Fundamentos de la Materia, Energía y Temperatura en Geología

Materia y sus Propiedades

Masa: Se relaciona con la cantidad de materia y su valor mide la inercia de un cuerpo, así como la acción gravitatoria que este ejerce.

Densidad: Se calcula como masa dividida por volumen (g/cm³).

Cuerpo material: Toda materia con límites propios bien definidos. Ejemplos: Roca, mesa, silla.

Sistema material: Toda materia sin forma propia o bien definida, cuyos límites son imprecisos. Ejemplos: Nubes, agua del mar.

Diversidad de Tamaños de la Materia

Para expresar tamaños grandes, se utiliza la notación científica con potencias de 10.

• Potencia de 10 positiva: 10.000 = 1 × 10⁴ = 10⁴
• Potencia de 10 negativa: 0.001 = 10^-3

Energía y Trabajo

El calor y el trabajo son agentes físicos.

Transformaciones materiales: Incluyen cambios de posición (movimiento), aumento o disminución de temperatura, cambio de forma y cambio de volumen (por expansión o compresión).

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos de transferir calor o realizar un trabajo.

Ley de conservación de la energía: La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma.

Fuentes de Energía

• Renovables: Proceden de recursos naturales inagotables, como la energía geotérmica e hidráulica.
• No renovables: Proceden de recursos que existen en la naturaleza de forma limitada y que pueden agotarse con el tiempo, como el carbón, petróleo y gas.

Unidades de Medida

• Energía: Julios (J)
• Trabajo: Julios (J)
• Fuerza: Newtons (N)
• Masa: Kilogramos (kg)
• Volumen: m³
• Velocidad: Espacio recorrido / tiempo empleado (V = S/T)

Temperatura y Calor

La temperatura se relaciona con la energía cinética de las partículas. La energía térmica es la energía cinética medida de un conjunto muy grande de partículas. La temperatura es la medida de la energía térmica de una sustancia.

Con el aumento de la temperatura, los cuerpos se dilatan y ocupan más volumen.

Conversión de temperatura:

• Kelvin a grados Celsius: -273
• Grados Celsius a Kelvin: +273

Cuando dos cuerpos se encuentran a distintas temperaturas y se ponen en contacto, el de mayor temperatura transfiere energía térmica al de menor hasta conseguir el equilibrio térmico.

El calor es la transferencia de energía de un cuerpo que se encuentra a mayor temperatura a otro a menor temperatura.

El calor se mide en las mismas unidades que la energía (Julios). El calor no es una forma de energía, sino una transferencia de energía.

Relaciones de unidades:

• 1 kJ = 1000 J
• 1 cal = 4.184 J

La energía que contiene cualquier sustancia se llama energía interna.