Como continuación a la introducción, se reincorporan conceptos esenciales de física.
Estados de la materia
- Gas
- Forma fluida de la materia que ocupa todo el volumen y forma del recipiente.
- Líquido
- Forma fluida de la materia que en un campo gravitacional posee una superficie definida y ocupa el fondo del contenedor. Su forma se adapta a la forma del contenedor.
- Sólido
- Forma de la materia que conserva su forma independientemente del contenedor.
Gas
Conjunto de partículas que:
- Se mueven de manera rápida y desordenada.
- Recorren distancias grandes con respecto a su diámetro antes de colisionar entre otras partículas.
- Interaccionan débilmente entre sí.
Líquido
Conjunto de partículas que:
- Están en continuo movimiento.
- Están en contacto entre sí, recorren una menor distancia antes de colisionar.
Sólido
Conjunto de partículas que:
- Están en contacto entre sí.
- Están ordenadas en posiciones definidas.
Los estados de la materia se diferencian entre sí por
- La fuerza de las interacciones moleculares.
- La libertad de movimiento entre partículas.
Estado físico
También llamado solamente estado, se define tomando en cuenta:
- Estado de la materia (sólido, líquido, gas)
- Volumen
- Presión
- Temperatura
- Cantidad de sustancia
Para que dos muestras de la misma sustancia se encuentren en el mismo estado, tienen que presentarse en las mismas condiciones físicas antes mencionadas.
Más conceptos
Fuerza
Según la segunda ley de Newton:
\[\vec F = m \vec a\]La unidad de medida de fuerza es el Newton N.
Trabajo
\[W = Fd\]Expresada en Joules J.
Energía
La capacidad de cumplir un trabajo.
Energía cinética
\[E_{K} = \frac{1}{2}mv^2\]Energía potencial
\[E_{U} = mgh\]Ley de la conservación de la energía
\[E_{T} = E_{K} + E_{U}\]Presión
\[p = \frac{F}{A}\]Expresada en Pascales Pa. Además podemos decir que a nivel del mar, la presión que la atmósfera ejerce sobre nosotros es de alrededor de \(10^5 Pa = 100 kPa\). Cuando hablamos de equilibrio mecánico por presiones:
Temperatura
- Temperatura
- Propiedad de la materia que determina la dirección del flujo de energía.
La expresamos en Kelvin K.
Cantidad de materia
- Masa
- Método de cuantificación de la materia independiente de su estado.
Cantidad de sustancia
- Mol
- Número de átomos contenidos en 12g de \(C^{12}\)
Nos referimos a los moles con el símbolo \(\eta\). En donde podemos decir que:
\[\eta = \frac{\text{masa de muestra}}{\text{masa de un átomo}}\]De donde además podemos obtener la constante de Abogadro: \(6.022x10^{23}\)
Masa molar
- Masa molar
- Masa por unidad de mol.
Expresado también con el símbolo M.
Otras definiciones útiles son:
- Peso atómico
- Masa de un átomo.
- Peso molecular
- Suma de la masa atómica de todos los átomos que conforman una molécula.
Volumen
- Volumen
- Es el espacio ocupado por una muestra.
- Volumen molar
- Volumen por unidad de mol.
Por un gas ideal (0°C, 1atm), el volumen que ocupa un mol de ese gas, es igual a 22.414L.