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UNIDAD 1. EL MÉTODO CIENTÍFICO. MEDIDA DE MAGNITUDES La Física es la Ciencia que se encarga del estudio de los fenómenos asociados al estado o movimiento de los cuerpos, pero no los que varían su estructura interna. La Química es la Ciencia que se encarga de estudiar las modificaciones internas de la materia, que provocan cambios en su estructura. El método científico Ciencia es toda parte del saber humano que se basa en investigar y elaborar sus conclusiones a través de un procedimiento llamado método científico y que comprende varios apartados: Observación del fenómeno a estudiar. Con la descripción, lo más detallada posible, de los factores que pueden influir en el fenómeno. Formulación de hipótesis. Intentando no dejar que influyan, a priori, prejuicios sobre lo observado y eliminando las hipótesis menos plausibles. Comprobación experimental de las hipótesis propuestas. Incluyendo la experimentación en laboratorio para aislar los parámetros y magnitudes que influyen en el fenómeno. Análisis de los resultados experimentales. Recopilación de datos, búsqueda de interrelaciones entre los diversos factores y elaboración de leyes que descubran las relaciones empíricas entre ellos; tienen que poder ser comprobadas por otros científicos y han de predecir el comportamiento posterior de los cuerpos en relación con el fenómeno estudiado. Elaboración de las conclusiones finales. Intento de formular una teoría válida, basándose en modelos, que integre el mayor número de leyes posible. Medida de magnitudes Magnitud. Cualidad de un cuerpo referida a una unidad de la misma especie.( Ej.: masa) Medir es comparar una magnitud de un cuerpo con otra similar llamada unidad. ( Ej.: la masa de un niño con la unidad de masa llamada kilogramo) Magnitudes escalares. Aquéllas que vienen determinadas sólo por un valor numérico. En el resumen las representaremos con letras y números en cursiva . (Ej.: masa; m = 4 kg). Magnitudes vectoriales. Aquéllas que vienen determinadas por módulo, dirección, sentido y, a veces, punto de aplicación. Las representaremos en negrita y con una flecha superior. Las componentes se escriben normalmente. (Ej.: velocidad; s m j i s m v 4 2 ) 4 , 2 ( ) Las magnitudes también se pueden dividir en fundamentales, que son las que no es necesario definirlas en función de otras (ej.: temperatura), y las derivadas, que se definen en función de las fundamentales (ej.: velocidad) Hay diferentes sistemas de unidades pero el más utilizado es el Sistema Internacional (S.I.) cuyas magnitudes fundamentales y unidades patrón son la longitud metro, m, la masa kilogramo, kg, el tiempo segundo, s, la temperatura kelvin, K, la intensidad de corriente amperio, A, la intensidad de luz candela, cdy la cantidad de sustancia mol, mol .

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UNIDAD 1. EL MÉTODO CIENTÍFICO. MEDIDA DE MAGNITUDES

La Física es la Ciencia que se encarga del estudio de los fenómenos asociados al estado o

movimiento de los cuerpos, pero no los que varían su estructura interna.

La Química es la Ciencia que se encarga de estudiar las modificaciones internas de la

materia, que provocan cambios en su estructura.

El método científico

Ciencia es toda parte del saber humano que se basa en investigar y elaborar sus

conclusiones a través de un procedimiento llamado método científico y que comprende

varios apartados:

Observación del fenómeno a estudiar. Con la descripción, lo más detallada

posible, de los factores que pueden influir en el fenómeno.

Formulación de hipótesis. Intentando no dejar que influyan, a priori, prejuicios

sobre lo observado y eliminando las hipótesis menos plausibles.

Comprobación experimental de las hipótesis propuestas. Incluyendo la

experimentación en laboratorio para aislar los parámetros y magnitudes que influyen en el

fenómeno.

Análisis de los resultados experimentales. Recopilación de datos, búsqueda

de interrelaciones entre los diversos factores y elaboración de leyes que descubran las relaciones

empíricas entre ellos; tienen que poder ser comprobadas por otros científicos y han de predecir el

comportamiento posterior de los cuerpos en relación con el fenómeno estudiado.

Elaboración de las conclusiones finales. Intento de formular una teoría

válida, basándose en modelos, que integre el mayor número de leyes posible.

Medida de magnitudes

Magnitud. Cualidad de un cuerpo referida a una unidad de la misma especie.( Ej.: masa)

Medir es comparar una magnitud de un cuerpo con otra similar llamada unidad. ( Ej.:

la masa de un niño con la unidad de masa llamada kilogramo)

Magnitudes escalares. Aquéllas que vienen determinadas sólo por un valor

numérico. En el resumen las representaremos con letras y números en cursiva . (Ej.: masa; m = 4 kg).

Magnitudes vectoriales. Aquéllas que vienen determinadas por módulo, dirección,

sentido y, a veces, punto de aplicación. Las representaremos en negrita y con una flecha superior.

Las componentes se escriben normalmente. (Ej.: velocidad;s

mji

s

mv

42)4,2( )

Las magnitudes también se pueden dividir en fundamentales, que son las que no es

necesario definirlas en función de otras (ej.: temperatura), y las derivadas, que se definen en

función de las fundamentales (ej.: velocidad)

Hay diferentes sistemas de unidades pero el más utilizado es el Sistema Internacional (S.I.)

cuyas magnitudes fundamentales y unidades patrón son la longitud —metro, m—, la masa —

kilogramo, kg—, el tiempo —segundo, s—, la temperatura —kelvin, K—, la intensidad de corriente

—amperio, A—, la intensidad de luz —candela, cd— y la cantidad de sustancia —mol, mol—.

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Múltiplos y submúltiplos

Múltiplos

Prefijo exa peta tera giga mega kilo hecto deca

Abreviatura E P T G M k h da

N. científica 1018 1015 1012 109 106 103 102 101

Submúltiplos

Prefijo deci centi mili micro nano pico femto atto

Abreviatura d c m n p f a

N. científica 10–1 10–2 10–3 10–6 10–9 10–12 10–15 10–18

Ecuación de dimensión

La ecuación de dimensión de una magnitud consiste en especificar de qué magnitudes

fundamentales depende.

Ej.: [W] = [Fּr] = [mּaּr] = [mּvּt–1 ּr] = [mּrּt–1ּt–1 ּr] = MּL2ּT–2

Errores en la medida

Las medidas en Física pueden conllevar errores que distorsionen las medidas tomadas. Hay

que intentar minimizarlos lo más posible.

Hay errores accidentales o aleatorios que son imprevisibles y se producen por

circunstancias externas. También hay errores sistemáticos, debidos a la utilización de malos

aparatos de medida, etc.

Las medidas tienen un error absoluto que es la diferencia entre la medida y el valor

real (cuando no se conoce se utiliza la media de todos los valores). xxia donde n

x

x

n

i

i 1 .

Para comparar lo precisa que es una medida utilizamos el error relativo que es el

cociente entre el error absoluto y la medida considerada exacta. x

a

r

Cuando se toman muchas medidas para intentar minimizar el error cometido en una medida

directa (tomada experimentalmente) se considera que el error que se comete es la media de todos

los errores absolutos, considerados para cada una de las medidas. n

xxn

i

i

d

1 y se llama error

de dispersión.

Si la medida es indirecta (obtenida por cálculo matemático) y si en las operaciones aparecen

suma o diferencia de medidas, los errores absolutos de éstas se suman. Si en las operaciones lo que

aparecen son multiplicaciones o divisiones, los errores relativos se suman, y luego se obtiene el

error absoluto.

De manera aproximada podemos considerar que en una magnitud hay que dar tantas cifras

significativas como la menor de las que se operan. Ej.: 9,87,35/11,256 = 6,3992537… ≈ 6,4

Notación científica

Se considera que un número está escrito en notación científica cuando se escribe

con una parte entera y decimal, multiplicada por una potencia de diez, con el exponente que le

corresponda. La más correcta es la que cumple que la parte numérica inicial está comprendida entre

uno y diez, o sea, tiene una sola cifra significativa delante de la coma. Ej.: 0,0000345 = 3,45ּ10–5;

2390456 = 2,390456ּ106

Son cifras significativas las que van desde la primera cifra escrita distinta de cero

hasta la última, aunque sea cero. Los ceros a la derecha dan una medida de la exactitud de la

medida.

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UNIDAD 2. ESTRUCTURA ATÓMICA

Los átomos son la mínima parte de una sustancia que mantiene sus propiedades químicas,

pero a su vez están formados de partículas más pequeñas, que son iguales para todos los elementos

químicos.

La Teoría atómica de Dalton se basa en los siguientes postulados:

Los elementos están constituidos por átomos (independientes, inalterables e indivisibles).

Los átomos de un mismo elemento son siempre iguales en masa y en propiedades químicas.

Los átomos de distintos elementos tienen diferente masa y propiedades.

Todos los compuestos se forman por la unión de átomos de los distintos elementos siguiendo una

relación numérica sencilla.

En las reacciones químicas no se destruyen átomos; sólo se unen de distintas maneras.

El protón es una partícula, de masa m ≈ 1,67·10–27 kg y carga positiva q ≈ 1,60·10 –19 C

que entra en la composición de todos los núcleos atómicos. El número de protones que tiene un

núcleo es su número atómico.

El electrón es una partícula, de masa m ≈ 9,11·10–31 kg y carga negativa q ≈ –1,60·10 –19

C que se encuentra en la corteza de todos los átomos. El número de electrones que tiene un átomo o

ion coincide con el número atómico en el átomo neutro, y se incrementa en el número de cargas

negativas que tiene un anión (ion negativo) o se decrementa en las cargas positivas de un catión (ion

positivo). Forman los rayos catódicos.

El neutrón es una partícula, de masa m ≈ 1,675·10–27 kg y carga nula q = 0 que entra en

la composición de todos los núcleos atómicos, dándoles estabilidad. El número de nucleones

(protones y neutrones) de un núcleo es su número másico. El número de neutrones es, por tanto, el

número másico menos el número atómico.

El átomo de Thomson (modelo del plumcake) consiste en una masa esférica positiva

donde se encuentran encajados los electrones negativos, siendo neutro el conjunto. Estos electrones

pueden ser arrancados de la masa por el efecto de potenciales eléctricos muy elevados.

Tras el experimento del bombardeo con partículas " ( He4

2 ) sobre un pan de oro,

Rutherford desarrolla el modelo planetario, que consiste en un núcleo, de radio aproximado de

una diezmilésima del radio total atómico, donde se concentra la carga positiva y la práctica totalidad

de la masa atómica. Los electrones giran en órbitas alrededor del núcleo (corteza).

Isótopos son átomos del mismo elemento que se distinguen por contener distinta cantidad

de neutrones en su núcleo.

Onda electromagnética es la transmisión de energía a la velocidad de la luz (c =

3·108 m·s–1) de forma radiante. Cumple que kT

c

Espectro es el análisis de las distintas radiaciones (o longitudes de onda) emitidas por un

foco luminoso o de radio. Hay varios tipos.

Emisión. Lo emite un cuerpo previo calentamiento o descarga eléctrica. Es

continuo si posee todos los colores de la luz blanca (emitido por sólidos y líquidos

incandescentes) y discontinuo –sólo presenta unas rayas definidas– si no es así (emitido

por gases).

Absorción. Se obtiene al irradiar un cuerpo en estado gaseoso con luz blanca. Es un

espectro discontinuo en el que aparecen en negro las rayas o bandas que en el espectro de

emisión aparecían coloreadas.

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1s

2s 2p

3s 3p 3d

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f 5g

6s 6p 6d 6f 6g

7s 7p 7d 7f 7g

En el espectro visible del hidrógeno se cumple que las líneas espectrales

cumplen la ecuación

2

2

2

1 n

1

n

11Rk

donde R, constante de Rydberg, vale 1,097·107 m-1.

La energía que posee un fotón emitido o absorbido por un electrón al cambiar de

órbita en un átomo es igual al incremento de energía entre su nivel de llegada y su nivel de partida

hEEE nnfotón 12, donde n1 y n2 son números cuánticos que representan el

nivel energético (de órbita) en que se encuentra el electrón.

Se llama estado fundamental al estado en que se encuentra un átomo con todos sus

electrones en los niveles energéticos más bajos posibles. Estado excitado es cuando uno o

varios electrones se encuentran en niveles superiores energéticamente.

La configuración electrónica de un átomo consta de

niveles (n) y subniveles (; para cada nivel tantos como n) cuyo

orden creciente de energías viene dado por la suma n + –regla de la

diagonal de Möller–.

Cada nivel contiene un máximo de 2·n2 electrones que se ubican en

los distintos subniveles, que son: el s ( = 1) –hasta 2 electrones–; el p ( =

2) –hasta 6 e–—; el d ( = 3) –10 e–– y el f ( = 4) donde caben 14 e–.

Los elementos se pueden ordenar en una Tabla Periódica de los elementos según su

configuración electrónica externa, lo que sirve para visualizar las semejanzas en el comportamiento

químico de los elementos. El Sistema Periódico está formado por 18 grupos (columnas) y 7

periodos (filas).

PE

RIO

DO

S

GRUPOS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (Ia) (IIa) (IIIb) (IVb) (Vb) (VIb) (VIIb) (VIIIb) (Ib) (IIb) (IIIa) (IVa) (Va) (VIa) (VIIa) 0

elementos

tipo s elementos tipo d elementos tipo p

alca

linos

alca

lino–

térr

eos

elementos de transición

térr

eos

carb

onoid

eos

nit

rogen

oid

eo

s

anfí

gen

os

hal

ógen

os

gas

es n

oble

s

1 H He

2 Li Be B C N O F Ne

3 Na Mg Al Si P S Cl Ar

4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

7 Fr Ra Ac

elementos tipo f (transición interna)

tierras raras

Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lw

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Los átomos se pueden unir para formar estructuras más estables intentando conseguir una

configuración electrónica externa, especialmente estable, que consiste en tener 8 e– (como los gases

nobles) en la capa de valencia (última capa electrónica); es la regla del octeto o de Lewis.

Todos los elementos químicos tienden a enlazarse entre ellos para obtener la máxima

estabilidad. Para ello se aproximan a cumplir la regla del octeto, o regla de Lewis, que

consiste en ganar, perder o compartir electrones para alcanzar la configuración electrónica del gas

noble más cercano. A su vez, debido a esto, los elementos se enlazan entre sí, ya sea por compartir

electrones, lo cual hace que los átomos tengan que permanecer unidos, ya sea por ganancia o

pérdida de electrones y la posterior atracción electrostática entre los iones cargados.

Los átomos se acercan hasta una distancia, llamada distancia de enlace, en la que la

energía sea mínima.

Hay varios tipos de enlace:

Enlace iónico

Consiste en la unión de iones cargados con carga de distinto signo por atracción

electrostática. Los iones que forman los compuestos iónicos se agrupan formando redes

cristalinas. En ellas un ion se encuentra rodeado por un determinado número de iones del signo

contrario en una posición próxima.

Enlace covalente

Es la unión que hay entre dos átomos que comparten electrones.

Se llama covalencia al número de pares electrónicos compartidos (dobletes).

Los enlaces covalentes tienen polaridad cuando los dos átomos implicados tienen distinta

electronegatividad, esto es, atraen los electrones del enlace con distinta fuerza.

En los enlaces polares, si la distribución de las cargas no es simétrica, se forma un centro de

carga positiva diferenciado del de carga negativa y aparece un dipolo.

Enlace metálico

Los átomos de los metales forman redes compactas donde los iones positivos del metal se

encuentran en los nudos, y alrededor hay una nube electrónica de los electrones desprendidos.

Enlace por puente de hidrógeno

Se forma cuando un elemento muy electronegativo se enlaza con el hidrógeno; al ser atraído

el electrón del hidrógeno por el no—metal, el hidrógeno se queda con una carga neta positiva que a

su vez atrae a otras cargas negativas.

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS SEGÚN SU TIPO DE ENLACE

Covalente

apolar

Covalente

polar Iónico Metálico

Por puente de

hidrógeno

P. fusión Muy bajo

<-100 ºC

Bajo

<0 ºC

Muy alto

>500 ºC

Medio

0 ºC< <2000 ºC

Medio—bajo

-50 ºC< <200 ºC

P ebullición Muy bajo Bajo Muy alto Medio Medio—bajo

Dureza Muy baja Baja Alta Media Baja

Dilatación Pequeña Alta

Conductividad Nula Muy baja Nula (sólidos)

Alta (fundidos o disueltos) Muy alta Baja

Solubilidad

(polares/apolares) Baja/alta Alta/baja Alta/baja Muy baja Alta/baja

Velocidad de

reacción Moderada Alta Muy alta (disueltos) Moderada Alta

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UNIDAD 3. LEYES Y CONCEPTOS BÁSICOS EN QUÍMICA

Química es la ciencia que estudia la constitución, propiedades y transformaciones que

sufre la materia.

Las sustancias presentes en la naturaleza se pueden presentar como sistemas

heterogéneos (con distintas fases o zonas distintas de sustancias o concentraciones diferentes)

o sistemas homogéneos.

Los sistemas homogéneos se dividen en disoluciones (donde se pueden separar los

componentes por medios físicos) y sustancias puras.

Las sustancias puras pueden ser elementos (no pueden descomponerse en otras más

sencillas mediante procedimientos químicos) y compuestos.

Leyes ponderales

Ley de Lavoisier o de la conservación de la materia

La masa de los productos obtenidos en una reacción química es siempre igual a la masa de

los reactivos que intervienen en ella.

Ley de Proust o de las proporciones definidas

Cuando dos o más elementos se combinan para formar un determinado compuesto, la

proporción entre sus masas es siempre idéntica.

Ley de Dalton o de las proporciones múltiples

Cuando dos elementos se combinan para formar varios compuestos diferentes, las

cantidades de uno de ellos que se combinan con la misma cantidad del otro siguen una proporción

numérica sencilla.

Ley de Gay–Lussac o de los volúmenes en combinación

Los volúmenes en los que intervienen los reactivos que son gases y los que se obtienen de

los gases producto de la reacción siguen siempre una relación numérica muy sencilla.

Hipótesis de Avogadro

En un determinado volumen de un gas, sea cual sea este, y auna determinada presión y

temperatura, siempre existen el mismo número de moléculas.

Molécula. Agrupación de átomos del mismo o distinto elemento que se comportan de

forma independiente en estado gaseoso.

Mol. Cantidad de sustancia que contiene 6,022·1023unidades elementales. La masa de un

mol de cualquier sustancia es igual numéricamente a su masa, molecular o atómica, expresada en

gramos.

Uma. Masa equivalente a la doceava parte de un átomo de carbono 12. Equivale a

1,66·10-24 g.

Leyes de los gases

Ley de Boyle y Mariotte

El producto de la presión y el volumen de un gas siempre es constante para una temperatura

constante.

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Ley de Charles

El volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta a la

que se encuentra, siempre que la presión sea constante.

Ley de Gay-Lussac

La presión que ejerce un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta a la que

se encuentra, siempre que el volumen sea constante.

Ley de los gases perfectos o ecuación de Clapeyron

Para todos los gases ideales se cumple: P·V= n·R·T

Ley de Avogadro

El volumen que ocupa un gas en condiciones normales es 22,4 L. En otras condiciones, un

mol de un gas ocupa siempre el mismo volumen que un mol de cualquier otro gas.

Ley de las presiones parciales o de Dalton

En un recipiente cerrado y a una temperatura constante, la presión total que ejerce una

mezcla de gases equivale a la suma de las presiones parciales que ejercería cada gas de la mezcla si

estuviera solo en el recipiente.

Fórmulas

Fórmula empírica de un compuesto. Representación que índica la relación

existente entre el número de átomos de los elementos presentes en una molécula.

Fórmula molecular. Representación que índica exactamente el número de átomos

de cada elemento presentes en la molécula.

Propiedades coligativas

Son propiedades de las disoluciones que solo dependen de la concentración de la disolución

y no de la naturaleza de los solutos. Son el descenso de la presión vapor, las

variaciones de los puntos de fusión y ebullición y la presión osmótica.

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UNIDAD 4. ESTEQUIOMETRÍA Y QUÍMICA INDUSTRIAL

Reacción química es una transformación química en la que pasamos de tener un

determinado tipo de sustancias llamadas reactivos a tener otras distintas llamadas productos

de la reacción. a A + b B ––––––– c C + d D

Ésta se produce al haber una variación en la forma en la que están combinados los elementos

presentes y se produce por la rotura de unos enlaces para formar otros nuevos.

Una reacción química estará ajustada estequiométricamente cuando el número

de átomos de cada uno de los elementos que intervienen sea igual en los dos lados de la reacción.

Factor de conversión es un cociente que nos permite conocer la cantidad de una

sustancia que tiene relación con la cantidad de ella misma, expresada en otras unidades o

magnitudes (unitario) o de otra sustancia (interactivo) que está relacionada con ella

mediante una ecuación o reacción química.

Rendimiento es el cociente entre las cantidades realmente existentes de un producto y

las que deberían haberse obtenido. Riqueza es, en tanto por ciento, la cantidad de una muestra

que es realmente la sustancia pura.

Es fundamental que esté bien ajustada la reacción para que estén correctamente calculados

los factores de conversión interactivos. Habitualmente representan el nº de moles de una sustancia

con respecto a la otra, también pueden ser en unidades de volumen, cuando los dos términos

interrelacionados son gases.

Reactivo limitante es aquél que se consume totalmente en una reacción y por tanto

limita la continuidad de ésta. Los demás reactivos se llaman reactivos en exceso o

excedentes.

La concentración de las sustancias disueltas se mide de varias formas.

Molaridad (M) es el número de moles de un soluto que hay en cada litro de

disolución.

Normalidad (N) es el número de equivalentes–gramo de un soluto que hay en cada

litro de disolución.

Concentración en tanto por ciento es la masa de soluto que hay en 100 g de

disolución.

Concentración en gramos–litro es la masa de un soluto que hay en 1 L de disolución.

Fracción molar (s) es el cociente entre el número de moles del soluto y el número

de moles totales de la disolución.

Molalidad (m) es el número de moles de un soluto que hay en un kilogramo de

disolvente.

Valoraciones ácido–base son aquéllas en las que se forma agua por neutralización

de un ion H+, que viene de un ácido, con un ion OH– , de una base. Cumplen siempre que

Va·Na = Vb·NbN

Las reacciones que, en su transcurso, desprenden calor se llaman exotérmicas. Si hay

que suministrarles energía se llaman endotérmicas.

Si, además de los reactivos, productos y coeficientes estequiométricos, en una reacción

química expresamos la energía intercambiada estamos ante una ecuación termoquímica.

Combustión es el proceso químico que ocurre cuando se junta un combustible y un

comburente, normalmente oxígeno, y que ocasiona un gran desprendimiento de calor.

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Química e industria

Procesos industriales de importancia. Síntesis de ácido sulfúrico, ácido

nítrico y amoniaco.

Siderurgia integral. Obtención de acero a partir de minerales de hierro empleando

un alto horno.

Ruta del horno de arco eléctrico. Obtención de acero mediante reciclaje de

chatarra empleando un alto de arco eléctrico.

Nuevos materiales Siliconas, grafeno, semiconductores, superconductores, etc.

CÁLCULOS DE COMPOSICIÓN CENTESIMAL

mol

at

M

MátomosN

º100%

at

mol

M

MátomosN

100

Si no se conoce la masa molecular se divide para cada uno de los elementos el porcentaje

que presentan entre la masa atómica y luego se divide entre el número menor de todos ellos, para

convertirlo en números enteros. Caso de que todavía no lo sean, se multiplican todos por el mismo

número.

Mol. Es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas unidades elementales

como átomos hay en 0,012 kg de Carbono—12. Ha de especificarse cuáles son las unidades

elementales a las que se refiere: átomos, moléculas, etc... Equivale al número de Avogadro de

partículas, o sea, 6,022·1023.

La masa de un mol de átomos de un elemento equivale a la masa atómica expresada en

gramos.

molM

gmmolesN º

Volumen molar normal. Es el volumen que ocupa 1 mol de un gas en condiciones

normales (0 ºC y 1 atm de presión). Es el mismo para todos los gases: 22,4 L.

Ecuación de los gases perfectos: p·V=n·R·T

Ecuación de Clapeyron: TRM

gmVp

mol

)(

Equivalente—gramo. Se llama equivalente—gramo de una sustancia a la cantidad de

ésta, expresada en gramos, que se combina con 1 g de hidrógeno. Equivale a la masa molecular

dividido entre la valencia.

Conversión entre distintas unidades de concentración

c (g·–1) M N %

c (g·–1) c c

M m

c Val

M m

c

d10

M mM M M Val M M M

d

m

10

N mM N

Val

N

Val N

N M

d Val

m

10

% % d 10 % d

M m

10

% d Val

Mm

10 %

Nota: Las densidades han de expresarse en gcm–3.

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UNIDAD 5. QUÍMICA DEL CARBONO

La Química de los compuestos del Carbono, que también se conoce por el

nombre de Química Orgánica, es muy importante dada la inmensa cantidad de compuestos

que se pueden formar, debido a la posibilidad de producirse enlaces entre átomos de carbono.

Se pueden producir cadenas abiertas y cerradas, con enlaces sencillos o

múltiples: dobles y triples.

Los compuestos del Carbono suelen ser gases, líquidos o sólidos con puntos de fusión bajos,

que se suelen disolver en disolventes apolares, que no son muy reactivos a bajas temperaturas, pero

cuya reactividad aumenta mucho con aporte energético previo.

Para representar los compuestos de carbono se utilizan fórmulas empíricas –

proporción entre los átomos en el compuesto–, moleculares –cantidad exacta de los diferentes

átomos–, semidesarrollada –detallando los enlaces entre carbonos–, desarrollada –

detallando todos los enlaces– y espacial –orientando los enlaces en el espacio–.

Se llama grupo funcional al átomo o grupo de átomos que dotan a un compuesto de

un comportamiento y unas propiedades características y similares a los compuestos que presentan el

mismo grupo funcional.

Se llaman series homólogas a las familias formadas por la sucesión de compuestos

con un número de carbonos creciente pero que presentan todos la misma función

orgánica o grupo funcional.

Isomería. Son isómeros aquellos compuestos que tienen el mismo número de átomos de

cada elemento pero no los mismos enlaces entre ellos.

o De cadena. Son isómeros los compuestos que tienen una estructura diferente

(distintos enlaces entre carbonos) pero el mismo número de átomos de cada elemento

o De posición. Son isómeros aquellos compuestos que tienen el mismo grupo

funcional pero en distinto lugar de la cadena carbonada.

o De función. Son los que tienen un grupo funcional distinto.

o Cis—trans. Son isómeros cis—trans aquéllos que, teniendo un doble enlace, los

sustituyentes se colocan en posiciones diferentes.

o Óptica. La presentan aquellos compuestos que tienen un átomo de carbono

asimétrico, esto es, que tiene los cuatro sustituyentes distintos. Presenta dos formas: la

dextrógira(+), que desvía el plano de luz polarizada hacia la derecha y la

levógira(–) al revés. Se llama mezcla racémica a la mezcla equimolecular de

ambas formas.

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GRUPOS FUNCIONALES Y ORDEN DE PRIORIDAD (CRECIENTE) EN LA NOMENCLATURA

SERIES

HOMÓLOGAS

GRUPO

FUNCIONAL

NOMBRE

DEL

GRUPO

NOMBRE

PREFIJO

NOMBR

E SUFIJO

FÓRMULA

REPRESENTATIVA EJEMPLO

ALCANOS ||CC

||

–ano CnH2n+2 etano: CH3

– CH3

RADICAL

alquil,

alquilo

arilo

(aromáticos)

–R

metilo: –

CH3

etilo: –

CH2–CH3

NITRODERIVAD

O —NO2 nitro nitro– R–NO2

nitroetano:

CH3–CH2–

NO2

HALOGENUROS

DE ALQUILO

—X

X=halógeno

halo (flúor,

cloro,…) halo– R–X

clorometan

o: ClCH3

ALQUINOS – C C – –ino CnH2n–2 etino: CH

CH

ALQUENOS \/

CC

/\

–eno CnH2n eteno: CH2

= CH2

ÉTERES – O – oxi alcoxi– R–O–R’

metoxietano

: CH3–O–

CH2–CH3

AMINAS – NH2 amino amino– –amina R–NH2 metilamina:

CH3–NH2

ALCOHOLES – O – H hidroxilo hidroxi– –ol R–CH2OH

etanol:

CH3–

CH2OH

NITRILOS – C N ciano ciano– –nitrilo R–CN etanonitrilo:

CH3–CN

CETONAS C

||

O

carbonilo oxo– –ona R–CO–R’

propanona:

CH3–CO–

CH3

ALDEHÍDOS HC

||

O

carbonilo formil– –al R–CHO

etanal:

CH3–CHO

AMIDAS 2NHC

||

O

amida

carbamoil

– –amida R–CONH2

etanoamida:

CH3–

CONH2

ÉSTERES OR'C

||

O

éster alcoxi

carbonil–

–oato de

alquilo R–COO–R’

etanoato de

metilo:

CH3–COO–

CH3

ÁCIDOS OHC

||

O

carboxilo carboxi– –oico R–COOH

ácido

etanoico:

CH3–COOH

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TEMA 6. TRANSFORMACIONES ENERGÉTICAS Y ESPONTANEIDAD DE LAS

REACCIONES QUÍMICAS

Termodinámica. Es la parte de la Química que estudia las relaciones existentes entre

la energía y los cambios químicos. Termoquímica es la parte de ésta que estudia

específicamente la energía calorífica que acompaña a una reacción.

Sistema termodinámico es la parte del Universo que se está observando. El

entorno es lo que le rodea. Es Abierto cuando intercambia materia y energía con el entorno,

cerrado cuando intercambia energía pero no materia y aislado cuando no intercambia ni

materia ni energía con el entorno.

Variables de un sistema o variables de estado son cada una de las

propiedades de un sistema que pueden variar mientras el sistema evoluciona. Son extensivas si

dependen de la cantidad de materia presente en el sistema, e intensivas si no dependen de la masa

del sistema.

Funciones de estado. Son aquellas variables de estado que sólo dependen del estado

del sistema y por lo tanto su variación sólo depende del estado inicial y final del sistema y no del

camino llevado en la transformación.

Equilibrio. Es el estado de un sistema que es estable frente a una transformación

infinitesimal. Es dinámico, o sea, se producen transformaciones continuamente, pero opuestas

entre sí por lo que el estado global del sistema no experimenta ninguna variación.

Transformación reversible. Es aquélla que se realiza a través de una serie

continua de estados de equilibrio (cuasiestáticamente). En caso contrario es una Transformación

irreversible.

Primer principio de la Termodinámica

La variación en la energía interna de un sistema (U —suma de todas las energías de las

partículas que componen el sistema—) es igual a la variación en el calor absorbido (+) o

desprendido (–) por el sistema menos el trabajo realizado por (–, realizado) o sobre (+, recibido) el

sistema.

U = Q + W donde W = p·V

El calor a volumen constante coincide con la variación de energía interna QV = U =

n·cV·T

Entalpía. Es una función de estado extensiva. Su incremento equivale al calor absorbido

o desprendido a presión constante. H = U +p·V H = Qp = U + W = U + p·V = U + n·R·T

Se relaciona con el calor de reacción a volumen constante Qp = QV + n·R·T

Puede ser de:

formación. Calor que se absorbe o desprende cuando se forma un compuesto a partir de

sus elementos. Si es en condiciones estándar se representa por Hf0. En el caso de elementos en su

estado natural su entalpía de formación, por convenio, se iguala a cero.

reacción. Calor que se absorbe o desprende cuando tiene lugar la reacción. Se puede

obtener según la ecuación H0 = (np·Hfp0) – (nr·Hfr

0) donde los subíndices p y r representan

productos y reactivos, respectivamente.

combustión. Calor que se absorbe o desprende cuando se quema un mol de un

compuesto con oxígeno. Si es en condiciones estándar se representa por Hc0. Sirve para calcular la

entalpía de una reacción según H0 = (nr·Hcr0) – (np·Hcp

0)

de enlace. Energía que se necesita para romper un mol de un enlace.

He0 = (energía de enlaces rotos) – (energía de enlaces formados)

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Reacción exotérmica es aquélla en la que se desprende calor, o sea H < 0,

mientras que si se absorbe calor, o sea H > 0, se llama reacción endotérmica.

Ecuación termoquímica. Ecuación química ajustada, en la que se especifican

reactivos, productos, así como su estado físico, y la cantidad de calor intercambiada, ya sea como

entalpía o como término de la ecuación.

Ley de Hess. Si una reacción química puede expresarse como la suma algebraica de otras

reacciones, su calor de reacción será la suma algebraica de los de las reacciones que la forman.

Entropía. Medida del desorden de un sistema. Se representa por la letra S.

S0 = (np·Sp0) – (nr·Sr

0)

Segundo principio de la Termodinámica

La entropía total del Universo tiende a aumentar y nunca a disminuir.

Energía libre de Gibbs (G). G = H – T·S. Su variación es igual a G = H – T·S

y sirve para medir la espontaneidad de una reacción.

Proceso espontáneo. Aquél que transcurre en un sistema sin necesidad de

intervención exterior. Para él G < 0

No espontáneo. Aquél que necesita que se ejerza sobre el sistema algún tipo de acción

para que tenga lugar. En él G > 0.Si G = 0 el proceso está en equilibrio.

Proceso reversible. Aquél que puede transcurrir en los dos sentidos. En él

T

QΔS reversible

Proceso irreversible. Que sólo puede transcurrir en una dirección. En él

T

QΔS reversible

Proceso imposible. Aquél que no se puede dar en la Naturaleza. T

QΔS reversible

Se pueden también definir entropías molares, de formación, de reacción, de enlace…

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UNIDAD 7. CINEMÁTICA DEL PUNTO MATERIAL. ELEMENTOS Y MAGNITUDES

DEL MOVIMIENTO

Movimiento. Es un el cambio continuo de posición de un objeto o una partícula con

respecto a un sistema de referencia.

El sistema de referencia es un punto, llamado origen —respecto al cual vamos a

describir el movimiento— unido a unos ejes cartesianos que nos van a definir las direcciones del

espacio.

Trayectoria es el lugar geométrico de los puntos que sucesivamente ocupa el móvil en

el transcurso del tiempo.

Vector de posición. Vector que une el Origen del sistema de referencia con la

posición de una partícula. Se representa por )zy,x,(zyx kjir

y su módulo por

222 zyxr r

Vector desplazamiento. Vector que une las posiciones inicial y final de un móvil.

)z -z,y -y, x-x(Δz)Δy,Δx,()z -z()y -y() x-x(ΔzΔyΔx 010101010101 kjikjir

Espacio recorrido. Es la magnitud escalar que mide la longitud de la trayectoria. Es

distinto del módulo del vector desplazamiento.

Velocidad media. Es el vector resultante de dividir el vector desplazamiento entre el

tiempo empleado en el movimiento; por lo tanto es igual a

tttttttt

Δz,

Δy,

Δxzyxzyxkji

kjirv

Velocidad instantánea. Es la velocidad que tiene una partícula en un instante

determinado o la velocidad que posee en un punto concreto de su trayectoria. Al módulo de esta

velocidad se le llama rapidez o celeridad.

Aceleración media. Es el vector resultante de dividir el vector incremento de

velocidad —diferencia entre el vector velocidad final y el vector velocidad inicial— entre el tiempo

empleado en el movimiento; por lo tanto es igual a

ttttttttt

o zyxzyxzyxf v,

v,

vvvvvvvkji

kjivvva

Aceleración instantánea. Es el valor de la aceleración cuando se toma un

intervalo de tiempo muy pequeño.

Si se da el valor de la aceleración con respecto a un sistema de referencia que tiene su

origen en el móvil y cuyo primer eje cartesiano tiene la dirección y sentido del movimiento (sistema

de referencia intrínseco a la trayectoria) se dice que sus componentes son las componentes

intrínsecas de la aceleración. nt aaa

at es la aceleración tangencial (variación del módulo de la velocidad, o sea, de la rapidez),

an es la aceleración normal o centrípeta (mide el cambio de dirección de la velocidad), es el vector

unitario tangente a la trayectoria y es el vector unitario normal a la trayectoria.

R =

t =

2v

av

a nt

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TIPOS DE MOVIMIENTOS

Los movimientos más habituales que nos encontramos en Física se pueden incluir en una

tabla según el valor de sus aceleraciones.

an = 0

movimientos rectilíneos

an = cte

movimientos

curvilíneos

at =

0

mo

vim

ien

tos

un

ifo

rm

es

MRU

t

=

·v+x=x

ctev

0=a

0t

MCU

t

=

0=

·ωθθ

cteω

α

0t

R

·R

Rs

2

n

va

v

at =

cte

movim

ien

tos

un

iform

em

en

te a

cele

rad

os MRUA

MCUA

tt

t

R

2

0

2

1··

·

·

00t

t

ωθθ

ω

a

Hay que establecer un criterio de signos. Vamos a utilizar como primera coordenada y positiva el

semieje positivo de las x (hacia la derecha) y como segunda y positiva el semieje positivo de las y

(hacia arriba). Con este criterio, en los problemas de caída libre, la aceleración de la gravedad

valdrá (0,–9.8) mּs–2, tanto si subimos como si bajamos.

Composición de movimientos

Se establece qué tipo de movimiento hay en cada eje, se escriben las ecuaciones del

movimiento y se van resolviendo las preguntas sustituyendo los valores que nos den en los dos ejes.

En el caso de tiro oblicuo (cuando hay una velocidad inicial v0 que forma un ángulo con la

horizontal) hay que tener en cuenta que v0x = v0 ּcos y que v0y = v0 ּsen , por trigonometría.

Entre las preguntas más importantes que se pueden hacer está la altura máxima alcanzada

(en la que se cumple que vy = 0), el alcance máximo (para el que se cumple que y = 0) y el tiempo

de vuelo (que cumple la misma condición) y el ángulo de impacto (que viene dado por tg = vy/vx).

)xx·(a·2vv

)·vv·(2

1xx

··a2

1·v+x=x

·a+v=v

ctea

0t

2

0

2

00t

2oot

ot

t

t +t

t

=

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Movimiento armónico simple —m.a.s.—

Ecuación general del m.a.s.

)+t(A=x(t) ·sen·

x representa la elongación, que es la distancia, en cualquier instante, entre la posición

de la partícula vibrante y la posición de equilibrio.

A es la amplitud, o sea, la máxima distancia a la posición de equilibrio que puede

alcanzar la partícula vibrante.

(·t es la fase en cualquier instante, o estado de la vibración.

es la fase inicial o corrección de fase. Representa el estado de la vibración

para t = 0.

es la pulsación o frecuencia angular. Es la velocidad angular del movimiento

circular cuya proyección sobre un diámetro representaría el movimiento armónico.

T es el período, y es el tiempo que tarda el m.a.s. en repetirse.

f o es la frecuencia, que es el número de vibraciones completas por segundo.

·π·212·π

= T

= T

=

Velocidad y aceleración del m.a.s.

xtAtaxAtAtv ·)·(sen··)(·)··cos(·)( 2222

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UNIDAD 8. DINÁMICA

LEYES DE NEWTON

Primera ley o Principio de inercia. Todo cuerpo tiende a conservar su estado

de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme si sobre él no actúa ninguna fuerza o la suma de las

que actúan vale cero. ctev0F

Se llama masa inerte a la resistencia que ofrece un cuerpo a cualquier cambio en su

estado de reposo o de MRU.

Cantidad de movimiento o momento lineal

La cantidad de movimiento o momento lineal es un vector cuyo valor es: vp m

Teniendo en cuenta que la masa de los cuerpos es constante y el principio de inercia

cte·ctesi vpv0F

m

“El momento lineal de un cuerpo libre –sobre el que no actúan fuerzas– es siempre

constante”.

Se define fuerza como la magnitud que mide la variación del momento lineal con

respecto al tiempo. avvvp

F

m

tm

t

m

t

m

Segunda ley o Principio fundamental de la dinámica. La suma de

todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo le confieren a éste una aceleración que es directamente

proporcional a la suma de todas las fuerzas que actúan sobre él e inversamente proporcional a la

masa inerte del cuerpo. aF m

Fuerza. Unidades

La unidad de fuerza en el S.I. es el Newton (N) que es la fuerza que, al actuar sobre un

cuerpo de masa 1 kg, le proporciona una aceleración de 1 m·s–2. También es importante la unidad

del Sistema Técnico Terrestre que es el kilopondio (kp), que es la fuerza con la que la Tierra

atrae un objeto de 1 kg de masa que se encuentre en su superficie. 1 kp = 9,8 N

Aplicaciones importantes de este Principio son la fuerza centrípeta, que es la fuerza que

consigue hacer que los cuerpos cambien de dirección y que vale RmR

mmc 22

ωv

caF

y el

peso, que es la fuerza con la que la Tierra atrae los cuerpos gP m

Tercera ley o principio de acción y reacción. Cuando un cuerpo ejerce una

fuerza sobre otro –llamada fuerza de acción– éste responde con una fuerza igual y de sentido

contrario sobre el primero –llamada fuerza de reacción–. Las dos fuerzas se aplican sobre cuerpos

diferentes y son simultáneas (salvo a velocidades próximas a la de la luz). 2112 FF

Fuerza de rozamiento. La fuerza de rozamiento es una fuerza que se opone al

movimiento de los cuerpos y es provocada por el roce entre éstos y la superficie sobre la que se

mueven. Vale αcosgμNμFroz m

donde " es el ángulo que forma el plano de

desplazamiento con la horizontal. Hay un coeficiente e –estático– cuando no hay movimiento y un

coeficiente c –cinético– de menor valor, cuando sí lo hay. El coeficiente de rozamiento estático es

igual a la tangente del mínimo ángulo para el cual empieza el movimiento de un

cuerpo en un plano inclinado.

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En ausencia de fuerzas externas, para un cuerpo que desciende por un plano inclinado se

cumple que los módulos de las fuerzas Px y Fr son: αsen gPx m y que α cosgμF mr

Dinámica del m.a.s.

Ley de Hooke: “La fuerza que ejerce un muelle estirado o

comprimido es directamente proporcional al estiramiento o

compresión producidos”. xF

k Es positiva si hablamos de la fuerza que deforma el

muelle y negativa si hablamos de la fuerza que ejerce el muelle para volver a su posición inicial.

Como x·Fyx··a·F 2 kmm se obtiene que el valor de la constante es k = m 2 y por

tanto como k

mT

m

k·2·π

2·π

y como

g·2·π

lT

lmk

Dinámica del m.c.u.

En el movimiento circular uniforme, el módulo de la velocidad es constante, pero su

dirección, que es tangente a la trayectoria, cambia en cada punto.

Aceleración centrípeta. Aceleración que actúa en la dirección de la perpendicular a

la trayectoriay vale RR

v 2

2

ωηa

Fuerza centrípeta. Es la fuerza que actúa en la dirección de la normal y vale

RmR

vm 2

2

ωηF

Impulso y cantidad de movimiento

El impulso de una fuerza es un vector cuyo valor es: t FI

La relación entre el impulso y la cantidad de movimiento viene dada por:

pppvvvaFI ofof

mmmtmt

Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si sobre

una partícula no actúa ninguna fuerza, su cantidad de movimiento permanece constante. Si en un

sistema formado por varias partículas no hay fuerzas exteriores, la suma de las cantidades de

movimiento de las partículas permanece constante, aunque la de cada una de ellas pueda variar.

f022

2211221122221111

221121

21

2112

''

''''

pppppp

vvvvvvvv

vvpppp

FF

11

mmmmmmmm

mmtt

Fuerzas fundamentales de la naturaleza

Las fuerzas más importantes de la naturaleza, y en orden de intensidad, son cuatro:

Interacción nuclear fuerte. Es la más intensa pero actúa sólo en un radio de

acción de unos 10–15 m. Mantiene cohesionadas las partículas del núcleo.

Interacción electromagnética. Es unas 100 veces menos intensa pero actúa a

todas las distancias. Puede ser atractiva o repulsiva. Mantiene cohesionadas las partículas del átomo

y las moléculas.

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Interacción nuclear débil. Es menos intensa que la fuerte (unas 1013 veces

menor) y actúa sólo en un radio de acción de unos 10–17 m. Mantiene cohesionadas las partículas

subatómicas y es responsable de la radiactividad .

Interacción gravitatoria. Es la menos intensa de todas (unas 1039 veces menor

que la fuerte) pero actúa a lo largo de todo el Universo; de hecho es la responsable de su estructura.

Gravitación Universal. Ley de Newton

La fuerza con la que se atraen dos cuerpos es directamente proporcional al producto de las

masas de ambos cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa

2F

d

mMG

donde G (constante de gravitación universal) vale 6,67·10–11 N·m2·kg–2

En la superficie de la Tierra, 022

gF

mR

MGm

R

mMG

T

T

T

T . A g0 se la llama

aceleración de la gravedad y vale, aproximadamente, sm 9,81 g 2-

2

T

T

R

MG . Si nos alejamos,

la distancia es mayor, el valor de g disminuye, 2

ghR

MG

T

T

Leyes de Kepler

1ª.- Ley de las órbitas. Los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas

elípticas en uno de cuyos focos se encuentra el Sol.

2ª.- Ley de las áreas. Las áreas barridas por el radio vector que une el Sol con un

planeta son directamente proporcionales a los tiempos empleados en barrerlas. La velocidad areolar

es constante.

3ª.- Ley de los períodos. Los cuadrados de los períodos de revolución de los

planetas son directamente proporcionales a los cubos de los semiejes mayores de las respectivas

órbitas.

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UNIDAD 9. TRABAJO Y ENERGÍA MECÁNICA

Trabajo

Es el producto de la fuerza aplicada por el desplazamiento producido y por el coseno del

ángulo que forman los dos. αW cossF sF

. Si representamos gráficamente F frente a s

el trabajo es el área contenida debajo de la curva.

La unidad de trabajo es el Julio (J) que equivale al trabajo producido cuando una fuerza

de 1 N desplaza al objeto sobre el que actúa una distancia de 1 m. En el S.T.T. la unidad es el

kilopondímetro (kgm) que equivale a 9,81 J.

Potencia. Es la relación que existe entre el trabajo que se realiza y el tiempo que se tarda

en realizarlo. vFsF

tt

WP

La unidad de potencia en el S.I. es el watio (W) que es la potencia de una máquina que

realiza un trabajo de 1 J en 1 s. También existe el caballo de vapor (CV o HP) que equivale a 735

W.

El kilowatio–hora es una unidad de trabajo que equivale a 3,6·106 J.

ENERGÍA

Energía mecánica. Es aquélla que va asociada a un cuerpo en función de su posición

(energía potencial) o su velocidad (energía cinética).

Energía cinética. Se conoce como Ec = 2

1 m·v2.

Teorema de las fuerzas vivas. Dado que se cumple que el trabajo es igual a

2

0

2

2

0

2

vvss2·

vv·s·a·sF· ······· mmmmW

2

1

2

1

, se llama energía cinética a la expresión

2

21 v··mEc .

Energía potencial gravitatoria. Se conoce como Ep = m·g·h.

Energía potencial elástica. Se conoce como 2x··2

1 kEp . Está asociada con la

ley de Hooke ( F = – k·x).

Principio de conservación de la energía

En un sistema aislado (sin intercambio de energía con el exterior) se cumple que la cantidad

de energía que pertenece al sistema permanece constante.

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Einstein lo generaliza en el principio de conservación de la energía diciendo que la suma de

la masa y la energía del Universo permanece constante. 2c·mE

Energía asociada a un oscilador armónico

22222 ··2

1··

2

1··

2

1··

2

1AkExkExAkvmE Tpc

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UNIDAD 10. INTERACCIÓN ELECTROSTÁTICA

La carga eléctrica se presenta en la materia en dos tipos diferentes: negativas –

como el electrón– y positivas –como el protón–.

Ley de Coulomb: “Las cargas se repelen –si tienen el mismo signo–

o se atraen –signos contrarios– con una fuerza que aumenta

proporcionalmente al producto de dichas cargas y que disminuye

proporcionalmente al cuadrado de la distancia que las separa”

rr

qQK uF

2 donde K = 9·109 N·m2/C2

El campo eléctrico que existe en un determinado punto del espacio es un vector cuyo

sentido y dirección es el que seguiría una carga positiva colocada en dicho punto y cuyo módulo es

igual al cociente entre la fuerza eléctrica y el valor de la carga con la que comprobamos el campo.

rr

QK

qu

FE

2

Principio de superposición: “Para saber la fuerza o el campo que actúa sobre

cualquier carga que se encuentra en la proximidad de otras, se suman vectorialmente las fuerzas o

campos individuales que se producen sobre ella debido a la presencia de cada una de las demás.”

qnqqqQ FFFFF

321 qnqqqQ EEEEE

321

Las líneas de campo representan el camino que seguiría una carga positiva que se

encontrara situada en un punto del campo. Son líneas abiertas que salen siempre de cargas

positivas (o el infinito) y entran siempre en las cargas negativas (o infinito). No se cruzan

nunca y cuanto más próximas se encuentran entre sí mayor es el valor del campo.

La variación en el potencial eléctrico de una carga que se desplaza por un campo

eléctrico es igual al cociente entre el trabajo realizado por o sobre la carga y el valor de dicha carga.

BAAB VVqWr

QK

r

QK

q

r

qQK

qq

WV

rEr

rrF

2

2

Principio de superposición del potencial: “El potencial total al que se

encuentra una carga en la proximidad de otras es la suma algebraica de los potenciales individuales

que crean cada una de ellas”

qnqqqQ VVVVV 321

La corriente eléctrica se produce cuando se mueven cargas de forma ordenada y

permanente. La intensidad de esta corriente viene dada por la cantidad de carga

eléctrica que pasa por el conductor en la unidad de tiempo. Se mide en amperios (A) en el SI.

t

QI

Ley de Ohm

“La diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un

conductor es directamente proporcional a la intensidad de la

corriente que lo atraviesa. La constante de proporcionalidad depende de la naturaleza,

longitud y sección del conductor y se llama resistencia del conductor”. La resistencia se mide

en el SI en ohmios ()

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SRIRVV BA

El valor que alcanza la resistencia total de una asociación de resistencias depende de la

forma en que estén asociadas. Si es en serie, la resistencia total es igual a la suma

de las resistencias. Si es en paralelo, la suma de los inversos de las

resistencias es el inverso de la resistencia total.

Serie iT RRRRR 321 Paralelo iT RRRRR

11111

321

Ley de Joule

“El trabajo, normalmente transferido en forma de energía

térmica a su entorno, producido por una corriente eléctrica al

atravesar un conductor es directamente proporcional al cuadrado de

la intensidad de corriente, a la resistencia del conductor y al tiempo

que actúa la corriente”

tIRtIVWAB 2

La potencia de la corriente o del aparato eléctrico es el producto de la diferencia de

potencial por la intensidad de la corriente.

R

VIRIVP

22

Fuerza electromotriz de un generador es el aumento de la energía potencial que se

produce a cada unidad de carga que atraviesa el generador.

tIqWq

W

q

E p

Ley de Ohm generalizada: “La intensidad que recorre un circuito es directamente

proporcional a la fem producida por el generador e inversamente proporcional a la suma de las

resistencias interna y externa”

rRIIrIRIrVV BA

Los aparatos que sirven para medir corrientes eléctricas son el amperímetro –que mide

la intensidad y se conecta siempre en serie– y el voltímetro –que mide la diferencia de potencial

y se conecta siempre en paralelo–.