Propiedades de la Materia y Energía: Conceptos Clave en Física

Propiedades de la Materia

Extensivas: Dependen de la cantidad de masa del cuerpo, como el volumen, peso o solubilidad. Intensivas: No dependen de la cantidad de nada del cuerpo. Ejemplo: constantes físicas como densidad, punto de fusión, ebullición, dureza, conductividad eléctrica y térmica.

Densidad

La densidad es la relación entre la masa (M) y el volumen (V) que ocupa dicha sustancia. Es una propiedad específica de cada materia y no depende de la cantidad de materia, ya que si aumenta o disminuye la masa, aumenta o disminuye el volumen que ocupa dicha masa. Por eso, es una propiedad intensiva.

• Densidad = masa/volumen
• Ejemplo: Calcular la densidad de una sustancia cuya masa es 75 kg y ocupa un volumen de 6 ml. Respuesta: Densidad = masa/volumen = 75 g/6 ml = 12.5 g/ml.

Volumen

• Volumen = masa/densidad
• Ejemplo: Calcular el volumen de una sustancia cuya masa es de 87 g y su densidad es de 5.8 g/ml. Respuesta: Volumen = 87 g/5.8 g/ml = 15 ml.

Masa

• Masa = densidad x volumen
• Ejemplo: Calcular la masa de una sustancia que ocupa un volumen de 23 ml y una densidad de 4.9 g/ml. Respuesta: Masa = 4.9 g/ml x 23 ml = 112.7 g.

Conversión de Temperaturas

• Pasar de Kelvin a Fahrenheit: f = c x 9f/5c + 32
• Pasar de Fahrenheit a Celsius: c = (f - 32f) x 5c/9f
• Pasar de Celsius a Kelvin: K = c + 273.15
• Pasar de Kelvin a Celsius: C = K - 273.15

Unidades del Sistema Internacional (SI)

• Unidades básicas: longitud, masa, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia, intensidad de corriente eléctrica, intensidad lumínica.
• Unidades derivadas: metro, kg, segundo.

Conversión de Unidades de Velocidad

• Pasar de km/h a m/s: Ejemplo: 28.9 km/h = 28.9 x 1000/3600 = 8.2 m/s.
• Pasar de m/s a km/h: Ejemplo: 99 m/s = 99 m/s x 1000/3600 x 1 km/1000 m = 356.4 km/h.

Cálculo de Energía Cinética

Calcular la energía cinética de una persona de 65 kg si su velocidad es de 4 m/s:

• Energía Cinética = 1/2 x masa x velocidad²
• Respuesta: ½ x 65 kg x (4 m/s)² = 520 J.

Energía

Energía: Un cuerpo elástico es aquel cuerpo deformable que recupera su forma y tamaño originales después de deformarse. La deformación de estos cuerpos es causada por una fuerza externa que actúa sobre ellos.

Energía Potencial Elástica

Para definir la energía potencial elástica, se introduce el concepto de un resorte ideal, que es aquel que se comporta como un cuerpo elástico, ejerciendo una fuerza en su proceso de deformación.

Energía Eléctrica

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía lumínica o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

Energía Química

La energía química es la que se produce en las reacciones químicas. Una pila o una batería poseen este tipo de energía. Ejemplo: la que posee el carbón y que se manifiesta al quemarlo.