Fundamentos de la Materia: Propiedades Físicas de los Gases y la Atmósfera Terrestre

Conceptos Introductorios de Física y Química

La Respiración Acuática

¿Qué respiran los peces? Aire, específicamente el oxígeno que está disuelto en el agua. Es importante recordar que no todas las aguas son potables.

Fenómenos Atmosféricos y Radiación Solar

Las auroras boreales aparecen a una altitud de aproximadamente 400 km. Son debidas a la radiación que emite el Sol y su contacto con la atmósfera terrestre, la cual actúa como un imán.

Estructura de la Atmósfera

Las capas de la atmósfera, ordenadas de la más externa a la más interna, son:

• Exosfera
• Termosfera
• Mesosfera
• Estratosfera
• Troposfera (alcanza hasta aproximadamente 12 km de altitud)

Hasta los 100 km de altitud, la temperatura generalmente desciende; sin embargo, a partir de ese punto, la temperatura sube considerablemente.

Las Características Fundamentales de los Gases

Los gases están compuestos por partículas muy pequeñas, separadas y en continuo movimiento. Esto les permite difundirse gradualmente y homogeneizarse (es decir, esparcirse en el espacio hasta volverse uniformes). Por su naturaleza, las partículas en movimiento hacen que los gases sean considerados fluidos.

Propiedades Físicas Clave

Forma y Volumen:

• La forma del gas es siempre la forma del recipiente que lo contiene.
• El volumen (el espacio que ocupa un cuerpo) es también el del recipiente que lo contiene.
• El volumen de un gas varía significativamente según la temperatura.

Capacidad de Expansión:

Un gas tiene la capacidad de expandirse, lo que implica un cambio en su volumen. Este cambio ocurre bajo ciertas condiciones. Un ejemplo es el desodorante en aerosol, que pasa de un recipiente pequeño a ocupar un espacio mucho mayor.

Capacidad de Compresión:

Al igual que la expansión, los gases pueden comprimirse. Un ejemplo es cuando se aprieta un globo cerrado, reduciendo el volumen del aire contenido sin que este escape.

Influencia de la Temperatura:

Cuando la temperatura disminuye, los gases se condensan (cambian de estado, generalmente a líquido).

Otras Propiedades de los Gases

• Ocupan todo el espacio disponible.
• Tienen una densidad baja.
• Algunos son inflamables.
• Algunos gases tienen color (suelen ser colores pálidos).
• Algunos gases tienen olor, aunque no suele ser fuerte.

¿Por qué los gases adoptan la forma y el volumen del recipiente?

Esto se debe a que sus partículas están en constante movimiento. Este movimiento se extiende hasta los límites del recipiente, ocupando todo el espacio disponible.

Masa, Peso y Densidad

Todos los cuerpos tienen densidad, unos más que otros.

Definición de Densidad

La densidad es la relación entre la masa (cantidad de materia que tiene un cuerpo, medida en unidades como g o kg) y la unidad de volumen (medida en unidades como cm³ o m³).

Diferencia entre Masa y Peso

Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo (es diferente del peso).

Peso es la fuerza con la que la Tierra atrae un cuerpo. Esta fuerza es debida a la gravedad.

El Cero Absoluto y la Escala Kelvin

La temperatura más baja teóricamente posible es el cero absoluto, equivalente a -273.15 °C o 0 Kelvin.

La escala Kelvin se define sumando 273.15 a la temperatura en grados Celsius.