Método Científico, Estados de la Materia y Leyes de los Gases: Conceptos Fundamentales

El Método Científico

El método científico es un procedimiento sistemático y controlado que permite estudiar un fenómeno observado. Consta de las siguientes etapas:

1. Observación del fenómeno para obtener información detallada.
2. Formulación de hipótesis: es una explicación del fenómeno que aún no ha sido comprobada.
3. Experimentación: fase más importante del método científico porque determinará la validez o no del trabajo desarrollado. Se comprueba la hipótesis mediante experimentos en condiciones controladas. Si la hipótesis no es válida, se debe reformular o replantear.
4. Elaboración de conclusiones.

Partes del Informe Científico

• Título del informe
• Autor y fecha
• Introducción
• Procedimiento seguido
• Resultados
• Análisis de resultados
• Conclusiones
• Bibliografía

Errores Absolutos

Para calcular los errores absolutos, se puede hacer una tabla. En un lado se ponen los tiempos y en el otro, el tiempo menos la media. La media se calcula sumando los tiempos y dividiéndolos entre el número de mediciones. Este valor se restará a cada uno de los tiempos. Los resultados del tiempo menos la media se suman y se dividen entre el número de mediciones para obtener el error absoluto. Finalmente, se calcula el error relativo con la fórmula: (EA / Valor Verdadero) x 100.

Estados de la Materia

• Sólidos: Tienen forma definida, no se comprimen, su volumen es fijo y no fluyen ni se difunden.
• Líquidos: Toman la forma del recipiente, no se comprimen, su volumen es fijo, fluyen con facilidad, aunque no se difunden fácilmente.
• Gases: Se adaptan a la forma del recipiente, se comprimen y se expanden con facilidad, y fluyen y se difunden.

Cambios de Estado

• Sólido a líquido: Fusión
• Líquido a gaseoso: Vaporización
• Sólido a gaseoso: Sublimación
• Gaseoso a líquido: Condensación
• Líquido a sólido: Solidificación
• Gaseoso a sólido: Sublimación inversa

El punto de fusión es la temperatura a la que tiene lugar el paso de sólido a líquido o viceversa.

El punto de ebullición es la temperatura a la que tiene lugar el paso de líquido a vapor o viceversa.

Teoría Cinética

La teoría cinética explica los cambios de estado a nivel microscópico. Sus postulados son:

• Los gases están formados por partículas microscópicas.
• Estas partículas se mueven continuamente, en todas direcciones, chocando contra las paredes y entre ellas.
• Se mueven en línea recta y de forma independiente.
• Los choques son elásticos.
• La velocidad determina la temperatura del gas.

Factores que Influyen en la Presión

• Cantidad del gas: Cuanto más gas, más choques y mayor presión.
• Temperatura: A más temperatura, las partículas se mueven más rápido y la presión aumenta.
• Volumen: Si se comprime el gas, hay menos espacio y los choques aumentan, por lo que a mayor número de choques, mayor presión.

Teoría Cinética y los Cambios de Estado

Si calentamos un sólido, sus partículas se moverán un poco más rápido, separándose un poco cada vez más. El sólido se habrá dilatado. Las partículas perderán sus posiciones fijas, su movimiento será más rápido y el sólido acabará fundiéndose, pero no habrían perdido aún la fuerza de atracción entre ellas. Si seguimos calentando, se vencerán totalmente las fuerzas de atracción entre las partículas, el líquido pasará a gaseoso y sus partículas se moverán de forma caótica.

Leyes de los Gases

• Ecuación general: P x V / T = K
• Ley de Boyle (temperatura constante): P₁ x V₁ = P₂ x V₂
• Ley de Charles (presión constante): V₁ / T₁ = V₂ / T₂
• Ley de Gay-Lussac (volumen constante): P₁ / T₁ = P₂ / T₂

Equivalencias y Unidades

• 1 atm = 760 mmHg = 1013 mbar = 101300 Pa
• 1 L = 1 dm³
• 1000 L = 1 m³
• 1 L = 1000 cm³
• K = ºC + 273.15

Unidades del Sistema Internacional

• Longitud: metro (m)
• Tiempo: segundo (s)
• Masa: kilogramo (kg)
• Temperatura: Kelvin (K)
• Corriente eléctrica: Amperio (A)
• Intensidad luminosa: Candela (cd)
• Cantidad de sustancia: mol (mol)