materia y energia

Conceptos sobre la materia y la energía



Todo lo que nos rodea, incluidos nosotros mismos, está formado por un componente común: la materia. Normalmente, para referinos a los objetos usamos términos como materia, masa, peso, volumen. Para clarificar los conceptos, digamos que:

Materia es todo lo que tiiene masa y ocupa un lugar en el espacio;

Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo;

Volumen es el espacio ocupado por la masa

Cuerpo es una porción limitada de materia

Estados físicos de la materia

En términos conceptuales, materia se puede definir como cualquier sustancia que posee masa y ocupa un lugar en el espacio (volumen); la cual como cualquier otro componente de la naturaleza reacciona a factores ambientales como la presión y la temperatura, manifestándose en tres estados:

· Gaseoso.

· Líquido.

· Sólido.

Estos estados obedecen fundamentalmente a la energía cinética o energía de movimiento de las moléculas que conforman dicha materia y a la forma de agregación de las mismas.

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Estados de la materia en relación a cambios de la temperatura del ambiente

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Estados de la materia en relación a cambios de la energía cinética de las moléculas

Cada uno de los estados le confiere a la materia características propias, a pesar de no cambiar su composición.

La figura siguiente complementa los conceptos aquí formulados, obsérvelo haciendo énfasis en las relaciones y diferentes vías existentes:

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Los estados de la materia: efecto de las condiciones del medio

Aunque la materia en sus diferentes estados, no varía en su composición, puede variar en sus características

Principales Características de los estados de la materia

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Cambios físicos y cambios químicos

Las modificaciones en la presión, la temperatura o las interrelaciones de las sustancias, pueden originar cambios físicos o químicos en la materia.

Cambios físicos de la materia:

Son aquellos cambios que no generan la creación de nuevas sustancias, lo que significa que no existen cambios en la composición de la materia, como se ve en la figura siguiente.

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Cambios químicos:
Son aquellos cambios en la materia que originan la formación de nuevas sustancias, lo que indica que existieron reacciones químicas.

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Cambio Químico de la materia: Formación de Ácido Clorhídrico, mediante la reacción de Cloro e Hidrógeno.

Observe que en los cambios químicos la materia sometida al cambio posee unas características diferentes a la materia inicial.

Composición y propiedades de la materia

Como se vio anteriormente, la materia presenta tres estados físicos, dependiendo de factores ambientales como la presión y la temperatura; independiente de ello, el aspecto de la materia está determinado por las propiedades físico-químicas de sus componentes, encontrándose materia homogénea y materia heterogénea.

Materia homogénea

Es aquella que es uniforme en su composición y en sus propiedades y presenta una sola fase, ejemplo de ello sería un refresco gaseoso, la solución salina, el Cloruro de Sodio o sal de cocina; este tipo de materia se presenta en formas homogéneas, soluciones y sustancias puras.

Materia heterogénea

Es aquella que carece de uniformidad en su composición y en sus propiedades y presenta dos o más fases, ejemplo de ello sería la arena, el agua con aceite; este tipo de materia es también conocida como mezcla y se caracteriza por el mantenimiento de las propiedades de los componentes y la posibilidad que existe de separarlos por medio de métodos físicos.

Sustancias puras, elementos y compuestos

Sustancia pura

Una sustancia es pura cuando se encuentra compuesta por uno o más elementos en proporciones definidas y constantes y cualquier parte de ella posee características similares, definidas y constantes; podríamos decir que una sustancia es pura cuando se encuentra compuesta en su totalidad por ella y no contiene cantidades de otras sustancias; ejemplos de ello serían la sacarosa, el agua, el oro.

Elemento:

Sustancia pura imposible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, en dos o más sustancias, ejemplo: el Hidrógeno (H), el Oxígeno (O), el Hierro (Fe), el Cobre (Cu).

Compuesto:

Sustancia pura posible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, en dos o más sustancias, ejemplos: El agua (H2O), la sal (NaCl), el ácido Sulfúrico (H2SO4).

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Mapa conceptual que muestra la categorización de la materia, dependiendo de las características y composición de las sustancias constituyentes.

Energía

El movimiento de los constituyentes de la materia, los cambios químicos y físicos y la formación de nuevas sustancias se originan gracias a cambios en la energía del sistema; conceptualmente, la energía es la capacidad para realizar un trabajo o transferir calor; la energía a su vez se presenta como energía calórica, energía mecánica, energía química, energía eléctrica y energía radiante; estos tipos de energía pueden ser además potencial o cinética. La energía potencial es la que posee una sustancia debido a su posición espacial o composición química y la energía cinética es la que posee una sustancia debido a su movimiento.

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Energía Mecánica: El movimiento de las hélices del molino de viento es transferido a un sistema mecánico de piñones, para producir energía eléctrica o lograr la ascensión de agua de un pozo subterráneo

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Energía Calórica o radiante: El calor o la luz emitida desde el sol es aprovechada por las plantas para producir energía química en forma de carbohidratos.

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Energía Eléctrica: El movimiento de electrones libres, produce la energía eléctrica, usada para hacer funcionar electrodomésticos, trenes, y artefactos industriales.

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Energía Química: La combustión de hidrocarburos como el petróleo, liberan gran cantidad de energía.

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Formas de medición de la energía

Poseer un referente de la cantidad de energía que se intercambia en las diferentes interacciones de la materia requiere de patrones de medición. Como la forma de energía que tiene mayor expresión es la energía calórica, entendida ésta como la energía que se intercambia entre dos sustancias cuando existe diferencias de temperatura entre ambas, trataremos las unidades de medida de esta.

La cantidad de energía cedida o ganada por una sustancia se mide en calorías o joules.

Una caloría (cal) es igual a la cantidad de calor necesario para elevar de 14,5o C a 15,5o C 1 gramo de agua. Como factor de conversión diremos que una caloría equivale a 4,184 joules.

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Es necesario diferenciar la caloría utilizada como herramienta de medición de la energía calórica en química, de la caloría utilizada en nutrición, ya que la caloría contenida en los alimentos (Cal) o gran caloría, equivale a 1.000 calorías o 1 Kilocaloría (Kcal).

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Calor especifico

¿Has sentido que unas sustancias se calientan con mayor rapidez que otras?, el calor especifico se relaciona con ello; conceptualmente, el calor específico es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una sustancia determinada; desde el punto de vista químico, es la cantidad de calorías requeridas para elevar en un grado centígrado la temperatura de un gramo de una sustancia, o es el número de joules requeridos para elevar en un grado kelvin la temperatura de un kg de una sustancia.

materia y energiaCalor Específico del agua: 1 cal/g o C

Este valor significa que para elevar 1 grado centígrado la temperatura de 1 g de agua, se requiere 1 caloría.

materia y energiaCalor Especifico del Aluminio: 0,217 cal/g o C

Este valor significa que para elevar 1 grado centígrado la temperatura de 1 g de Aluminio se requieren 0,217 calorías.

Valores comparativos del calor especifico del agua en estado líquido y el aluminio en estado sólido.



Ley de la conservación de Masa-Energía

Para concluir esta parte temática, abordemos una pregunta: en el momento de ocurrir un cambio físico o químico (reacción química) en una sustancia, ¿existe perdida de masa y/o energía?

Antoine Laurent Lavoiser (743-1749) y James Prescott Joule (1818-1889), dedicaron parte de su trabajo científico en la solución de este problema, llegando a la conclusión de que en las reacciones químicas y en los cambios físicos las masas de las sustancias participantes no se crean ni destruyen, solo se transforman; esta conclusión se conoce con el nombre de Ley de la conservación de la masa.
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En este ejemplo de reacción química, 4.032 g de Hidrógeno gaseoso, reaccionan con 141.812 g de cloro gaseoso, para formar 145.844 g de ácido clorhídrico.

La suma de los reactivos es igual a la suma de los productos.

La masa de los reactivos no se destruyó, estos se combinaron y se transformaron en una nueva sustancia.

Ejemplo de la ley de la conservación de la materia: formación del ácido clorhídrico, mediante la reacción del Hidrógeno con el Cloro.

sihamne a mi twitter @reyes_978

Fuentes de Información - materia y energia

El contenido del post es de mi autoría, y/o, es un recopilación de distintas fuentes.

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9 comentarios - materia y energia

@mejai314 Hace más de 2 años +1
existe algo que se llaman imagenes que pueden islustrar muy bien tus post
@cirujasi Hace más de 2 años
mejai314 dijo:existe algo que se llaman imagenes que pueden islustrar muy bien tus post

Si
Se hace mas entretenido y te dejan el post perfecto para recibir puntos
Mejoralo y veras, por ahora +1
@Jakemate_T88 Hace más de 2 años
men por fin algo que sirve a los que no saben aganlo nfu mierda antes de que se cierre taringa che
@Morenamore_amore Hace más de 2 años
excelente información!! fav. reco +10
@EsBruno Hace más de 2 años
Mañana te dejo mis 10
@muajajaja_xd Hace más de 2 años
buena info,,,, te dejo mis 10 y reco
@EsBruno Hace más de 2 años
NFU
@mejai314 Hace más de 2 años +1
emulanium dijo:y ahora que les parese el post

que bien, atendiste el consejo, mejoró significativamente con las imagenes, te dejo 5