Conceptes Fonamentals de Ciència, Física i Química: Lleis dels Gasos

Introducció a la Ciència

Definicions Bàsiques

CIÈNCIA: Conjunt de coneixements sobre el món obtinguts per mitjà de l'observació, l'experimentació i el raonament, dels quals es dedueixen lleis i, a partir d'aquestes, es construeixen teories comprovables.

FÍSICA: Ciència que estudia qualsevol canvi en la matèria que no altera la seva naturalesa (exemples: canvis d'estat, mescles, forces).

QUÍMICA: Ciència que estudia la composició, les combinacions i les transformacions de les substàncies que afecten la seva naturalesa (exemples: bioquímica, contaminació, purificació de l'aire).

La Matèria i les seves Propietats

Què és la Matèria?

MATÈRIA: Tot allò que ocupa un lloc a l'espai i que té massa.

PROPIETATS DE LA MATÈRIA: Aquelles característiques que podem mesurar.

Tipus de Propietats

PROPIETATS GENERALS: Aquelles el valor de les quals no serveix per identificar una substància. Exemples: massa, volum i temperatura.

PROPIETATS CARACTERÍSTIQUES: Aquelles que tenen un valor propi i característic per a cada substància. Exemples:

• Densitat
• Punt d'ebullició
• Duresa
• Solubilitat en aigua
• Conductivitat elèctrica

Propietats Característiques Específiques

DENSITAT: Magnitud que mesura la quantitat de massa per unitat de volum.

DURESA: Determina la resistència a ser ratllat.

SOLUBILITAT EN AIGUA: Mesura la massa d'una substància que es pot dissoldre en 100 g d'aigua.

CONDUCTIVITAT ELÈCTRICA: Mesura la capacitat per transmetre un corrent elèctric.

Magnituds i Mesura

Definició de Magnitud i Mesurar

MAGNITUD: Qualsevol característica de la matèria, o dels canvis que pot experimentar, que es pot mesurar; és a dir, que és possible expressar amb un nombre i una unitat.

MESURAR O CALCULAR: Comparar una magnitud amb una quantitat de la mateixa naturalesa, que anomenem unitat, per veure quantes vegades la conté.

Representació Gràfica de Magnituds

LÍNIA RECTA: Indica que les magnituds són directament proporcionals (fórmula: y = k · x).

CORBA HIPÈRBOLA EQUILÀTERA: Indica que les magnituds són inversament proporcionals (fórmula: y = k / x).

Unitats i Conversions

Conversió de Temperatura:

• De ºC a K: Sumar 273 (ºC + 273)
• De K a ºC: Restar 273 (K - 273)

Equivalències de Pressió:

1 atm = 760 mm Hg = 101325 Pa

Mètode Científic i Teories

Elements del Mètode Científic

HIPÒTESIS: Suposició sobre un fet real. S'ha de formular de forma concreta i s'ha de poder comprovar.

LLEI CIENTÍFICA: Enunciat d'una hipòtesi confirmada.

TEORIA: Explicació d'una sèrie de fets demostrats mitjançant lleis científiques.

Teoria Cinètica

TEORIA CINÈTICA: Explica el comportament de la matèria en funció de les seves partícules, relacionant el volum, la pressió i la temperatura (moviment).

Nota: K, ATM, L fan referència a les unitats de Temperatura (Kelvin), Pressió (Atmosfera) i Volum (Litre).

Lleis dels Gasos Ideals

Llei de Boyle-Mariotte (Temperatura Constant)

Quan un gas experimenta transformacions a temperatura constant, el producte de la pressió pel volum es manté constant.

Fórmula: P · V = ct. ; P₁ · V₁ = P₂ · V₂ (Representació gràfica: corba)

Llei de Gay-Lussac (Volum Constant)

Quan un gas experimenta transformacions a volum constant, el quocient entre la pressió i la seva temperatura absoluta es manté constant.

Fórmula: P / T = ct. ; P₁ / T₁ = P₂ / T₂ (Representació gràfica: recta, si es baixa girant 1).

Llei de Charles (Pressió Constant)

Quan un gas experimenta transformacions a pressió constant, el quocient entre el volum i la seva temperatura absoluta és constant.

Fórmula: V / T = ct. ; V₁ / T₁ = V₂ / T₂ (Representació gràfica: recta, si es baixa girant 1)