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.

Los estados de la

materia

dependen de

Factores del

ambiente como

presión y

temperatura.

 

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

 

Los diferentes estados de la materia se

caracterizan por la energía cinética de las

moléculas y los espacios existentes entre

estas.

 

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:

 

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

SÓLIDOS LÍQUIDOS GASES

Poseen forma definida.

No poseen forma definida,

por lo tanto adoptan la

forma del recipiente que los

contiene.

No poseen forma definida,

por lo tanto adoptan la forma

del recipiente que los

contiene.

Poseen volumen fijo. Poseen volumen fijo. Poseen volumen variable.

Baja compresibilidad. Compresión limitada. Alta Compresibilidad.

 

Cambios físicos y cambios químicos

El cambio físico se caracteriza por la no

existencia de reacciones químicas y de

cambios en la composición de la materia.

Cambio físico de la materia: cambio de estado sólido (hielo) a estado líquido del agua, 

mediante  el  aumento en la temperatura del sistema.

 

Cambios químicos:

Son aquellos cambios en la materia que originan la formación de nuevas sustancias, lo que indica que

existieron reacciones químicas.

 El cambio Químico de la

materia  se caracteriza

por la existencia de

reacciones químicas, de

cambios en la

composición de la

materia y la formación de

nuevas sustancias.

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).

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.

Tipos de energía

Manifestaciones de la energía

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

TIPOS DE ENERGIA

1. Energía Eléctrica

2. Energía lumínica

 3. Energía mecánica

4. Energía térmica

5. Energía Eólica 

6. Energia Solar

é es la antimateria ?

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Qué es la antimateria

La antimateria es un concepto de la teoría de partículas del que se ha especulado mucho, pero que tan sólo ha sido comprobado hace relativamente poco tiempo. Muy sencillamente explicado a principios del siglo XX se predijo la existencia de las antipartículas: un electrón con carga positiva también llamado antielectrón o positrón, un protón con carga negativa o antiprotón y un antineutrón. Poco más de veinte años después se demostró la existencia del positrón y sucesivamente se demostraron las siguientes partículas. Cuando un antiprotón y un protón impactan uno con otro se libera una gran cantidad de luz (rayos gama en su mayoría) y se generan partículas elementales que son específicas para cada choque entre antipartículas.

De esta manera si existen estas antipartículas es de esperar que existan antiátomos hechos con aquellas. Por ejemplo el hidrógeno formado por un protón y un electrón (el isótopo más abundante) debe tener su antiátomo: el antihidrógeno formado un antiprotón y un positrón. Esta es la base de la antimateria, lo que nos plantea el problema de su existencia. Es hasta hace poco que varios laboratorios han podido mantener antimateria por poco tiempo, básicamente átomos de antihidrógeno o antiátomos de hidrógeno (no se debería usar ambos términos juntos: antiátomos de antihidrógeno pero las reglas de la Academia se han vuelto algo flexibles en ese sentido).

Según las principales teorías sobre el origen del universo debía formarse tanta materia como antimateria en la Gran Explosión o Big Bang. Entonces ¿por qué es tan escasa o nula en lo que conocemos del universo? Trataré de resumir las teorías que lo abarcan no sin antes aclarar que deben explicar el ¿por qué no la encontramos de forma natural a nuestro alrededor? O por lo menos ¿por qué tan escasa? Sin embargo existen evidencias de que hay antimateria en el universo ¿a qué se debe? ¿Qué propiedades tendría?

Tres son las que tienen más peso hoy en día: La primera afirma que en el momento que se formó el universo se creó un pequeño exceso de materia, de manera que la antimatería se anularía del todo y solo quedaría el pequeño exceso de antimateria; como objeción a esta teoría tenemos que la cantidad de materia que se formaría sería infinitamente pequeña y la radiación que se produciría en la anulación excede con mucho a la que encontramos como radiación de fondo o residual de la aparición del universo. La segunda dice que las propiedades de la materia y la antimateria no son iguales y que por tanto el universo favorece la existencia de materia, se conoce como la teoría asimétrica y al parecer hay evidencias en ese sentido pero no hay una confirmación completa. La tercera indica que ciertas regiones del universo están formadas por antimateria y otras por materia.

Al menos nuestra galaxia parece estar formada principalmente por materia pero no quita la posibilidad de que otras galaxias estén formadas por antimateria. La principal objeción que esto tiene es que hasta ahora la antimateria es una cosa rara y que las fuentes de ésta también lo son lo que lleva a pensar que muy difícilmente se podría acumular antimateria como para formar una galaxia, no muchos científicos apoyan esta teoría debido a este argumento y la falta de evidencias pero sabemos por lo que la historia nos dice que este argumento, aunque sencillo y fuerte no siempre se confirma.