Conceptes Fonamentals de Física i Química: Magnituds, Matèria i Mescles

Conceptes Fonamentals de Física i Química

Magnituds i Mesura

Què és una Magnitud?

Una magnitud és qualsevol qualitat que es pugui mesurar.

El Procés de Mesurar

Mesurar és comparar una quantitat d'una magnitud amb una part d'aquesta magnitud que es pren com a unitat.

Sistema Internacional d'Unitats (SI)

Els científics fan servir normalment el Sistema Internacional d'Unitats (SI), amb set unitats bàsiques, i les altres, derivades.

Per canviar les unitats d'una magnitud s'utilitzen factors de conversió.

Tipus de Mesures

• Mesura directa: Es llegeix directament en l'aparell de mesura.
• Mesura indirecta: S'obté després de fer operacions matemàtiques amb mesures directes.

Incertesa en les Mesures

En obtenir mesures, hem d'indicar la incertesa que les acompanya:

• En el cas de les mesures directes, la incertesa és la de l'aparell de mesura.
• En el cas de les mesures indirectes, s'arrodoneix per tenir en compte les xifres significatives.

La Matèria i les seves Propietats

Definició de Matèria

Matèria és tot el que té massa i ocupa un volum.

Propietats Fonamentals de la Matèria

• Massa: Indica la quantitat de matèria que hi ha.
• Volum: Espai que ocupa la matèria.
• Densitat: Indica quanta massa d'una certa substància ocupa un volum determinat. La fórmula és: densitat = massa / volum (p = m/V).

Estats d'Agregació de la Matèria

La matèria està constituïda per partícules molt petites, pràcticament invisibles. Les forces d'atracció les mantenen unides i es troben en moviment constant.

• Sòlid: Tenen forma pròpia i volum constant. Són rígids i es dilaten poc.
• Líquid: Sense forma pròpia. El seu volum és pràcticament constant. Són fluids i es dilaten bastant.
• Gas: Sense forma pròpia i volum no constant. Són fluids que ocupen tot l'espai disponible. Es comprimeixen i es dilaten.

Lleis dels Gasos

• Pressió: Unitat Pascal (Pa).
• Llei de Boyle i Mariotte: Relaciona pressió i volum (P·V = constant).
• Llei Combinada dels Gasos (Charles i Gay-Lussac): V1·P1/T1 = V2·P2/T2.

Canvis d'Estat

Els canvis d'estat són reversibles.

La temperatura de canvi d'estat es refereix a la temperatura a la qual una substància canvia d'estat (normalment a 1 atm de pressió).

Substàncies Pures i Mescles

Substància Pura

Una substància pura és cadascun dels tipus de matèria que té una composició definida i unes propietats característiques i invariables.

Mescles

Una mescla està formada per dues o més substàncies (components de la mescla) de manera que la seva composició no està definida.

Tipus de Mescles

• Mescles heterogènies: Les partícules de les diferents substàncies que la componen es poden observar a simple vista.
• Mescles homogènies: Les partícules que componen la mescla són tan petites que no es poden observar amb cap mitjà òptic.
• Dispersió col·loïdal: És una mescla que es pot considerar heterogènia, però les seves partícules només es poden veure per mitjà d'ultramicroscopis.

Solucions (Mescles Homogènies)

Una solució és una mescla homogènia de dues o més substàncies. La substància que es troba en més proporció se'n diu solvent i la que menys, solut.

Expressió de la Concentració de Solucions

• Massa de solut per volum de dissolució: Massa de solut (grams) / Volum de solució (litres).
• Percentatge en massa (% m/m): (Massa de solut / Massa de dissolució) × 100.
• Percentatge en volum (% v/v): (Volum de solut / Volum de dissolució) × 100.