RAMAS DE LA FISICA:
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domingo, 26 de mayo de 2013
sábado, 25 de mayo de 2013
Se llama magnitud a todo aquello que se puede medir
Es comparar una magnitud con otra de la misma especie que de manera arbitraria o convencional se toma como base, unidad o patrón de medida.
Recibe el nombre de unidad de medida o patrón toda magnitud de valor conocido y perfectamente definido que se utiliza como referencia para medir y expresar el valor de otras magnitudes de la misma especie.
El hombre para comparar el peso de 2 cuerpos intento poner en equilibrio una tabla con una roca en medio y colocar 2 objetos en ambos extremos de la tabla, así el objeto que mas bajara era el de mayor peso. Se había inventado la primera y burda balanza.
Para medir la longitud, el hombre recurría a medidas tomadas de su propio cuerpo. Los egipcios usaban la brazada cuya longitud equivalía a las dimensiones de un hombre con los brazos extendidos. Los ingleses usaban como patrón la longitud del pie de su rey. Los romanos usaban el paso y la milla equivalente a mil pasos.
También se utilizaron otras partes del cuerpo humano; el codo era la distancia desde el codo hasta el extremo del dedo medio; el palmo o la cuarta era la distancia entre el extremo del dedo pulgar y el meñique al estar abierta la mano.
cuando roma se integra en un imperio y conquista a muchos territorios establece la libra como unidad de peso y el pie como unidad de longitud; modela un cuerpo representativo del peso de una libra patrón y una barra de bronce que muestre la longitud equivalente al pie.
En 1790 la asamblea constituyente de Francia, por medio de la academia de ciencias de París, extendió una invitación a los países para enviar a sus hombres de ciencia con el objeto de unificar los sistemas de pesas y medidas, y adoptar uno solo para todo el mundo.
El primer sistema de unidades bien definido que hubo en el mundo fue el sistema métrico decimal, implantado en 1795 como resultado de la convención mundial de ciencia celebrada en París Francia, sus unidades fundamentales son: el metro, el kilogramo-peso y el litro.
A fin de encontrar una unidad patrón para medir longitudes se dividió un meridiano terrestre en 40 millones de partes iguales y se llamo metro a la longitud de cada parte. Al sistema métrico decimal, derivado de la palabra metro que quiere decir medida.
Una ventaja importante del sistema métrico fue su división decimal, ya que mediante el uso de prefijos como deci, centi o mili, que son algunos de los submúltiplos de la unidad, podemos referirnos a decímetro como la decima parte del metro, centímetro como centésima parte y milímetro como la milésima parte. Lo mismo sucede para el litro o el kilogramo, de manera que al hablar de prefijos como deca, hecto o kilo, algunos de los múltiplos de la unidad, podemos mencionar al decámetro, hectómetro o kilometro.
En 1881 se adopta en el congreso internacional de los electricistas realizado en París Francia: el sistema cegesimal o CGS propuesto por el físico alemán Karl Gauss. En dicho sistema las magnitudes fundamentales son: para la longitud el centímetro, para la masa el gramo y para el tiempo el segundo. En ese entonces ya se observaba la diferenciación entre los conceptos de masa y peso de un cuerpo. Se tenía claro que el peso era el resultado de la fuerza de atracción gravitacional ejercida por la tierra sobre la masa de los cuerpos.
En 1935 el congreso internacional de los electricistas celebrado en Bruselas, Bélgica, el ingeniero italiano Geovanni Giorgi propone y logra que se acepte su sistema, también llamado absoluto, pues como magnitud fundamental se habla de la masa y no del peso de los cuerpos; este sistema recibe el nombre de MKS, cuyas iniciales corresponden al metro, al kilogramo y al segundo como unidades de longitud, masa y tiempo, respectivamente.
En 1960 científicos y técnicos de todo el mundo se reunieron en ginebra, suiza, y acordaron adoptar el llamado: sistema internacional de unidades. Tiene como magnitudes y unidades fundamentales las siguientes: para longitud al metro, para la masa al kilogramo, para tiempo al segundo, para temperatura al kelvin, para intensidad de corriente eléctrica al ampere, para intensidad luminosa la candela y para la cantidad de sustancia al mol.
Actualmente, aun se utiliza, sobre todo en estados unidos, el sistema ingles (pie, libra y segundo) y el sistema CGS; además de los llamados sistemas gravitacionales, técnicos o de ingeniería que en lugar de masa se refieren al peso como magnitud fundamental.
Reciben el nombre de magnitudes fundamentales aquellas que no se definen en función de otras magnitudes físicas y, por tanto, sirven de base para obtener las demás magnitudes utilizadas en la física.
Existen siete magnitudes fundamentales: longitud, masa, tiempo, temperatura, intensidad de corriente eléctrica, intensidad luminosa y cantidad de sustancia.
Las magnitudes derivadas resultan de multiplicar o dividir entre si las magnitudes fundamentales. Por ejemplo: al multiplicar la magnitud fundamental longitud por si misma nos da como resultado longitud al cuadrado equivalente a la magnitud derivada área o superficie.
Lo mismo sucede con la aceleración, fuerza, trabajo y energía, presión, potencia, densidad, etc., que reciben el nombre de magnitudes derivadas porque se obtienen a partir de las fundamentales.
Reciben el nombre de sistemas de unidades absolutos aquellos que como una de sus magnitudes fundamentales utilizan a la masa y no al peso ya que es este es considerado como una magnitud derivada.
Los símbolos de las unidades se escriben con minúsculas a menos que se trate de nombres propios, en tal caso será con mayúsculas; los símbolos se anotan en singular y sin punto. Por tanto, debemos escribir para kilogramo: kg Y NO Kg; PARA KILOMETRO km Y NO Km; PARA GRAMO g Y NO gr; PARA NEWTON N Y NO n NI Nw.
Existen los sistemas de unidades técnicos, también llamados gravitacionales o de ingeniería, mismos que se caracterizan porque utilizan el peso como magnitud fundamental y a la masa la consideran una magnitud derivada.
El sistema MKS técnico o gravitacional (MKSg) y el sistema ingles técnico son los más utilizados.
La equivalencia entre la unidad de peso o fuerza en el MKSg O EL Sbg es la siguiente: 1 KG = 2.2 Lb. 1 Lb. = 0.454 kg.
Un kilogramo es la fuerza que le imprime a una masa de 1 kg una aceleración de 9.8 m/s². Por tanto, utilizando la expresión F = ma tenemos: 1 KG = 1 KG * 9.8 M/S² = 9.8 KG M/S² DONDE: 1 KG = 9.8 N
Se utiliza el método llamado de multiplicar por uno: Convertir 5 M CM PASO 1.- SE ESCRIBE LA CANTIDAD CON LA UNIDAD DE MEDIDA QUE SE DESEA CONVERTIR:
5 m
PASO 2.- SE PONE EL SIGNO DE MULTIPLICACION Y UNA RAYA DE QUEBRADO, AMBOS SIGNOS NOS INDICARAN QUE HAREMOS DOS OPERACIONES, UNA DE MULTIPLICACION Y OTRA DE DIVISION.
5 m * ---------
PASO 3.- RECORDAMOS LA EQUIVALENCIA UNITARIA ENTRE LAS DOS UNIDADES INVOLUCRADAS, ES DECIR, LA QUE VAMOS A CONVERTIR Y LA QUE DESEAMOS OBTENER; CON ELLO ENCONTRAMOS EL LLAMADO FACTOR DE CONVERSION. EN ESTE PASO SIEMPRE TENDREMOS LA POSIBILIDAD DE RECORDAR CUALQUIERA DE LAS DOS MANERAS DE EXPRESAR LAS EQUIVALENCIAS QUE EXISTEN ENTRE DOS UNIDADES DE MEDIDA. EN ESTE CASO, TENEMOS QUE 1 M = 100 CM, O BIEN, 1 CM = 0.01 M. ESTAS DOS EQUIVALENCIAS PROPORCIONAN DOS FACTORES DE CONVERSION QUE SON LOS SIGUIENTES:
100 CM/1 M Y 1 CM/0.01 M
PASO 4.- UNA VEZ OBTENIDO CUALQUIERA DE LOS DOS FACTORES DE CONVERSION BASTARA SELECCIONAR AQUEL EN EL QUE AL HACER NUESTRAS OPERACIONES PUEDA ELIMINARSE LA UNIDAD QUE SE DESEA CONVERTIR:
5 m * 100 cm/ 1 m = 5*1*10² cm/1
= 500 cm
5 m * 1/0.01 m = 5 * 1 cm/ 1 * 10¯²
= 500 cm
Una distancia se puede expresar en metros, kilómetros, centímetros o pies, sin importar cuál sea la unidad empleada para medir la cantidad física distancia, pues todas ellas se refieren a una dimensión fundamental llamada longitud, representada por l. de igual manera, para expresar cantidad de materia se puede utilizar al g, kg o libra, ya que todas estas unidades se refieren a la dimensión fundamental llamada masa, representada por m. la otra dimensión que se utiliza para el estudio de la mecánica es el tiempo, la cual se representa por t. la combinación de estas dimensiones fundamentales nos lleva a la obtención de las llamadas dimensiones derivadas.
Al aplicar una ecuación o formula física, debemos recordar dos reglas:
las dimensiones de las cantidades físicas a ambos lados del signo de igualdad, deben ser las mismas.
solo pueden sumarse o restarse cantidades físicas de la misma dimensión.
Partiendo de las dimensiones: longitud (l), masa (m), y tiempo (t), obtendremos las ecuaciones dimensionales de algunas cantidades físicas.
ecuación dimensional para el área: a = l * l = ll = l²
ecuación dimensional para el volumen: v = l * l * l = lll = l³
El newton es la unidad de fuerza del SI y se define de la siguiente manera, se aplica una fuerza de un newton cuando a un cuerpo cuya masa es de 1 kilogramo se le imprime una aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado.
La dina es la unidad de fuerza en el sistema CGS y se define de la siguiente manera: se aplica una fuerza de una dina cuando a un cuerpo cuya masa es de un gramo se le imprime una aceleración de un centímetro por un segundo al cuadrado.
Para obtener la equivalencia entre Newton y dinas, efectuamos la siguiente conversión de unidades:
Kg m/s² A g cm/s²
1 kg m/s² * 10*10³ g/ 1 kg * 1 * 10² cm/ 1 m = 1 * 105 g cm/s²
DONDE: 1 N = 1 * 10 5 DINAS
O BIEN: 1 DINA = 1 * 10¯5 N
También existen cantidades adimensionales, es decir, que carecen de dimensiones, por eso no tienen unidades de medida, tal es el caso de la densidad relativa que para obtenerla dividimos unidades de densidad entre unidades de densidad, dando como resultado una cantidad adimensional. Veamos:
PR = DENSIDAD/ DENSIDAD
El método directo se utiliza cuando se puede medir una longitud fácilmente empleando un instrumento de medición, tal como una regla, un metro, etc.
El método indirecto es cuando se deben de realizar diferentes cálculos o ecuaciones para llegar al resultado de la medida deseada.
Al medir y comparar el valor verdadero o exacto de una magnitud y el valor obtenido siempre habrá una diferencia llamada error de medición.
Estos errores se presentan de manera constante a través de un conjunto de lecturas realizadas al haber la medición de una magnitud determinada. Las fuentes o causas de este tipo de errores son:
defecto en el instrumento de medición
mala calibración del aparato o instrumento usado
error de escala
Este tipo de errores no se repite regularmente de una medición a otra, sino que varían y sus causas se deben a los efectos provocados por las variaciones de presión, humedad y temperatura del ambiente sobre los instrumentos.
Los errores circunstanciales pueden llamarse estocásticos, ya que son difíciles de apreciar debido a que son muy pequeños y se producen en forma regular o estocástica de una medición a otra, es decir, azarosas. También se les da el nombre de error aleatorio porque son el resultado de factores inciertos y, por lo tanto, tienen la misma posibilidad de ser positivos o negativos.
Otro ejemplo de error circunstancial, es el error de paralaje. Este se comete por una incorrecta postura del observador, la cual impide hacer una adecuada lectura de la medición.
La precisión de un aparato o instrumento de medición es igual a la mitad de la unidad más pequeña que pueda medir. También recibe el nombre de incertidumbre o error del instrumento o aparato de medida.
Con el objetivo de cuantificar el error que se comete al medir una magnitud, se consideran los siguientes errores:
Es la diferencia entre la medición y el valor promedio
Es el cociente entre el error absoluto y el valor promedio.
Es el error relativo multiplicado por 100, con lo cual queda expresado en 100%
Es el conjunto de datos o resultados obtenidos
Cuando la población es muy grande resulta práctico trabajar solo con una parte seleccionada de los datos, la cual recibe el nombre de muestra.
Es el número de veces que se repite un dato
Es la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo de los datos
Es el valor promedio de todos los datos o valores obtenidos.
Es el dato que se repite con mayor frecuencia
Se determina ordenando los datos de acuerdo con su magnitud, de mayor a menor o viceversa, la mediana será el número que este a la mitad.
Es la grafica que resulta de presentar en forma organizada la distribución de frecuencias en un sistema de coordenadas rectangulares de acuerdo con las siguientes reglas:
1.-El eje vertical representa a las frecuencias y el origen debe iniciarse con cero.
2.-La parte más alta de la grafica debe ser aproximadamente un cuarto menor a lo que mide de ancho total.
3.-Las barras deben de ser del mismo ancho.
1.-Es todo aquello que se puede medir
2.-Es comparar una magnitud con otra de la misma especie, tomando una como base o patron
3.- Magnitud de valor conocido y perfectamente definido que se utiliza como referencia para medir y expresar el valor de otras magnitudes de la misma especie
4.- Sistema de unidades cuyas del cual tres unidades fundamentales son, metro, kilogramo y segundo
5.- Sistema que utiliza como unidades fundamentales el pie para longitud, la libra para masa, y el segundo para el tiempo
6.- El kilogramo, segundo, kelvin, mol y amperes por citar algunos, siendo unidades del SI son unidades:
7.-Metodo en donde cualquier numero, por muy grande o muy pequeño que sea, puede ser expresado como el producto de un numero mayor o igual que 1 y menor que 10 que multiplica una base 10 elevado a una potencia
8.-Es la diferencia que existe entre el valor exacto de una magnitud y el valor obtenido al medirla
9.- Errores que se presentan en forma constante en todas las mediciones y se deben tanto a defectos del instrumento de medicion como de la misma persona que realiza la medicion
10.-Errores que no se repiten regularmente, se deben a los efectos provocados por variaciones de presion, temperatura y humedad en el medio ambiente en el que se realiza la medicion
11.- Error que es el cociente del error absoluto entre la magnitud medida
12.- Este error es el resultado de multiplicar el valor relativo por 100
13.- Es la unidad de masa en el SI y es representada por un cilindro de platino-iridio conservado en la oficina internacional de pesas y medidas en Francia
14.- Aparato que nos permite cuantificar en forma correcta una cantidad de un fenomeno fisico, sustituye a los sentidos humanos
Las ondas mecánicas, que son aquellas ocasionadas por una perturbación y que para su propagación en forma de oscilantes periódicas requieren de un medio material.
Otro tipo de ondas es la llamada electromagnética, esta no necesita de un material para se propagación, pues se difunde aun en el vacío; por ejemplo las ondas luminosas, caloríficas y de radio.
Una onda mecánica representa la forma como se produce una vibración o perturbación inicial, transmitida de una molécula a otra en los medios elásticos. Al punto donde se genera la perturbación inicial se le llama foco o centro emisor de las ondas. Así, cuando una perturbación ocasiona que una partícula elástica pierda su posición de equilibrio y se aleje de otras a las que estaba unida elásticamente, las fuerzas existentes entre ellas originaran que la partícula separada intente recuperar su posición original, produciéndose las llamadas fuerzas restitución. Ello provocara un movimiento vibratorio de la partícula, el cual se transmitirá a las más cercanas, primero y a las más alejadas, después.
Los movimientos ondulatorios son longitudinales cuando las partículas del medio material vibran de manera paralela a la dirección de propagación de la onda, y serán transversales si las partículas del medio material vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Las ondas también se clasifican según la forma como se propaguen, ya sea en una, dos o tres dimensiones. Las principales características de las ondas son su longitud, frecuencia, periodo, nodo, elongación, amplitud y velocidad de propagación.
De acuerdo con la dirección en la que una onda hace vibrar a las partículas del medio material, los movimientos ondulatorios se clasifican en:
Se presentan cuando las partículas del medio material vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda, tal es el caso de las ondas producidas en un resorte, el cual se comporta como un oscilador armónico cuando se tira del cuerpo suspendido en su parte inferior y comienza a oscilar de abajo hacia arriba, produciendo ondas longitudinales.
Al tirar del cuerpo hacia abajo, el resorte se estira y al soltarlo, las fuerzas de restitución del resorte tratan de recuperar su posición de equilibrio; pero al pasar por ella, debido a la velocidad que lleva, sigue su movimiento por inercia comprimiendo al resorte. Por consiguiente, vuelven a actuar las fuerzas de restitución ahora hacia abajo y nuevamente el cuerpo pasa por su posición de equilibrio, sin embargo, por la inercia no se detiene, se estira de nuevo y otra vez actúan las fuerzas de restitución que lo jalan hacia arriba. Estos movimientos de abajo hacia arriba se repiten sucesivamente y el resorte se comporta como un oscilador armónico, generador de ondas longitudinales, pues las partículas del aire que se encuentran alrededor del resorte vibraran en la misma dirección en la cual se propagan las ondas.
Se presentan cuando las partículas del medio material vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
Estas se producen cuando se arroja una piedra en un estanque; al entrar en el agua, expulsa el líquido en todas direcciones, por tanto unas moléculas empujan a otras, formándose prominencias y depresiones circulares alrededor de la piedra. Como las moléculas de agua vibran hacia arriba y hacia abajo, en forma perpendicular a la dirección en la que se propaga la onda, esta recibe el nombre de transversal.
En las ondas mecánicas la que se desplaza o avanza es la onda y no las partículas del medio, pues estas únicamente vibran transmitiendo la onda, pero conservan sus posiciones alrededor de puntos más o menos fijos.
Las ondas mecánicas transmiten la energía por medio de la materia, debido a las perturbaciones ocasionadas por ella, pero sin que implique un desplazamiento total de la materia.
Si a una cuerda tensa y sujeta por uno de sus extremos se le da un impulso moviéndola hacia arriba, se produce una onda que avanza por las partículas de la cuerda, estas se moverán al llegarles el impulso y recobraran su posición de reposo cuando la onda pase por ellas. Si la cuerda se sigue moviendo hacia arriba y hacia abajo, producirá un tren de ondas periódico si el movimiento también lo es.
Al dejar caer una piedra en un estanque. Cada circulo representa un frente de onda formado por todos los puntos de la onda con la misma fase, por eso puede decirse que cada punto de un frente de onda es un nuevo generador de ondas.
A partir del centro emisor de las ondas, es decir, del lugar donde cayó la piedra, los diferentes frentes de una onda avanzan al mismo tiempo y con velocidad constante.
Es la línea que señala la dirección en que avanza cualquiera de los puntos de un frente de onda. Cuando el medio en que se propaga la onda es homogéneo, la dirección de los rayos siempre es perpendicular o normal al frente de onda.
Las ondas también se clasifican según la forma en que se propaguen, ya sea en una dimensión (unidimensionales), en dos (bidimensionales), o en tres (tridimensionales).
Son las que se propagan en una sola dimensión o rayo. Tal es el caso de las ondas producidas en una cuerda o un resorte. Ondas lineales, tanto transversales como longitudinal, que avanzan en una sola dimensión.
Son las que se difunden en dos dimensiones, como las ondas producidas en una lámina metálica o en la superficie de un líquido como sucede cuando una piedra cae en un estanque. En estas los frentes de onda son circunferencias concéntricas al foco o centro emisor, las cuales aumentan de tamaño conforme se alejan de él.
Son las que se propagan en todas direcciones, como es el sonido. Los frentes de una onda sonora son esféricos y los rayos salen en todas direcciones a partir del centro emisor. Las ondas electromagnéticas como la luz o el calor también se propagan tridimensionalmente.
Para referirnos a las características de las ondas, nos basaremos en las ondas transversales, la diferencia será que para las ondas longitudinales en lugar de crestas se tienen compresiones y en lugar de valles, expansiones.
Es la distancia entre dos frentes de onda que están en la misma fase. Se representa por la letra griega lambda y se mide en m/ciclo.
Es el numero de ondas emitidas por el centro emisor en un segundo. Se mide en ciclos/s, esto es, en hertz (Hz).
Es el tiempo que tarda en realizarse un ciclo de la onda. El periodo es igual al inverso de la frecuencia y la frecuencia es igual al inverso del periodo.
Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
Es la distancia entre cualquier punto de una onda y su posición de equilibrio.
Es la máxima elongación o alejamiento de su posición de equilibrio que alcanzan las partículas vibrantes.
Es aquella con la cual se propaga un pulso a través de un medio. Es la velocidad con que se desplazan los frentes de una onda en dirección del rayo. La velocidad con la que se propaga una onda esta en función de la elasticidad del medio; mientras este es mas elástico, la velocidad de propagación será mayor.
La velocidad de propagación es igual al producto de la frecuencia por la longitud de onda. El valor de la velocidad de propagación es constante para cada medio, lo cual significa que para una onda de mayor frecuencia, el valor de longitud debe disminuir, de tal forma que el producto f sea el mismo y viceversa.
La reflexión de las ondas se presenta cuando estas encuentran un obstáculo que les impide propagarse, chocan y cambian de sentido sin modificar sus demás características. Una onda producida en un estanque también se refleja al chocar. El ángulo de reflexión de la onda es igual al ángulo del choque.
Al producirse dos o más trenes de onda al mismo tiempo, en medios elásticos que conservan una proporcionalidad entre la deformación y la fuera restauradora, cada onda se produce en forma independiente. La superposición es el desplazamiento que experimenta una partícula vibrante, equivalente a la suma vectorial de los desplazamientos que cada onda le produce.
La interferencia se produce cuando se superponen simultáneamente dos o más trenes de onda; este fenómeno se emplea para comprobar si un movimiento es ondulatorio o no.
La interferencia constructiva se presenta al superponerse dos movimientos ondulatorios de la misma frecuencia y longitud de onda, que llevan el mismo sentido.
Al encontrarse las crestas y sumar sus amplitudes se obtiene una cresta mayor y al sumar las amplitudes negativas, en las cuales se encuentran los valles, se obtiene un valle mayor. Por eso, la onda resultante (línea continua) tiene mayor amplitud, pero conserva la misma frecuencia.
Se manifiesta cuando se superponen dos movimientos ondulatorios con una diferencia de fase. Por ejemplo, al superponerse una cresta y un valle de diferente amplitud con una diferencia de fase igual a media longitud de onda, la onda resultante tendrá menor amplitud. Pero si se superponen dos ondas de la misma amplitud con una diferencia de fase equivalente a media longitud de onda, 180°, la suma vectorial de sus amplitudes contrarias será igual a cero, por consiguiente, la onda resultante tendrá una amplitud nula. Esto sucede cuando la cresta de una onda coincide con el valle de la otra y ambas son de la misma amplitud.
Se produce cuando interfieren dos movimientos ondulatorios de la misma frecuencia y amplitud que se propagan en diferente sentido a lo largo de una línea con una diferencia de fase de media longitud de onda. Los puntos de la onda en los cuales la amplitud es nula reciben el nombre de nodos y los que vibran con la misma elongación, antinodos o vientres.
Se presenta cuando estas pasan de un medio a otro de distinta densidad, o bien, cuando el medio es el mismo pero se encuentra en condiciones diferentes, por ejemplo el agua a distintas profundidades. Ello origina que las ondas cambien su velocidad de propagación y su longitud de onda, conservando constante con su frecuencia.
Cuando las ondas pasan a la parte menos profunda la longitud de onda, o sea, la distancia entre una cresta y otra o entre dos valles, es de menor magnitud. Como las ondas en la parte menos profunda se obtuvieron por el avance de las ondas generadas en la parte más profunda, la frecuencia en ambas regiones es la misma y ya que la longitud de onda ha disminuido en la parte menos profunda, la velocidad de propagación también deberá disminuir en la misma proporción para que la frecuencia permanezca constante.
Cuando una onda encuentra un obstáculo en su camino y lo rodea o lo contornea se produce la difracción de ondas. Este fenómeno es más notorio a medida que son mayores las longitudes de onda, y si el tamaño de la abertura por la que atravesara la onda es menor; las ondas generadas en el agua inciden en la abertura.
El sonido es el fenómeno físico que estimula al oído. El sonido se percibe cuando un cuerpo vibra a una frecuencia comprendida entre 15 y 20 000 ciclos/s y llega al oído interno; gama denominada de frecuencias del espectro audible.
Cuando la frecuencia de una onda sonora es inferior al límite audible, se dice que es infrasonica y si es mayor es ultrasónica.
Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales, toda vez que las partículas del medio material vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda. Como el sonido se transmite en todas las direcciones en forma de ondas, por medio de cualquier material elástico, se trata de ondas tridimensionales o espaciales.
Cuando percibimos un sonido, el medio elástico que se transmite generalmente es el aire, es decir, un gas. Sin embargo, también se transmite en los líquidos como seguramente habrá comprobado al escuchar voces, música u otros sonidos cuando se sumerge en una alberca o rio, así como en los sólidos como placas, barras, rieles, o en las vibraciones de la corteza terrestre cuando se presentan sismos o terremotos.
Un sonido, por intenso que sea, no se propaga en el vacio porque no existe en este un material por el cual se transmita la vibración.
La acústica es la parte de la física que se encarga del estudio de los sonidos. Los fenómenos acústicos, consecuencia de algunos efectos auditivos provocados por el sonido son:
Se produce cuando las ondas sonoras se reflejan al chocar con una pared dura. si el vector de propagación sonoro incide perpendicularmente a una superficie, se refleja en sentido contrario; pero si incide en forma oblicua, los ángulos de incidencia y de reflexión son iguales.
Se origina por la repetición de un sonido reflejado. Una aplicación del eco se tiene al medir la profundidad del mar, usando un aparato llamado sonar.
Se presenta cuando la vibración de un cuerpo hace vibrar a otro con la misma frecuencia. Este fenómeno se aplica en las llamadas cajas de resonancia que tienen algunos instrumentos musicales para aumentar la intensidad del sonido original.
Se produce si después de escucharse un sonido original, este persiste dentro de un local como consecuencia del eco. Se reduce con el empleo de cortinas, o bien, recubriendo las paredes con materiales que absorben el sonido, como el corcho.
Esta cualidad se determina si un sonido es fuerte o débil. depende de: la amplitud de la onda, ya que a medida que esta aumenta, la intensidad también aumenta; de la distancia existente entre la fuente sonora y el oyente, pues a mayor distancia, menor intensidad, y finalmente, la intensidad es mayor si la superficie que vibra también lo es.
La intensidad de un sonido expresa la cantidad de energía acústica que en un segundo pasa a través de una superficie de un centímetro cuadrado, perpendicular a la dirección en la cual se propaga la onda.
El oído humano solo percibe sonidos débiles cuya intensidad sea de 1 * 10¯¹6 watt/cm². La máxima intensidad audible equivale a 1 * 10¯4 watt/cm², nivel denominado umbral del dolor.
El intervalo de intensidades que el oído humano es capaz de percibir es muy grande, por eso se creó una escala logarítmica para medirlas, usando como unidades el Bel (B) y el DeciBel (DB). Dicha escala se fundamenta en la comparación de distintos sonidos, de tal forma que si la intensidad i de un sonido es 10 veces mayor a la intensidad i` de otro. Se dice que la relación entre sus intensidades es de un bel.
Depende de la frecuencia con la que vibra el cuerpo emisor del sonido. A mayor frecuencia, el sonido es más alto o agudo, a menor frecuencia, el sonido es más bajo o grave.
Cualidad que permite identificar la fuente sonora, aunque distintos instrumentos produzcan sonidos con el mismo tono e intensidad. El tono fundamental siempre va acompañado de tonos armónicos llamados sobretonos, estos le dan el timbre característico a un instrumento musical o a la voz.
Consiste en un cambio aparente en la frecuencia de un sonido, durante el movimiento relativo entre el observador y la fuente sonora.
Se aprecia claramente al escuchar la sirena de una ambulancia, pues notamos que el tono se hace agudo a medida que se aproxima y después de hace grave al alejarse. cuando la fuente sonora se acerca al observador, las ondas que emite tienden a alcanzar a las que se desplazan delante de ellas, reduciendo la longitud de onda, o distancia entre cresta y cresta, lo cual provoca un aumento en la frecuencia del sonido; por esta razón se escucha un sonido agudo. al alejarse, la distancia entre crestas aumenta y origina una disminución en la frecuencia; debido a ello se escucha un sonido grave.
Para calcular la frecuencia aparente de un sonido que escucha un observador, tenemos las siguientes situaciones:
a)Cuando la fuente sonora esta en movimiento y el observador se encuentra en reposo. el signo menos de la expresión se utiliza si la fuente sonora se acerca al observador y el signo más, cuando se aleja de él.
b)Si la fuente sonora permanece en reposo y el observador es quien se acerca o aleja de ella. el signo más de la expresión se utiliza si el observador se acerca a la fuente sonora y el signo menos, cuando se aleja de ella.
La corteza terrestre se encuentra sujeta a vibraciones constantes de escasa amplitud, llamadas microsismos, que son imperceptibles para nuestros sentidos pero son registradas por sismógrafos de alta sensibilidad. Un sismógrafo se funda en la inercia de una masa suspendida elásticamente de un bastidor o armazón sujeto al suelo de una manera rígida.
Una estación sismológica requiere cuando menos tres sismógrafos o mas, de ser posible, toda vez que un sismógrafo sensible a las oscilantes de corto periodo no sirve para detectar las de largo periodo y viceversa. El sismograma es el grafico obtenido con los sismógrafos y en él aparecen, en el caso de un sismo, las ondas p en primer término, luego las ondas s y por último las ondas l.
los sismos o terremotos se originan por alguna por alguna de las tres causas siguientes: a) hundimiento o desplome de grandes cavidades subterráneas; b) obturación de los conductos naturales que dan salida a los vapores volcánicos, lo que provoca los llamados golpes de ariete al interactuar térmicamente el vapor con vapor condensado; c) la dislocación o separación de una roca que alcanza su límite de elasticidad y que se encuentra cerca de una falla o grieta de la corteza terrestre, lo que origina la fractura de dicha roca; o bien, cuando se establece un nuevo equilibrio isostático. Según la teoría de la isostasia, la corteza terrestre flota sobre una capa de magma o masa de materiales que se encuentran en estado liquido por su alta temperatura.
Los terremotos de hundimiento pueden producirse en cualquier parte y sus efectos se sienten solo en el lugar donde ocurren. Los terremotos volcánicos generalmente se presentan cuando un volcán se encuentra en un periodo de actividad, aunque no entre en erupción porque en ocasiones, el terremoto es el resultado de una erupción interrumpida. Casi siempre estos terremotos no son muy intensos.
Los terremotos tectónicos son los más numerosos e importantes y ocurren a lo largo de las fallas o grandes fracturas de la corteza terrestre y en las profundas depresiones oceánicas. Las zonas de mayor sismicidad de nuestro planeta son: la costa occidental del continente americano en la cual destaca la republica de chile y las costas asiáticas del pacifico, principalmente Japón.
El punto de la corteza en que se origina el fenómeno recibe el nombre de foco o hipocentro y el punto de la superficie situado respecto a la vertical del hipocentro se denomina epicentro. Cuando se produce un terremoto tectónico, la perturbación que se engendra se propaga en forma de ondas mecánicas clasificadas en tres tipos:
a)Ondas p, internas y longitudinales, que son las primeras en llegar a la superficie en los lugares alejados
b)Ondas s, internas y transversales, que se detectan en segundo lugar
c)Ondas L o largas, que se propagan por la superficie con longitud de onda mayor de las dos anteriores.
La velocidad de propagación de las ondas p y s depende de la elasticidad de la roca y como la velocidad de propagación es mayor si la profundidad también lo es, dichas ondas son refractadas y su trayectoria es cóncava. Las ondas p se propagan a una velocidad que varía en un rango de 7.5 a 14 km/s, las ondas s lo hacen de 4 a 7.5 km/s y las l a unos 4 km/s.
De acuerdo con el tiempo transcurrido entre la llegada de las ondas p, s y l a las estaciones sismográficas, es posible estimar con mucha precisión el lugar del epicentro y la profundidad del foco.
Los sismos intensos abren grietas en el suelo cuya longitud puede ser de varias centenas de kilómetros. También producen hundimientos y levantamientos del terreno. Debido a las vibraciones de las ondas sísmicas y a la indiferencia que se produce entre ellas, muchas construcciones resultan seriamente dañadas y aun se llegan a caer.
Los terremotos cuyo epicentro se localiza en el fondo del mar se llaman maremotos. Cuando estos son muy intensos producen olas muy altas, que al llegar a las costas destruyen embarcaciones e inundan las poblaciones cercanas, provocando enormes pérdidas materiales e incluso humanas.
En muchas ocasiones, un sismo esta precedido por pequeños temblores de tierra, que pueden servir de alarma. Aun no es posible asegurar que los sismos darán como resultado uno de mayor intensidad, certeza que permitirá evacuar casas y edificios y salvar muchas vidas. Después de presentarse un sismo intenso, es común que le sigan otros de menor intensidad denominados replicas o sacudidas secundarias, hasta lograrse un nuevo equilibrio en la parte de la corteza terrestre afectada.
En la ciudad de México, se ha instalado un sistema de alerta sísmica el cual nos avisa con anticipación de unos 50 segundos que ocurrirá un sismo cuyo epicentro se localiza en las costas del estado de guerrero. Un mecanismo de alarma se basa en la amplificación eléctrica de los movimientos relativos entre la masa y el bastidor de un sismógrafo; uno de ellos lleva un imán y el otro una bobina. La acción introductoria del imán genera en la bobina una corriente proporcional a la amplitud del movimiento y hace sonar la alarma, si el sismo es de una intensidad mayor a 6 grados en la escala de Richter.
Los ultrasonidos son engendrados por fuentes sonoras que vibran a una frecuencia superior a 20 000 ciclos/s. el oído humano no puede percibir el ultrasonido porque el tímpano, empujado por la presión de la onda, no dispone del tiempo necesario para recuperar su tensión normal cuando lo requiere la depresión de la onda en sentido contrario y así sucesivamente.
Los perros si perciben los ultrasonidos y los cazadores emplean un silbato que emite ultrasonidos para llamar a estos animales.
Los murciélagos están provistos de un órgano emisor de ultrasonido y otro receptor que funcionan juntos como un radar detector de obstáculos, el cual les permite volar en la oscuridad en medio de los obstáculos, así como detectar a sus presas y atraparlas sin verlas. Los delfines y las ballenas también se comunican entre sí por medio del ultrasonido.
Los aparatos generadores de ultrasonidos basan su funcionamiento en la denominada piezoelectricidad, fenómeno que consiste en producir electricidad en algunos cristales como el cuarzo, cuando son sometidos a presiones o a deformaciones mecánicas. Las ondas ultra sonoras se propagan mejor en el agua y los medios sólidos que en el aire y, como toda onda, se reflejan al chocar con un obstáculo. En el corto espacio existente entre la semionda donde el aire se halla comprimido y la semionda sometida a depresión, se producen diferencias de presión de varias atmosferas, por lo cual estas ondas pueden ejercer efectos mecánicos en la materia finalmente dividida. El ultrasonido tiene múltiples aplicaciones:
a)Sondas para medir la profundidad del mar y detectar submarinos o bancos de peces. actualmente se usa mucho el aparato llamado sonar.
b)Aparatos detectores de deformaciones, agrietamientos, burbujas u otras imperfecciones externas o internas de piezas metálicas o reactores atómicos.
c)Limpieza total de cualquier pieza sucia o grasosa, al lograr que el ultrasonido fragmente y disperse toda suciedad
d)Aplicaciones terapéuticas en las que el ultrasonido permite realizar estudios del cuerpo humano, para detectar tumores o diferentes irregularidades en los órganos, a fin de atender oportunamente una enfermedad curable. el ultrasonido también se emplea para verificar que el feto se está desarrollando sin peligro y para conocer el sexo del futuro recién nacido.
1.-Son aquellas ocasionadas por una perturbación y que para su propagación en forma de oscilantes periódicas requieren de un medio material.
2.-Se presentan cuando las partículas del medio material vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda
3.- Se presentan cuando las partículas del medio material vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
4.- Es la línea que señala la dirección en que avanza cualquiera de los puntos de un frente de onda.
5.- Son las ondas que se propagan en una sola dimensión o rayo.
6.- Son las ondas que se difunden en dos dimensiones
7.-Son las ondas que se propagan en todas direcciones, como es el sonido.
8.-Es la distancia entre dos frentes de onda que están en la misma fase.
9.- Es el numero de ondas emitidas por el centro emisor en un segundo.
10.-Es el tiempo que tarda en realizarse un ciclo de la onda.
11.- Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
12.- Es la distancia entre cualquier punto de una onda y su posición de equilibrio.
13.- Es la máxima elongación o alejamiento de su posición de equilibrio que alcanzan las partículas vibrantes.
14.-Se produce cuando las ondas sonoras se reflejan al chocar con una pared dura.
La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio e impresiona nuestros sentidos en una dirección imprecisa.
La materia es todo cuanto existe en el universo y se halla constituido por partículas elementales, mismas que generalmente se encuentran agrupadas en átomos y en moléculas.
La materia es indestructible y puede ser transformada en energía. De la misma manera se puede crear materia a partir de energía radiante.
Cuando hablamos de masa nos referimos a la cantidad de materia contenida en un cuerpo. La masa y la energía son dos aspectos de una misma realidad y dan como resultado fenómenos como el de la emisión de radiaciones de las estrellas o de las materializaciones de los rayos gamma, entre otros. Estos fenómenos prueban como los cuerpos pueden radiar ondas electromagnéticas perdiendo una parte correspondiente de su masa y como las ondas de alta frecuencia pueden desaparecer dando lugar a la formación de partículas materiales. Dichas transformaciones obedecen a la misma ley propuesta por Albert Einstein, de la equivalencia de la masa m y de la energía e que se presenta por la formula E =mc², donde c es la velocidad de propagación de la luz en el vacío y cuyo valor es igual a 300 mil km/s.
Tales, filósofo, astrónomo y geómetra, nacido en Mileto, en el año 640 A.C., llego a la conclusión de que el agua es necesaria para todas las cosas vivientes.
El filosofo griego empedocles, nacido unos 500 años A.C., ideo una teoría que iba a dominar el pensamiento occidental hasta el siglo XVIII. De acuerdo a este sabio, la materia no estaba compuesta de una sola sustancia sino de cuatro elementos: aire, agua, tierra y fuego.
Leucipo y su discípulo Demócrito, fueron los primeros en considerar que si un cuerpo se dividiera cada vez en trozos mas pequeños, llegaría un momento en que se tendría una partícula tan pequeña que ya no sería posible dividirla más. A dicha partícula la denominaron átomo, palabra que en griego significa: sin división.
Isaac newton y Robert Boyle publicaron artículos donde expresaron su creencia en la naturaleza atómica de los elementos. Sus trabajos no fueron comprobados, fueron simples explicaciones de lo conocido sin trascender a lo desconocido.
Antoine Lavoisier, químico francés, había advertido que si se efectuaba un cambio en un espacio cerrado, la masa de los materiales presentes antes del cambio es igual a la masa de los materiales presentes después del cambio. Encontró que en todos los cambios químicos realizados, la masa permanecía constante.
Postulo la ley de la conservación de la materia, que dice: la materia no puede crearse ni destruirse. Este enunciado significa que, en reacciones químicas ordinarias, la materia puede experimentar cambios pero no se crea ni se destruye.
La materia solo puede ser transformada en energía y viceversa, por tanto, la suma de ambas es una cantidad constante en el universo.
Joseph Proust observo que las sustancias específicas siempre contienen la misma proporción en masa de sus elementos. Por ejemplo, la sal de mesa está constituida por sodio y cloro de cualquier muestra de sal pura siempre es igual. No importa la procedencia de la muestra, como se obtuvo o que tan grande es, la relación entre las masas de sodio y cloro siempre es la misma. Este principio se conoce como ley de las proporciones definidas o ley de Proust.
En 1803, Dalton hizo su más importante contribución a la ciencia al proponer la teoría de que la materia está compuesta por átomos de diferentes masas, que se combinan en proporciones sencillas para formar compuestos. Los postulados de la teoría atómica de Dalton son:
a)toda materia está formada por partículas diminutas llamadas átomos. estos son indivisibles.
b)todos los átomos de un mismo elemento tienen idéntico peso y son iguales entre sí.
c)los átomos de diferentes elementos tienen distinto peso
d)los cambios químicos en la materia se producen debido a combinaciones entre sus átomos
Los estudios realizados por Dalton, aunados a los de Lavoisier contribuyeron a establecer el carácter corpuscular de la materia. Por lo que se considera que todo cuerpo está constituido por pequeñísimas partículas que reciben el nombre de átomos.
Un átomo es la unidad más pequeña posible de un elemento químico. Los átomos se encuentran constituidos por particulas elementales: los electrones, protones y neutrones. Los electrones y los protones tienen una propiedad llamada carga eléctrica.
Una molécula es la partícula mas pequeña de una sustancia que mantiene las propiedades químicas especificas de la misma.
La ley de las proporciones múltiples establecida por John Dalton se establece que: si dos elementos se combinan para formar una sustancia compuesta, la relación entre las masas de un elemento que se combinan con una masa constante de otro elemento puede expresarse en números enteros y pequeños.
J.L Gay Lussac (1778-1850) advirtió que en condiciones de temperatura y presiones constantes los volúmenes de los gases reaccionantes y sus productos gaseosos guardaban una relación de números enteros y pequeños.
Amadeo Avogadro (1776-1856) su hipótesis llamada hipótesis de Avogadro establece que: en las mismas condiciones de temperatura y presión, iguales volúmenes gaseosos contienen igual número de moléculas. Como los átomos de estas moléculas siempre permanecen enteros al efectuarse la reacción, sus cambios podían representarse en proporciones simples de números enteros.
Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio.
Es cualquier tipo de materia que presenta características que la distinguen de otras.
Es una muestra homogénea de la materia, compuesta de átomos identicos.los elementos se presentan en diferentes estados de agregación molecular. Hasta el momento se han descubierto 109, metales y no metales.
Es una muestra homogénea de materia constituida por dos o más átomos diferentes en determinada proporción. Algunos ejemplos son: el agua, el azúcar, la sal o el dióxido de carbono.
Ante tal cantidad de sustancias elementales y la gran diversidad de propiedades de las mismas, los químicos se encontraban desconcentrados: se hacía necesaria una clasificación.El químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907) ordeno todos los elementos químicos conocidos en su época en una tabla, denominada tabla periódica, de características muy parecidas a la que utilizamos actualmente.
Imagine que tiene un vaso de agua y que trata de dividir la cantidad de agua, en mitades, aun mas allá del límite de visibilidad.
Por supuesto, hay un límite en este proceso y, finalmente, quedara una pequeñísima porción de agua. Esta última partícula es la molécula del agua que al dividirla otra vez, dejaría de ser agua. Una molécula es extraordinariamente pequeña y, de hecho, en el vaso de agua que imaginariamente hemos estado dividiendo, habría unas 1 * 10²6 moléculas, es decir, 100 cuatrillones de moléculas. Una molécula se puede dividir en partes más pequeñas. Sin embargo, cuando se divide, ya no continua siendo la misma sustancia. Una molécula de agua puede dividirse en tres porciones más pequeñas, pero estas ya no tienen las propiedades químicas ni físicas del agua. Estas proporciones sub moleculares se llaman átomos. Un átomo es tan pequeño que en una sola gota hay más de mil trillones de átomos.
El símbolo de un elemento también representa a un átomo del elemento; asimismo, la formula de un compuesto indica una molécula de dicho compuesto.
Las masas de los átomos se comparan con base en la escala de masas atómicas, la cual tienen como patrón la unidad de masa atómica (uma).
La masa atómica del hidrogeno en unidades de masa atómica es 1 y la del oxigeno es 16. Por tanto, la masa total de una molécula de agua (H2O) es 1+1+16 = 18 uma.
Si se suman las masas atómicas de todos los átomos de una molécula, la resultante es la masa de la molécula. Esto es, masa molecular.
Para calcular una masa molecular, se suman las masas atómicas de los átomos involucrados en la formula.
Los químicos han encontrado que 6.02 * 10²³ átomos de un elemento tienen una masa en gramos, equivalente a la masa de un átomo en UMA.
Al número 6.02 * 10²³ se le denomina numero de avogadro, en honor al físico italiano Amadeo avogadro (1776-1856). La masa atómica en gramos de un elemento, dividida por la masa real en gramos de uno de sus átomos, es una relación constante que es igual al número de avogadro. Por ejemplo para el hidrogeno tenemos:
Masa atómica en gramos para H/ masa real en gramos de un átomo de H
= 1.01 g/ 1.67 * 10¯²4 g = 6.02 * 10²³
La masa atómica en gramos contiene 6.02 * 10²³ átomos. Como las moléculas están formadas por la combinación de átomos, tenemos que:
la masa molecular en gramos es la suma de las masas atómicas en gramos que la componen.
La masa molecular en gramos contiene el numero de avogadro: 6.02 * 10²³ moléculas por masa molecular en gramos el valor de la masa en gramos de una molécula se halla al dividir la masa molecular en gramos sobre el número de Avogadro.
La masa molecular en gramos de cualquier especie química se llama gramo mol o simplemente mol. Un mol de cualquier especie química, atómica, iónica o molecular, contiene 6.02 * 10²³ partículas individuales.
El mol es una unidad o patrón de medida aceptado por el sistema internacional para medir la cantidad de sustancia.
La materia se presenta en cuatro estados de agregación molecular: solido, liquido, gaseoso y plasma. De acuerdo con la teoría cinética molecular, la materia se encuentra formada por pequeñas partículas llamadas moléculas y estas se encuentran animadas en movimiento, el cual cambia contantemente de dirección y velocidad. Debido a este movimiento las moléculas presentan energía cinética que tiende a separarlas, pero también tienen una energía potencial que tiende a juntarlas. Por tanto, el estado físico de una sustancia puede ser:
a)solido si la energía cinética es menor que la energía potencial (cohesión)
b)liquido si la energía cinética y potencial de sus moléculas son aproximadamente iguales
c)gaseoso si la energía cinética de las moléculas es mayor que su energía potencial.
En el estado sólido cada molécula está confinada en un espacio pequeño entre moléculas cercanas, por lo cual vibran sin cambiar prácticamente de lugar debido a su alta fuerza de cohesión. Sin embargo, si al solido se le suministra calor las moléculas lo absorben y lo transforman en energía cinética, que al aumentar disminuye la fuerza de cohesión y el sólido cambia de estado sólido a liquido. Si el liquido se calienta aun mas, las moléculas aumentan su energía cinética nulificando la fuerza de cohesión y se producirá un nuevo cambio del estado liquido al gaseoso; estado en el cual las moléculas se mueven libremente a gran velocidad de un lado a otro, chocan entre sí y con las paredes del recipiente que las contiene, y dan como resultado la denominada presión del gas.
El plasma se produce al aumentar la temperatura a más de 5000°C. Bajo estas condiciones las moléculas se rompen, los átomos chocan en forma violenta y pierden electrones, lo cual da origen a un gas extremadamente ionizado, mezcla de iones y electrones.
Este estado solo se presenta en las estrellas como el sol o en la explosión de bombas termonucleares, así como en los relámpagos, ya que en su trayectoria el 20% de las moléculas de aire se ionizan.
Cuando a una sustancia se le suministra calor, se altera su energía cinética y potencial como consecuencia del movimiento y las posiciones guardadas por las moléculas. Con ello se modificara la energía interna de la sustancia, pues esta es resultado de la energía cinética y potencial de las moléculas.
Tiene un firme sustentación en dos fenómenos muy importantes: uno es el denominado movimiento browniano, descubierto en 1827 por el científico escocés Robert Brown. El otro fenómeno es el de difusión.
El movimiento browniano se refiere al movimiento de partículas solidas contenidas en un liquido o en un gas, como resultado del movimiento caótico de las moléculas liquidas o gaseosas.
El movimiento de pequeñas partículas en suspensión, originado por los golpes de las partículas en movimiento caótico o desordenado, recibe el nombre de movimiento browniano. Este pone en manifiesto cómo se mueven las moléculas en una sustancia.
También se explica debido al movimiento caótico de las moléculas. Dicho movimiento se nota más en un gas, pues en un liquido las moléculas están situadas más cerca una de otras y las fuerzas de atracción entre ellas frenan la difusión. En un sólido, las fuerzas de atracción molecular son aún mayores que en los líquidos y la difusión transcurre mucho más despacio. Debido al fenómeno de difusión, cuando los líquidos se ponen en contacto, ambos se distribuyen uniformemente por todo el espacio común formando una mezcla homogénea. Esto sucede siempre y cuando los líquidos sean miscibles, es decir, que se puedan mezclar.
Las propiedades que presentan los cuerpos sin distinción reciben el nombre de propiedades generales, por tal motivo no permiten diferenciar una sustancia de otra.
A algunas de las propiedades generales de la materia también se les da el nombre de propiedades extensivas, pues su valor depende de la cantidad de materia, tal es el caso de la masa, el peso, el volumen, la inercia y la energía.
Todo cuerpo ocupa una porción de espacio llamado volumen. Un cuerpo grande ocupa mucho espacio, es decir, un gran volumen; mientras que uno chico tendrá un volumen menor.
Es la cantidad de materia contenida en un cuerpo.
El peso de un cuerpo representa la fuerza gravitacional con la que es atraída la masa de dicho cuerpo.
Es la oposición que presentan los cuerpos a variar su estado, ya sea de reposo o de movimiento. Una medida cuantitativa de la materia de la inercia de un cuerpo es su masa, pues la masa de un cuerpo es una medida de su inercia. Por tanto, a mayor masa, mayor inercia.
Es una propiedad que caracteriza la interacción de los componentes de un sistema físico que tiene la capacidad de realizar un trabajo.
El espacio ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado por otro al mismo tiempo.
Propiedad de los cuerpos de recuperar su forma original una vez que desaparece la fuerza que ocasiona la deformación.
Las propiedades características permiten identificar a una sustancia de otra, pues cada una tiene propiedades que la distinguen de las demás.
Las propiedades características de la materia también reciben el nombre de propiedades intensivas, porque su valor es independiente de la cantidad de materia. Tal es el caso de la densidad de cualquier sustancia como es el agua, en la cual su densidad será la misma para 2 cm³ que para 10 litros o cualquier otra cantidad.
Como es el caso de la densidad, punto de fusión, solubilidad, índice de refracción, modulo de Young, organolépticas llamadas así porque se perciben con nuestros sentidos, entre otras.
Se refieran al comportamiento de las sustancias al combinarse con otras y a los cambios en su estructura intima como consecuencia de los efectos de diferentes clases de energía.
Se define como el cociente que resulta de dividir la masa de una sustancia dada entre el volumen que ocupa.
Es la temperatura a la cual una sustancia solida comienza a licuarse estando en contacto íntimo con el estado líquido resultante que se encontrara en equilibrio termodinámico, es decir, la misma temperatura. Cada sustancia funde y solidifica a la misma temperatura llamada punto de fusión.
El punto de fusión también es una propiedad característica o intensiva de la materia, pues independientemente de la cantidad de sustancia que se tenga, el punto de fusión será el mismo a una presión determinada, trátese de 1 gramo o de toneladas de dicha sustancia.
Para que un sólido pase a líquido necesite absorber la energía necesaria para destruir la unión entre sus moléculas, por tanto, mientras dura la fusión no aumenta la temperatura. El punto de fusión de una sustancia se eleva si aumenta la presión, aunque en el agua al incrementar la presión disminuye su punto de fusión.
El calor requerido para este cambio en el estado físico del agua sin que exista ningún cambio en la temperatura recibe el nombre de calor latente de fusión.
El punto de fusión de una sustancia siempre será el mismo a una presión determinada.
A una presión determinada la temperatura a la cual un líquido comienza a hervir se le llama punto de ebullición. Este se mantiene constante independientemente del calor suministrado al líquido, ya que si se aplica mayor cantidad de calor, habrá mas desprendimiento de burbujas sin cambio de temperatura en el liquido. El punto de ebullición de un liquido cuya presión de vapor al aumentar la temperatura llega a ser igual a la presión que se halla sometido el liquido, se caracteriza por el rápido cambio al estado gaseoso. Si el líquido se encuentra en un recipiente abierto, la presión que recibe es la atmosfera.
También el punto de ebullición es una propiedad característica o intensiva de la materia. Aunque el punto de ebullición de una sustancia es el mismo independientemente de su cantidad, es evidente que si es mucha sustancia, debe suministrarse más calor para alcanzar la temperatura a la cual comienza a hervir.
Al medir la temperatura del liquido en ebullición y la del gas, se observa que ambos estados tienen la misma temperatura, por eso se dice que coexisten en equilibrio termodinámico.
El punto de ebullición de una sustancia aumenta a medida que se eleva la presión recibida. A presión normal (1 atm = 760 mm de hg), el agua hierve y el vapor se condensa a 100°c, esta temperatura recibe el nombre de punto de ebullición del agua. Para que el agua pase de un líquido a vapor o de vapor a líquido, sin variar su temperatura, necesita un intercambio de 540 calorías por gramo. El calor requerido para cambiar de estado sin variar de temperatura se llama calor latente de vaporización del agua. El calor latente de vaporización permanece en un gas hasta que se convierte en líquido al realizar su condensación. El vapor de agua, al estar en contacto con el cristal de una ventana fría, cede su calor de vaporización y se condensa en gotas calentando ligeramente el cristal.
El punto de ebullición de una sustancia es igual a su punto de condensación.
Un liquido pasa al estado gaseoso cuando alcanza su punto de ebullición, pero también lo hace a temperaturas menores si se evapora, porque algunas moléculas de los líquidos se mueven con más velocidad debido a una mayor energía; cuando estas moléculas se encuentran cerca de la superficie libre del liquido, su energía les permite vencer las fuerzas de cohesión de las otras moléculas, escapan hacia el aire y producen el fenómeno llamado evaporación.
La evaporación de un líquido es más rápida si aumenta su temperatura, debido a que la energía cinética de las moléculas aumenta, escapando un mayor número de ellas.
Mientras mayor es el área de la superficie libre de un líquido, mayor es el número de moléculas evaporadas.
Es la cantidad de soluto en gramos que satura a 100 gramos de disolvente a una temperatura dada.
Es la mezcla homogénea de dos o más sustancias. Cada solución consta de dos partes; el solvente o disolvente y el soluto. El solvente es la sustancia que disuelve a otra. El soluto es la sustancia que se disuelve en el solvente.
a)liquidas: comprenden las de solido en liquido, liquido en liquido y la de gas en liquido
b)solidas: comprenden las de solido en solido y las de gas en solido
c)gaseosas: comprenden las de gas en gas.
La concentración está determinada por la masa del soluto contenida en una unidad de masa o de volumen de solvente. Se tiene una solución saturada cuando el solvente contiene la mayor cantidad de soluto que puede disolver a una temperatura y presión dadas; la solución es sobresaturada cuando existe una mayor concentración de soluto que la correspondiente a la saturación. Los conceptos de las soluciones concentradas y soluciones diluidas no están perfectamente definidos, pero se dice que es concentrada aquella solución cuya concentración se aproxima a la saturada, y diluida si su concentración es mucho menor a la saturada.
La solubilidad de una sustancia en otra depende de:
a)La semejanza en la composición y estructura química.
b)El tamaño de las partículas, pues a menor tamaño es mas rápida la disolución y es posible una mayor solubilidad
c)La temperatura ya que la solubilidad de un liquido en un liquido o de un sólido en un liquido aumenta al elevarse la temperatura
d)La agitación porque a mayor agitación mayor velocidad en la disolución
e)La presión influye notablemente en las soluciones de gases y líquidos.
El coeficiente de solubilidad de una sustancia es una propiedad característica pues al fijar una masa de 100 g de disolvente puede determinarse la cantidad máxima de soluto a disolverse en el.
La temperatura es el parámetro con mayor influencia en la solubilidad de una sustancia en otra. Los coeficientes varían en proporción directa con los incrementos de temperatura.
Las mezclas se obtienen cuando se unen en cualquier proporción dos o más sustancias que conservaran cada una de sus propiedades físicas y químicas, es decir, al formar la mezcla no se combinan químicamente.
Las mezclas pueden ser homogéneas si los componentes están distribuidos uniformemente.
En las mezclas heterogéneas los componentes no están distribuidos uniformemente.
Se usa para separar las partículas de sólidos insolubles en un líquido. este procedimiento también es usado cuando se desean separar dos líquidos insolubles entre si y que por su diferente densidad, después de estar en reposo, se dividen perfectamente con ayuda de un embudo de separación.
Se emplea para separar las partículas solidas insolubles mezcladas en un líquido.
Se usa cuando un sólido esta disuelto en un liquido, ya que al evaporarse este, queda cristalizado el sólido.
Se emplea para separar la crema de la leche, o bien, para deshidratarla.
La destilación se emplea para separar un líquido volátil de una mezcla, la cual se calienta hasta el punto de ebullición del componente volátil, a fin de condensar después del vapor. Esta destilación será fraccionada cuando en la mezcla existan varios líquidos con diferentes puntos de ebullición que se pueden separar uno en uno.
Se emplea para separar mezclas de sólidos en sólidos cuando sus partículas esta finamente divididas; para ello se busca un liquido que disuelva alguno de los sólidos, se filtra la solución y por evaporación se separa el sólido. Si el líquido disuelve a más de un sólido, estos pueden separarse enfriando la solución hasta que el sólido menos soluble se precipite y se pueda separar por filtración.
1.- Particula mas pequeña de la materia que puede entrar en combinacion quimica
2.-Sustancias que contienen solo atomos de una misma sustancia
3.- Sustancia formada por atomos de mas de una clase
4.- Estado de la materia en el cual la energia cinetica de sus moleculas es menor que la potencial
5.- Estado de la materia en el cual las energias cinetica y potencial de sus moleculas son aproximadamente iguales
6.- Estado de la materia en el cual la energia cinetica de las moleculas es mayor a la energia potencial
7.- Es un estado en el cual las moleculas se rompen originando un gas extremadamente ionizado, mezcla de iones y electrones
8.-Es el movimiento continuo de los atomos de una sustancia en forma de zig-zag
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