Introducción a la Física y la Química: Materia, Propiedades y Mediciones

Introducción a la Física y la Química

Materia y sus Cambios

Física: Estudia cómo está constituida la materia y los cambios que la transforman en otra materia (cambios físicos).

Química: Estudia la materia y sus cambios químicos.

Concepto de Materia

Materia: Todo lo que ocupa lugar en el espacio.

• Cuerpo: Objetos con límites definidos.
• Sistema material: Sin límites definidos.

Propiedades de la Materia

Propiedades de la materia: Aspectos de la misma que podemos valorar.

• Cuantitativas: Se expresan con un número y una unidad (5 g, 5 cm).
• Cualitativas: Se describen con adjetivos (blanca).
• Extensivas: Dependen del tamaño del objeto, como la masa y el volumen (10 g, 10 cm).
• Intensivas: No dependen del tamaño, como la densidad o el color.
• Generales: Comunes a cualquier materia y con cualquier valor.
• Características o específicas: Valor propio y característico.

Características de la Materia

• Densidad: Cantidad de masa por unidad de volumen.
• Solubilidad en agua: Cantidad de materia que se puede disolver en agua.
• Conductividad térmica: Mide la capacidad para propagar calor (metales: buena, madera y plástico: mala).
• Temperatura de fusión: Temperatura a la que un sólido se convierte en líquido.
• Temperatura de ebullición: Temperatura a la que hierve un líquido (agua: 100 °C).
• Dureza: Resistencia de un material al ser rayado.
• Conductividad eléctrica: Capacidad de conducir corriente eléctrica (cobre: buena).

La Medida

Magnitudes y Unidades

Medir: Comparar una magnitud con una unidad.

Magnitud: Cualquier propiedad que se pueda medir y expresar con un número y una unidad.

Unidad: Cantidad de magnitud que tenemos como referencia para medir.

Sistema Internacional de Unidades

Sistema Internacional de Unidades (SI): Conjunto de unidades de base para expresar cada magnitud, junto con sus múltiplos y submúltiplos.

• kilo (k): km, kg, kL
• hecto (h): hm, hg, hL
• ... (y así sucesivamente)

Para bajar, se multiplica por 10; para subir, se divide entre 10.

Valor de una Superficie

Se obtiene multiplicando dos longitudes que deben expresarse en la misma unidad.

Ejemplo: 55 km² = 55,000,000 m² (si es al cuadrado, se añaden dos ceros más).

Relación entre Unidades de Volumen y Capacidad

El volumen de un cuerpo y la capacidad de un recipiente se refieren a la misma magnitud, por lo que se deben relacionar las unidades de volumen y capacidad.

1 dm³ = 1 L

Volumen = 1 dm x 1 dm x 1 dm = 1 dm³

1 m³ = 1 kL = 1000 L

Ejemplo: Cubo con lado derecho de 19 cm, rayita de 7.1 cm y abajo de 7.3 cm. Volumen = 19 x 7.1 x 7.3.

Balanzas

• Granataria: En el platillo se coloca el cuerpo a pesar. Se mueven las pesas hasta que marque 0.
• De precisión o platos: Con la balanza en reposo, se coloca el objeto en un platillo y las pesas en el otro. Se gira la rueda o palanca para que suba la cruz. Cuando la aguja marca 0, el peso es igual a la suma de las pesas (calibradas).
• Electrónica: Se enciende y se espera que marque 0. Se coloca el objeto y muestra la masa.

Medidas de Volumen

Volumen de un cuerpo: Espacio que ocupa.

• Objetos con forma regular: Se calcula midiendo sus longitudes.
• Objetos con forma irregular: Se utilizan instrumentos de medida como la probeta.

Probeta

Cilindro estrecho graduado. Se llena con líquido y se observa la altura que alcanza (menisco). Las probetas están calibradas para que la medida sea la correcta.

Para evitar errores, la probeta debe estar horizontal y los ojos a la altura de la medida.