La materia:estados físicos2
ESTADO: Sólido, Líquido y Gaseoso. CLIC PARA CONTINUAR
ESTADOS DE LA MATERIA
Las sustancias pueden encontrarse en 3 estados: sólido, líquido y gaseoso.
Entonces, ¿de que depende que una sustancia esté en uno u otro estado?. Depende de las condiciones de PRESIÓN (P) y TEMPERATURA (T), en las que se encuentre dicha sustancia.
CURIOSIDAD: El agua es la única sustancia que se encuentra en la naturaleza en los 3 estados.
EJEMPLO: El AGUA, cuando la Presión es de 1 atmosfera,:
es hielo si T es menor de 0ªC, es liquida si T está entre 0ªC y 100ºC, y es vapor a T>100ºC.
EJEMPLO: El AGUA, cuando la Presión es de 1 atmosfera,:
es hielo si T es menor de 0ªC, es liquida si T está entre 0ªC y 100ºC, y es vapor a T>100ºC.
AGUA , P= 1 atm
T < 0ºC 0ºC < T < 100ºC T > 100ºC
SOLIDO LIQUIDO GAS
Gases CLIC PARA CONTINUAR
Un gas, se caracteriza porque tiene:
1.FORMA VARIABLE (*), a diferencia de los sólidos.2.VOLUMEN VARIABLE (*), a diferencia de los sólidos y líquidos.
(*) la del recipiente que lo contiene.
De (2) se deduce que:
LOS GASES PUEDEN COMPRIMIRSE Y EXPANDIRSE.
Para estudiar este comportamiento tan particular, diversos científicos realizaron varias experiencias, que consistían en aislar una cierta cantidad de gas y , de forma controlada (en el laboratorio), medir sus variables de estado : P, V y T.
NOTA: Las variables de estado de un gas, son todas aquellas magnitudes que varían en un gas y son: P, V y T.
Dicho de otro modo, para conocer el estado de un gas necesito saber el valor de P, V y T.:
Gases CLIC PARA CONTINUAR
¿QUE SON CADA UNA DE LAS VARIABLES DE ESTADO DE UN GAS?
VOLUMEN:El volumen del gas equivale al volumen del recipiente que lo contiene.Se mide en litros (L), ó m3 (S.I.)
PRESIÓN: La presión de un gas es la fuerza que ejerce éste sobre las paredes del recipiente que lo contiene .Se mide en pascales (Pa=N/m2) en el S.I., pero suele usarse como unidad ´”la atmósfera” (atm) o el
“milímetro de mercurio “(mm Hg)
TEMPERATURA: La temperatura a la que se encuentra el gas, tienen que ver con lo rápido que se mueven sus partículas.En el S.I. se mide en grados Kelvin (K), pero a veces se expresa en ºC.
NOTA: Para operar, en los gases, siempre se usa grados KELVIN, pues siempre son mayores de cero (positivas).
1 atm = 760 mm Hg = 101 325 Pa
T (K) = T (ºC) + 273
Los gases y el método científico CLIC PARA CONTINUAR
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Documentación sobre las experiencias de Guericke, Gassendi y Mariotte.
Experimentación: Se estudia la compresibilidad del aire.
Análisis de datos mediante tablas y gráficos.
Conclusiones: Se comprueba que el aire se puede comprimir.
Publicación: Ley de Boyle-Mariotte.
Observación: El aire se puede comprimir.
Preguntas (Hipótesis): El aire está formado por partículas entre las cuales existe vacío.
Nuevas preguntas
¿Hipótesis cierta?
SÍ NO
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Ley de Boyle-Mariotte
Teoría cinética para los gases CLIC PARA CONTINUAR
Los gases están formados por partículas muy pequeñas, separadas unas de otras que se mueven constantemente.
Los gases ocupan el volumen de todo el recipiente que los contiene.
Los gases ejercen presión sobre las paredes del recipienteque los contiene. Esta presión se debe a los choques de las partículas del gas con las paredes.
Cuanto más rápido se mueven las partículas del gas, mayor es la temperatura.
RECORDATORIO:
Escala Absoluta de Temperaturas CLIC PARA CONTINUAR
Aumento de temperatura
T = 0 K T = 300 K T = 1000 K
EL CERO ABSOLUTO:
-273, 15 ºC
Aumento de la velocidad de las partículas
La Escala Absoluta de temperaturas, también llamadas ESCALA KELVIN, al igual que la Escala Centígrada, toma como referencias la temperatura de fusión (0ºC) y la temperatura de ebullición (100ºC) del agua.
La Escala Kelvin se inicia en el CERO ABSOLUTO (0K), que es la temperatura a la cual las partículas de los gases no se mueven. ES LA TEMPERATURA MÁS BAJA POSIBLE. Y equivale a -273,15ºC.
T (K) = T (ºC) + 273
Gases: Ley de Boyle-Mariotte Año 1662 CLIC PARA CONTINUAR
Ley de Boyle-Mariotte. Cuando un gas experimenta transformaciones a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen permanece constante.
P · V = cte. ; P1 · V1 = P2 · V2
Aumenta la presiónDisminuimos el volumen
T constante
http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2003/gases/
Gases: Ley de Boyle-Mariotte CLIC PARA CONTINUAR
EXPLICACIÓN: (en términos de “Partículas”)
↑ V => las partículas del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. ==> ↓P
↓V => la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo => ↑ P
Aumenta la presiónDisminuimos el volumen
EJERCICIOS: Ley Boyle-Mariotte (a T constante) CLIC PARA CONTINUAR
Pág. 31: ej. 1,2,3
Pág. 40: ej. 25, 28, 29.
Pág. 41: ej. 32
Pág. 42: ej. 35
Aplicar la ley:
P . V = cte
P1.V1 = P2.V2
Gases: Ley de Charles Año 1787 CLIC PARA CONTINUAR
Elevamos la temperatura,
Ley de Charles y Gay- Lussac. Cuando un gas experimenta transformaciones a presión constante, el cociente entre el volumen y su temperatura absoluta es constante.
V V1 V2
T T1 T2
= cte ; =
Aumenta el volumen
P constante
http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2003/gases/
Gases: Ley de Charles Año 1787 CLIC PARA CONTINUAR
Aumenta el volumen
EXPLICACIÓN: (en términos de “Partículas”)
↑ T => las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).==> ↓V
Elevamos la temperatura,
EJERCICIOS: Ley Charles (a P constante) CLIC PARA CONTINUAR
Pág. 31: ej. 8, 9, 10, 11
Pág. 40: ej. 30, 31 (b)
Pág. 42: ej. 33,
Aplicar la ley:
V / T = cte
V1/T1 = V2/T2
Gases: Ley de Gay-Lussac Año 1800 CLIC PARA CONTINUAR
Aumenta la presión
Aumentamos la temperatura
Ley de Gay- Lussac. Cuando un gas experimenta transformaciones a volumen constante, el cociente entre la presión y su temperatura absoluta permanece constante.
P P1 P2
T T1 T2
= cte. ; =
V constante
http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2003/gases/
Gases: Ley de Boyle-Mariotte CLIC PARA CONTINUAR
EXPLICACIÓN: (en términos de “Partículas”)
FÍJATE QUE EL RECIPIENTE NO TIENE UNA PARED MOVIL, PUES ESTA EXPERIENCIA SE REALIZA A VOLUMEN CONSTANTE
↑ T => las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.. ==> ↑ P
Aumenta la presión
Aumentamos la temperatura
EJERCICIOS: Ley Gay-Lussac (a V constante) CLIC PARA CONTINUAR
Pág. 31: ej. 4, 5, 6, 7
Pág. 40: ej. 26, 31 (a)
Pág. 42: ej. 34
Aplicar la ley:
P / T = cte
P1/T1 = P2/T2
Estados de la materia y teoría cinética CLIC PARA CONTINUAR
Sólido Líquido Gas
La materia está formada por partículas que se hallan más o menos unidas dependiendo del estado de agregación en que se encuentre.
Las partículas se mueven más o menos libremente dependiendo del estado. Cuanto más rápido se mueven, mayor es la temperatura de la sustancia.
Aumento del movimiento de vibración de las partículas
Las partículas de permanganato de potasio (KMnO4) se distribuyen por todo el vaso de agua, debido al movimiento browniano.
Cambios de estado CLIC PARA CONTINUAR
Sólido
Líquido
Gas
FUSIÓN
VAPORIZACIÓN
SOLIDIFICACIÓN
LICUACIÓN O CONDENSACIÓN
SUBLIMACIÓN
SUBLIMACIÓN INVERSA
Co
nd
ensa
ció
n
Vap
ori
zaci
ón
CLIC PARA CONTINUAR
-20
0
100
T (ºC)
0 4 8 2012 16 2824 t (min)
Cambios de estado y teoría cinética
Sólido
Líquido
Gas
Explicación según la teoría cinética
Las partículas pueden vibrar, pero su movimiento está muy limitado. El calor que se le comunica hace que las partículas vibren más y, por tanto, que aumente la temperatura.
Se produce el cambio de estado de sólido a líquido. La temperatura no varía.
Toda la sustancia está en estado líquido.
Cambio de estado de líquido a gas. No varía la temperatura
Toda la sustancia está en estado gaseoso.El calor comunicado se invierte en elevarla velocidad de las partículas. Aumentala temperatura de la sustancia. Si el gas se encuentra en un recipiente cerrado,(volumen constante), aumentará la presión.
Cambio de estado: calentamiento del agua
Enlaces de interés
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