recuerda lo estudiado sobre efecto invernadero y responde:
¿Qué relación tiene el efecto invernadero con la energía?
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¿A través de qué acciones se conseguiría disminuir este efecto?
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Para iniciar, necesitamos definir que es lo que estudia la física.
Física: Es la ciencia encargada del estudio de la materia y energía de todos los fenómenos que alteran la forma o posición de los cuerpos, las causas, consecuencias y leyes que los ri- gen.
Ramas de la física
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NOTACIÓN CIENTÍFICA
El trabajo científico a menudo implica el uso de cantidades muy grandes o muy pequeñas. Por ejemplo, una célula promedio contiene alrededor de 200, 000, 000, 000, 000 moléculas, y el diámetro de un electrón es alrededor de 0.000 000 000 000 4 centímetros. Para ello hace- mos uso de la notación científica.
Notación científica con exponente positivo.
Para escribir un número en notación científica:
1. Se anotan los dígitos diferentes de cero. El primer digito será entero y los demás decima- les.
2. Se anota la base 10.
3. Se cuentan los ceros y los decimales para determinar la base del exponente.
Para escribir un número dado en notación científica:
1. Se anotan los dígitos del coeficiente sin punto decimal.
2. Al exponente se le resta el número de decimales del coeficiente.
3. La diferencia es el número de ceros que se agrega a la derecha del número.
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Ejercicios de Notación científica
Con exponente positivo
• Anota las siguientes cantidades en notación científica.
1) 48 000 000 =
2) 375 000 000 000 =
3) 20 000 000 =
4) 320 000 000 000 =
5) 75 000 000 000 =
6) 1 204 000 000 =
7) 87 000 =
8) 502 000 000 000 =
9) 60 000 000 =
10) 72 000 000 =
• Escribe las siguientes cantidades dadas en notación científica.
11) 4.2 x107 = 15) 5.01 x106 = 19) 4.4 x105 =
12) 7 x105= 16) 5.4 x1012 = 20) 3.71 x108 =
13) 1.26 x1010 = 17) 1.3 x109 =
14) 8.7 x1010 = 18) 5 x106 =
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Notación científica con exponente negativo.
Para escribir un número en notación científica:
1. Se anotan los dígitos diferentes de cero. El primer digito será entero y los demás decima- les.
2. Se anota la base 10.
3. Se cuentan los ceros y los decimales hasta el primer digito diferente de cero para determinar el exponente de la base.
Para escribir un número dado en notación científica:
1. Al valor absoluto del exponente se le resta 1, por el digito entero del coeficiente.
2. La diferencia es el número de ceros que se agregan a la derecha del punto decimal.
3. Se anotan los dígitos del coeficiente a la derecha de los ceros.
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Con exponente negativo.
• Anota las siguientes cantidades en notación científica.
1) 0.00000073 =
2) 0.000000009 =
3) 0.000000432 =
4) 0.0000000021 =
5) 0.00000000109 =
6) 0.000000000445 =
7) 0.00000002 =
8) 0.0000000091 =
9) 0.000004206 =
10) 0.00000098 =
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• Escribe las siguientes cantidades dadas en notación científica.
11) 3.2 x10-4 =
12) 4.3 x10-7 =
13) 6 x10-12 =
14) 4.4 x10-3 =
15) 5.2 x10-5 =
16) 8 x10-11 =
17) 5.02 x10-6 =
18) 3.5 x10-4 =
19) 4.24 x10-4 =
20) 1.237 x10-6 =
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CINEMÁTICA
Es la rama de la física que estudia la descripción del movimiento sin tener en cuenta las causas que lo producen.
Posición: Lugar que ocupa un cuerpo o partícula en el espacio.
Movimiento: Es el cambio de lugar que experimenta un cuerpo en el tiempo y en el espacio.
Algunos de los elementos del movimiento son: desplazamiento, tiempo y velocidad.
Trayectoria: Es la línea que describe un cuerpo cuando está en movimiento. * Rectilínea: El movimiento describe una línea recta. * Circular: Cuando describe una circunferencia. * Curvilínea: Describe una curva o una onda.
Desplazamiento o distancia: Es la diferencia entre la posición final y la posición inicial de un cuerpo en una trayectoria.
Tiempo: Lapso entre dos sucesos o eventos.
Velocidad: Es la razón que existe entre la distancia recorrida por un cuerpo en la unidad de tiempo.
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TIPOS DE MOVIMIENTO
Movimiento Rectilíneo Uniforme: Es cuando un cuerpo describe una trayectoria rectilínea con la condición de recorrer distancias iguales en tiempo iguales.
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La velocidad puede ser medida en: m/s o km/h
Ejercicios de cinemática.
Lapso entre dos eventos:
Movimiento en línea recta:
Es el cambio de lugar que experimenta un cuerpo:
Movimiento en curva u onda:
Es la diferencia entre la posición final e inicial:
Es la razón entre la distancia y el tiempo:
Movimiento en circunferencia:
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Es la línea que describe el movimiento:
Problemas de MRU:
1.- Un corredor hace los 400 metros lisos en 50 s. Calcula la velocidad en la carrera.
2.- Un automovilista recorre 180 km en 2 horas. Calcula su velocidad en el viaje
3.- ¿Qué velocidad lleva un ciclista que recorre 12 metros cada segundo?
4.- Si un auto alcanza una velocidad de 50 Km/h, ¿Qué tiempo tardaría en recorrer una dis-
tancia de 380 Km? Dar el resultado en minutos.
5.- Un automovilista va desde Monterrey a Saltillo y tarda 12 horas. La distancia entre las dos ciudades es de 1023 kilómetros. ¿Cuál ha sido su velocidad suponiendo que siempre llevara la misma?
6.- Calcula la velocidad de un atleta que recorre 800 m en 2 minutos.
7.- Un automóvil recorre 135 kilómetros en 1 hora y media. Calcula su velocidad.
8.- Si la velocidad del mismo auto es de 60 Km/h y se desplaza por un tiempo de 8 minutos,
¿Qué distancia recorre el móvil?
9.- Desde la casa de Rosa al colegio hay 800 m. Rosa tarda 10 minutos en llegar al colegio
andando. ¿A qué velocidad anda Rosa?
10.- Ordena de mayor a menor las siguientes velocidades: 20 km/h, 10 m/s, 0.5 km/h, 500 m/min y 3 km/min.
Nota: Hay que transformar tosa las unidades a una sola, para poder comparar las magnitudes.
11.- Un avión vuela a 350 km/h. Calcula la distancia que recorre en 2 horas y media.
12.- Un automóvil se desplaza a una velocidad de 25 m/s. ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer 100 m?
13.- Un corredor de pista lleva un ritmo constante de 5 m/s y tarda 1 minuto y 2 segundos en dar la vuelta al estadio. ¿Cuál es la longitud de la pista?
14.- Calcula los kilómetros que recorre un ciclista en 5 horas si va a la velocidad de 10 m/s.
15.- Un móvil con movimiento uniforme recorre 120 m en 15 s. ¿Cuál es su velocidad? ¿Qué espacio recorrerá en un minuto?
16.- Si un auto recorre 76 m en 19 segundos, ¿Qué velocidad desarrolla? Dar el resultado en Km/h.
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MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO
Es aquel en que la velocidad aumenta o disminuye con la misma intensidad en cada unidad de tiempo. Cuando un móvil está en reposo su velocidad es cero, al iniciar su movimiento adquiere determinada velocidad que aumenta durante los primeros segundos hasta lograr la que será más o menos constante durante algún tiempo de su recorrido.
• Si la velocidad aumenta, el movimiento es uniformemente acelerado. • Si la velocidad disminuye, el movimiento es uniformemente retardado.
Aceleración: Es la variación que experimenta la velocidad en el movimiento uniformemente acelerado o retardado.
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PROBLEMAS DE MRU
1.- Durante un periodo de 11 segundos, la velocidad de un automóvil de carreras aumenta uniformemente desde 44 m/s hasta 88 m/s ¿Cuál es su aceleración?
2.- Una bala sale por la boca del cañón de un rifle en dirección vertical y hacia arriba con la rapidez de 700 m/s. Diez segundos más tarde, su rapidez hacia arriba es de solo 602 m/s. ¿Cuál es la aceleración de bala? 3.- Un avión que parte del reposo se acelera uniformemente hasta una velocidad de despe- gue de 72 m/s en un periodo de 5 segundos. ¿Cuál es su aceleración? 4.- Se calcula que un atleta alcanza la velocidad máxima que es de 12 m/s a los cuatro se- gundos de haber comenzado la carrera. ¿Cuál ha sido su aceleración durante ese tiempo? 5.- Partiendo del reposo, un motorista arranca con una aceleración de 2,5 m/s2 ¿Cuál es su velocidad al cabo de 6 s? ¿Qué espacio ha recorrido en ese tiempo? 6.- Al entrar en una curva a 30 m/s, un conductor reduce su velocidad con una aceleración de -4m/s2. ¿Cuál será su velocidad 3 segundos después de empezar a frenar?
7.- Un automóvil necesita 40 segundos para alcanzar una velocidad de 72 Km/h partiendo
del reposo. Calcula su aceleración y el espacio recorrido en ese tiempo.
8.- Un móvil parte del reposo con una aceleración constante de 0,5 m/s2. ¿Qué velocidad tendrá a los 3 minutos de arrancar?
9.- Un autobús lleva una velocidad de 30 m/s y en un tiempo de 4 segundos alcanza una
velocidad de 38 m/s. ¿Qué aceleración desarrollo? ¿Qué distancia recorrió en ese tiempo?
10.- Un tren entra en una estación a la velocidad de 64 km/h. ¿Cuál es el valor de la acele- ración del tren si sabemos que desde el momento en que el maquinista aplica los frenos, el
tren recorre aún 15 m?
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MOVIMIENTO EN CAÍDA LIBRE
El peso, efecto de la gravitación de la tierra, es una fuerza constante que comunica al cuer- po que cae con una aceleración constante, que es equivalente a g = 9.81 m/s2. La caída libre es un movimiento acelerado y se usan las siguientes formulas:
Características de la caída libre:
Velocidad inicial = 0 ( porque se deja caer)
Aceleración = 9,8 m/s2
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Problemas de caída libre
1.- ¿Con qué velocidad llega al suelo un objeto que se ha dejado caer desde un punto situa- do a 50 metros de altura?
2.- Desde lo alto de un edificio se deja caer una piedra y se observa que tarda 4 segundos en llegar al suelo. Determinar la altura del edificio y la velocidad con que llega al suelo.
3.- Se deja caer una pelota desde lo alto de una torre de observación si la pelota llega al suelo en 3 segundos, calcula: la velocidad con que llega al suelo y la altura de la torre.
4.- Una roca se deja caer desde lo alto de un puente. Si la roca llega al suelo con una velocidad de 29.4 m/s, calcula el tiempo en llegar al suelo y la altura del puente.
5.- Una piedra es lanzada desde lo alto de la cima de un barranco con una velocidad de 20 m/s y llega a la superficie en 3 segundos. Determina la velocidad con que llega la piedra al
suelo y la altura del barranco.
6.- Un edificio tiene una altura de 90 m y se deja caer un ladrillo desde su techo. Calcula el tiempo y la velocidad cuando llegó al suelo
7.- Una pelota se deja caer desde un puente de 58m de altura. Calcula el tiempo y la
velocidad cuando la pelota choca en el agua.
8.- ¿Desde qué altura se dejó caer un objeto si tardo 3 segundos en llegar al piso? Considere
g=10m/s2
9.- Si un objeto choca con el suelo con una velocidad de 36 km/hr, ¿Desde qué altura se dejó
caer?
10.- ¿Cuánto tarda en caer una piedra de 8 kg de masa, si se suelta desde una altura de 20
metros?
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FUERZA Fuerza es aquella magnitud que produce un cambio en la forma, posición o estado de un
cuerpo.
La fuerza se puede representar por medio de un vector. El vector es un segmento de recta que a una escala determinada representa a cierta cantidad vectorial.
Los elementos de un vector son:
La unidad de medida de la fuerza en el Sistema Internacional de Unidades es el Newton(N).
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SISTEMA DE FUERZAS
Fuerza es aquella magnitud que produce un cambio en la forma, posición o estado de un cuerpo.
• Componente: son cada una de las fuerzas que forman parte del sistema.
• Resultante: Es la fuerza única capaz de sustituir a todo el sistema con el mismo efecto.
• Equilibrante: Es la fuerza que pone en equilibrio todo un sistema de fuerzas; tiene la misma magnitud y dirección que la resultante, pero es de sentido contrario.
Existen varios sistemas entre los más importantes están:
a) Fuerzas Colineales en la misma dirección y sentido; se suman.
b) Fuerzas Colineales de sentido opuesto se anulan (si son iguales), se restan (si son diferentes)
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c) Fuerzas paralelas del mismo sentido, se suman:
d) Fuerzas paralelas de sentido contrario, hacen girar (si son diferentes o iguales)
e) Fuerzas concurrentes, también se les conoce como angulares, se suman por un método llamado polígono.
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Ejemplo: Encontrar por el método gráfico, la resultante y el ángulo que forma con el eje horizontal.
Ejercicios:
1.- Calcular la fuerza resultante por el método gráfico de un sistema de fuerzas con los siguien- tes datos:
F1 = 20 N a 45° F2 = 40 N a 180°
2.- Calcular la fuerza resultante por el método gráfico de un sistema de fuerzas con los siguien- tes datos:
F1 = 500 N a 45° F2 = 750 N a 0° F3 = 950 N a 90° 3.- Calcular la fuerza resultante por el método gráfico de un sistema de fuerzas con los siguien- tes datos:
F1 = 40 N a 45° F2 = 35 N a 300° F3 = 40 N a 270° F4 = 30 N a 180°
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DINÁMICA
Es la parte de la mecánica que estudia el movimiento relacionado con sus causas, que son las fuerzas que lo producen
LEYES DE NEWTON
1° Ley de Newton (Ley de la inercia): Mientras no intervenga una fuerza externa, un cuerpo no puede cambiar, por sí solo, su estado de reposo o movimiento.
2° Ley de Newton (Ley de la proporcionalidad entre fuerza y aceleración: Cuando se aplica una fuerza constante a un cuerpo, la aceleración producida es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa.
3° Ley de Newton (Ley de la acción y reacción): A cada acción corresponde una reacción de igual magnitud, pero de sentido contrario.
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Ejercicios de dinámica
Escribe el nombre de la ley que corresponde:
A toda fuerza de acción le corresponde una fuerza de reacción de igual magnitud y dirección, pero de sentido opuesto.
Todos los cuerpos permanecen en reposo o se mueven con una velo- cidad constante a menos que se aplique una fuerza sobre ellos.
La fuerza es proporcional a la aceleración y esa proporcionalidad depende de la masa del cuerpo.
Problemas de la Segunda ley de Newton
1.- Si aceleramos un proyectil de 150 Kg. de masa con una aceleración de 3 m/s2, ¿con qué fuerza saldrá el proyectil?
2.- Calcula la fuerza que desarrolla el motor de un coche de 3300 Kg. de masa que consigue una velocidad de 38 m/s en 12 segundos.
3.- Si un cuerpo tiene una masa de 1 Kg y una aceleración de 4 m/s2, ¿con qué fuerza se em- pujó? 4.- Un móvil de 1400 kg, desarrolla una velocidad de 120 km/h en 14 segundos, ¿qué fuerza
ha desarrollado el motor?
5.- Para mover una carretilla cargada de mineral hemos necesitado una fuerza de 680 N. La carretilla se ha deslizado por una vía horizontal con una aceleración inicial de 1,2 m/s2. Cal-
cula la masa total de la carretilla 6.- Aplicamos una fuerza de empuje de 8060 N sobre un bulto de 200 kg de masa, calcula la
aceleración con la que moveremos el objeto 7.- ¿Cuál es la masa de un objeto si al golpearlo con una fuerza de 23 N se aceleró a 9.2 m/s2?
8.- Calcula el peso de un paquete de 2,5 Kg. de masa
9.- ¿Cuál es la masa de un cuerpo al que una fuerza de 8 N le imprime una aceleración de 4 m/s2?
10.- ¿Qué aceleración adquiere un cuerpo de 50 kg, cuando se aplica una fuerza de 10N?
11.- Si un escritorio pesa 65.2 N, ¿Cuál es su masa?
12.- ¿Cuánto pesa un hombre que tiene una masa de 100 kg?
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TRABAJO
Es el producto de la fuerza que se aplica sobre un cuerpo por el desplazamiento que en él se produce.
T = f . d = Fuerza . distancia
La unidad con el que se mide el trabajo es: N . m =J(Joules)
T =100 N . 5 m =500 N . m = 500 J
POTENCIA
Es el trabajo efectuado en la unidad de tiempo.
p = T
t
Trabajo =
Tiempo
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Ejercicios de Trabajo y potencia
¿Cuál es el concepto de trabajo que se emplea en física?
Escriba la ecuación de trabajo y sus unidades:
1.- ¿Qué trabajo se realiza con una fuerza de 7.7 N y se hace desplazar un objeto 17cm?
2.- Un cuerpo se desplaza 19 m con un trabajo de 59 J ¿Con qué fuerza se empuja?
3.- En una obra de ingeniería, una grúa levanta vigas de acero de 900 kg hasta una altura de 20 m ¿Qué cantidad de trabajo se realiza en cada operación?
4.- Al subir una escalera de 6.0 m de altura, que trabajo realiza un hombre de 78 kg.
5.- Al arrastrar un trineo con perros, este se desplaza 650 m, si la fuerza ejercida en la cuerda
es de 250 N, obtenga el trabajo realizado.
Escriba el concepto de potencia:
¿Cuáles son las unidades de la potencia?
Escriba las ecuaciones de la potencia mecánica:
1.- Al elevar a una persona de 75 kg a una altura de 30 m en un tiempo de 4.5s, cuanto tra- bajo se realiza. 2.- Obtener el tiempo que tarda un motor de un elevador de carga cuya potencia es de
45,000 W para elevar una carga de 1,000 kg hasta una altura de 40 metros.
3.- Obtener la potencia de un montacargas que es capaz de levantar 60 bultos de cemento de 50 kg cada uno hasta una altura de 5 metros en un tiempo de 4 segundos.
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LA ENERGÍA Y TIPOS DE ENERGÍA
La energía: Se define como la capacidad para efectuar un trabajo
Energía calorífica: Se produce por la combustión de carbón, madera, petróleo, gas natural, gasolina y otros combustibles.
Energía eléctrica: Se produce cuando a través de un material conductor se logra un movi- miento o flujo de electrones. La corriente eléctrica genera luz, calor y magnetismo.
Energía química: Se produce cuando las sustancias reaccionan entre si alterando su consti- tución interna, como es el caso de la energía obtenida en los explosivos o en las pilas eléc- tricas.
Energía hidráulica: Se aprovecha cuando la corriente de agua mueve un molino o la caída de agua de una presa mueve una turbina.
Energía eólica: Es la producida por el movimiento del aire y se aprovecha en los molinos de viento o en los aerogeneradores de alta potencia para producir electricidad.
Energía nuclear: Es la originada por la energía que mantiene unidas a las partículas en el núcleo de los átomos, misma que se libera en energía calorífica y radiante cuando se pro- duce una reacción de fusión o de fisión.
Energía mecánica: Es la que tienen los cuerpos cuando por su posición o su velocidad, son capaces de interaccionar con el sistema del cual forman parte para realizar un trabajo. Se divide en energía cinética y potencial.
Ley de conservación de la energía: La ley de conservación de la energía señala que la energía existente en el universo es una cantidad constante, no se crea ni se destruye, solo se transforma.
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LA ENERGÍA MECÁNICA
La energía potencial: Es la que tiene un cuerpo, debido a su posición o estado, es capaz de efectuar un trabajo.
Ep = peso × altura = (m . g) × h
La energía cinética: Es la capacidad que poseen los cuerpos en movimiento para realizar un trabajo.
La energía mecánica: Es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo. Esto quiere decir que es la sumatorio de la energía potencial y la energía cinética.
Em = Ep + Ec
En física se han comprobado dos principios de transformación de la energía.
• La energía existente en todo el universo es constante, no se crea ni se destruye, solo se transforma.
• Cuando la energía sufre una transformación, una parte ella se convierte en calor.
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Ejercicios de Energía
1.- Calcular la energía cinética que lleva una bala de 8 g si su velocidad tiene un valor de 400 m/s
2.- Un corredor que posee una masa de 75 kg corre a una velocidad de 6 m/s. ¿Cuál es la energía cinética a la que se mueve?
3.- Un objeto con una masa de 23.5 kg se mueve a una velocidad de 12.5 m/s ¿Qué energía
cinética tiene?
4.- Calcular la masa de un cuerpo que lleva una velocidad de 10 m/s y su energía cinética es igual a 1000 J.
5.- Determinar el valor de la velocidad que lleva un cuerpo cuya masa es de 3 kg, si su ener-
gía cinética es de 200 J.
6.- ¿Cuál es la energía cinética de un balón de futbol si pesa 4.5 N y lleva una velocidad de 15 m/s?
7.- Calcular la energía potencial de una cubeta con agua de 5 kg, si se encuentra a una altura de 1.30 m.
8.- Calcular la energía potencial de un cuerpo que tiene una masa de 40 kg si se encuentra
a una altura de 6 m.
9.- Determina a qué altura debe ascender una persona cuya masa es de 75 kg para que su energía potencial sea de 4500 Joule.
10.- Calcular la energía potencial de una piedra de 2.5 kg, si se eleva a una altura de 2
m.
11.- ¿A qué altura se debe encontrar una silla de 5 kg para que tenga una energía potencial de 90 J?
12.- Una pelota de 480 gr se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 45 m/s y llega hasta una altura de 103 m.
Obtener: a) La energía cinética b) La energía potencial