fisica y quimica 4 eso

8/12/2019 Fisica y Quimica 4 Eso

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NDICE DE CONTENIDO

TEMA 1. ESTRUCTURA DE LA MATERIA...................................................................5

La teora atmica de Dalton..................................................................................5

La estructura del tomo........................................................................................7Modelo atmico de Bohr. estructura electrnica......................................................10La tabla peridica...............................................................................................11Las agrupaciones de tomos................................................................................12La masa molecular.............................................................................................1La cantidad de partculas. !l mol..........................................................................1!l enlace "umico...............................................................................................15!#ercicios..........................................................................................................17

TEMA 2. FORMULACIN QUMICA.........................................................................21

$oncepto de n% de o&idacin...............................................................................21$ombinaciones binarias......................................................................................22!#ercicios..........................................................................................................25

TEMA 3. MEZCLAS Y DISOLUCIONES.....................................................................29

Disoluciones......................................................................................................'0

La solubilidad de las sustancias............................................................................'1(ormas de e&presar la concentracin....................................................................'1!#ercicios..........................................................................................................'

TEMA 4. REACCIONES QUMICAS..........................................................................37

(enmenos )sicos * )enmenos "umicos..............................................................'7Las reacciones "umicas......................................................................................'7Le* de conser+acin de la masa...........................................................................',Las reacciones "umicas * la teora atmica...........................................................'-$lculos a partir de las ecuaciones "umicas..........................................................0$lases de reacciones..........................................................................................1!nerga de las reacciones "umicas.......................................................................2eacciones cido base........................................................................................5!#ercicios .........................................................................................................7

TEMA 5. QUMICA ORGNICA...............................................................................51

!l origen de la "umica orgnica...........................................................................51!l tomo de carbono...........................................................................................52hidrocarburos....................................................................................................5'$ompuestos orgnicos con grupos )uncionales.......................................................57!#ercicios........................................................................................................../0

TEMA 6. ESTUDIO DEL MOIMIENTO....................................................................61

La +elocidad media............................................................................................./1!l mo+imiento uni)orme....................................................................................../2La aceleracin media........................................................................................../'Mo+imiento uni)ormemente acelerado.................................................................../!l mo+imiento uni)ormemente retardado.............................................................../5!#ercicios..........................................................................................................//

TEMA 7. DINMICA...............................................................................................73

La le* de la inercia.............................................................................................7'Le* de proporcionalidad entre )ueras * aceleraciones.............................................7elacin entre la )uera * el mo+imiento...............................................................7La tercera le* de la dinmica...............................................................................75Medida de )ueras..............................................................................................75uma de )ueras ...............................................................................................75!#ercicios..........................................................................................................77

TEMA !. INTERACCIN GRAITATORIA................................................................!1

Mo+imiento de cada libre....................................................................................,1!l peso de los cuerpos........................................................................................,2La posicin de la tierra en el uni+erso...................................................................,'!l modelo geocntrico.........................................................................................,!l modelo heliocntrico.......................................................................................,La le* de la 3ra+itacin 4ni+ersal.........................................................................,5

La aceleracin de la gra+edad..............................................................................,/!#ercicios..........................................................................................................,,

Fsica y Qumica 4 ESO


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4

TEMA 9. FENMENOS EN FLUIDOS........................................................................91

Medida de +olmenes.........................................................................................-1!l principio de 6r"umedes..................................................................................-'La presin.........................................................................................................-5!l e&perimento de orricelli.................................................................................-/La atms)era.....................................................................................................-7La presin hidrosttica........................................................................................-,8rincipio de 8ascal..............................................................................................--!#ercicios........................................................................................................102

TEMA 1". TRA#A$O Y ENERGA...........................................................................1"7

(ormas de la energa........................................................................................107!nerga mecnica.............................................................................................10,8rocesos de trans)erencias de energa. traba#o mecnico.......................................1108otencia mecnica............................................................................................112!#ercicios........................................................................................................11'

TEMA 11. CALOR Y TEM%ERATURA......................................................................115

La temperatura................................................................................................115elacin entre calor trans)erido * +ariacin de temperatura...................................11/!"uilibrio trmico.............................................................................................117

La relacin entre energa trmica * temperatura...................................................11,$alor * cambios de estado.................................................................................11-M"uinas trmicas............................................................................................120!l principio de conser+acin de la energa............................................................121!#ercicios........................................................................................................122

TEMA 12. FENMENOS ONDULATORIOS..............................................................125

Magnitudes caractersticas de las ondas..............................................................125e)le&in * re)raccin de ondas..........................................................................12/9ndas sonoras.................................................................................................127La lu.............................................................................................................1'1!l o#o humano.................................................................................................1'2!#ercicios........................................................................................................1'5



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6

metro en 1012 partes un billn de partes< para obtener la longitud de un picmetroC i

colocamos tomos de hidrgeno uno al lado del otro cuntos cabran en un metroE

@4nos die mil millones de tomosC !ste nmero< es ma*or "ue el nmero de habitantes de la

ierra.

MASA DE LOS TOMOS.

Las masas de los tomos son e&tremadamente pe"ue?as. 6s< la masa de un tomo de

hidrgeno< el ms ligero de todos< es de 1,710-28 kg * la masa de un tomo de plomo es tan

slo de 3,5310-26 kg .

6l seleccionar una unidad< con+iene elegirla de acuerdo con la cantidad "ue se desea medir.

6s< la masa de una persona la e&presamos en FgG en el laboratorio< al realiar una

e&periencia< pesamos en la balana unos gramos o uno miligramos de sustancia.

$omo un tomo es mu* pe"ue?o< para medir su masa necesitamos una unidad mucho menor

"ue el Fg< el g< e incluso el mg. Dnde encontrar una unidad tan pe"ue?aE lo la podemos

encontrar en el propio mundo del tomo. 8or ello< para medir las masas de los tomos se

utilia como unidad< la unidad de masa atmica < abre+iadamente u. e de)ine la unidad de

masa atmica HuI como la docea+a parte de la masa de un tomo de carbono12.

e llama '()( (*>'0-( +&/(*0?( & , 0)>*< o masa isotpica< al cociente entre la masa

de un tomo de un istopo determinado * la docea+a parte de la masa de un tomo decarbono 12.

6s< la masa isotpica del carbono1' es 1'


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7

1 mol de tomos 6,02210 23 tomos Las cantidades de tomos se indican en moles. 6s se e&presa una cantidad como 2 moles de

tomos de o&geno en +e de 1,2441024 !m!s .

8ara contar la cantidad de tomos de una muestra no es posible contarlos uno a uno< su

cantidad es demasiado grande< pero se puede realiar de )orma indirecta )cilmente

1 tomo tiene una masa de 1/ u.

1 mol de tomos tiene una masa de 1/ g.

Lo mismo podramos hacer para cual"uiera de los elementos.

6hora *a podemos calcular la cantidad de tomos presentes en una muestra de un elemento

"umico< para lo cual bastar di+idir la masa de la muestra entre el +alor de la masa atmica

del elemento.

"#m$%! &$ m!'$s=masa $( g%am!smasa a)mica

(=m*

E$ERCICIO RESUELTO.

$alcular el nmero de moles presentes en una masa de 5 gramos de magnesio. Masa

atmica de Mg 2


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8

uno signi)ic un gran a+ance en el momento en "ue )ueron propuestos pero ho* en da han

sido superados por el modelo cuntico.

MODELO DE RUT@ERFORD.

!n 1-11 a uther)ord< #unto con sus discpulos Aans 3eiger H1,,21-5I * 3regor Marsden

H1,-01-5/I< se le ocurri la idea de Jbombardear tomosK

para intentar a+eriguar "u haba en su interior< intentar

JdesmenuarlosK. omaron como blanco laminas de oro de un

espesor de unas cuantas diemilsimas de centmetro Hho*

sabemos "ue contena un espesor de 2.000 tomosI. Detrs de

la lmina de oro se colocaba una pantalla )luorescente para

poder detectar los impactos de las partculas positi+as o de

otro tipo "ue pasaran. La e&periencia ha pasado a la historia

de la ciencia como el &;&+0'&* & R,*&++ * sus

resultados lle+aron a proponer un modelo del tomo. Las ideas

)undamentales del modelo son>

L) *') &)* -)*0*,0) + (+*-,/()

),:(*>'0-()B /) +*&)B &,*+&) &/&-*+&).

L) *') &)* &)* -)*0*,0) + , -/&B 8,& -,( /( (+*& -&*+(/ &/

*'B ,( -+*&(.

E/ -/& &)* +'( + ) -/()&) & (+*-,/() /) +*&) /) &,*+&).

L() (+*-,/() 8,& +'( /( -+*&( ) /) &/&-*+&).

L) 0)*0*) &/&'&*) 8,'0-) )& 0&+&-0( &*+& ) + &/ '&+ & +*&)

8,& )&& & &/ -/&.

Aa* "ue indicar "ue en realidad el modelo propuesto originalmente por uther)ord no se

basaba en estas ideas e&actamente pues la e&istencia del neutrn no )ue constatada hasta

mucho despus.

%RO%IEDADES DE LAS %ARTCULAS SU#ATMICAS

Los protones> ienen carga elctrica positi+a. La carga del protn es de 1,610-1+ . !sta carga

se llama carga elemental por ser la ms pe"ue?a conocida. La masa de un protn es de

1,67 10-27 kg .

Los neutrones no tienen carga elctrica. u masa es< apro&imadamente< igual a la del protn.

Los electrones tienen una carga elctrica igual "ue la del protn< pero de signo contrario*) ) *') 8,& )&& &/ '0)' '&+ & +*&) &+

00&+& & &/ '&+ & &,*+&).

8or e#emplo e&isten tomos de carbono con seis protones * seis neutrones * otros con seis

protones * ocho neutrones. Desde el punto de +ista "umico dos istopos del mismo elemento

se comportan igual< no ocurre lo mismo en su comportamiento )sico< por e#emplo uno puede



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10

ser radiacti+o * otro no.

8ara representar una clase de tomo determinado se utilia una notacin compacta de la

)orma "ue se muestra en la )igura.

8or e#emplo +eamos algunos casos

tomo N protones N neutrones N electrones

612 6 p%!!($s 6 ($u%!($s 6 $'$c%!($s

614 6 p%!!($s 8 ($u%!($s 6 $'$c%!($s

"a1123 11 p%!!($s 12 ($u%!($s 11 $'$c%!($

MODELO ATMICO DE #O@R. ESTRUCTURA ELECTRNICA.MODELO ATMICO DE #O@R. ESTRUCTURA ELECTRNICA.

ras uther)ord el siguiente paso en la me#ora en la compresin de los tomos se produce conNiels Bohr "ue propone un nue+o modelo en el cual se contempla "ue los electrones "ue

+&( (/ -/& / (-& & +'( &)+&(( )0 8,& )& +


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11

sucesi+amente las capas * subcla+ios "ue se +an llenando en orden creciente de energas

indoicando con un superndice el nmero de electrones "ue ha* en cada una.

8or e#emplo en el caso de un tomo de o&geno ha* un total de ocho electrones 2 en una

subcapa 1s< dos en una subcapa 2s * cuatro en una subcapa 2p< la notacin para reprensetar

la con)iguracin electrnica sera 1s22s22p4

LA TA#LA %ERIDICA.LA TA#LA %ERIDICA.

Los elementos "umicos se pueden clasi)icar obtenindose como resultado la conocida como

tabla peridica en ella se colocan todos los elementos conocidos organiados en nmeros

atmicos crecientes de )orma "ue elementos con

comportamiento similar se encuentren colocados en la misma

columna.

!n la tabla peridica se habla de perodos * grupos.

%ERODOS

Los elementos estn alineados en )ilas horiontales llamadas

perodos * numeradas de la 1 a la 7. $uando se ordenan de esta manera< se obser+a "ue< al

llegar a un determinado elemento< si el siguiente lo ponemos deba#o del primero< los dos

elementos de la misma columna tienen propiedades seme#antes.

GRUPOS O FAMILIAS

!n cada columna se encuentran< pues< los elementos "ue presentan ciertas similitudes *

)orman los llamados grupos o )amilias. !n la tabla peridica los grupos o )amilias +an

numeradas del 1 al 1,.

11 22 33 44 55 66 77 !! 99 1"1" 1111 1212 1313 1414 1515 1616 1717 1!1!

A/-(/053)

A/-(/053*++&3)

M&*(/&) & *+()0-0>

T&++&3)

C(+:3530.&3)

N0*+3'0-ZK

N ')0-AK

N &+*&)

N &&,*+&)

N &&/&-*+&)

11 2'2

-2 2',

1- '-

,2 20,

20 '-

10/-!mp'$a% $' sigui$($ cua&%!

Sm!'! "!m%$ => !(


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1+

a/- :i).i&! &$ ca%!(! (O2) A /- Bci&! su'


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21

T&'( 2. F+',/(-0> 8,'0-(.

CONCE%TOCONCE%TO DE NDE N DE OIDACIN.DE OIDACIN.

!l nmero de o&idacin se puede de)inir como la capacidad de combinacin de un elemento

"umico con respecto a otros elementos< cuando )orman entre s di+ersos compuestos

"umicos. Los nmeros de o&idacin positi+os de algunos elementos ms usuales se muestran

en el siguiente cuadro.

Nombre mbolo N%o&idacin

Nombre mbolo N%o&idacin

Nombre mbolo N% deo&idacin

Litio Li S1 inc n S2 9&geno 9 2

odio Na S1 $admio $d S2 Aidrgeno A 1

8otasio O S1 6luminio 6l S' (luor ( 1

ubidio b S1 $obalto $o S2< S' $loro $l 1

8lata 6g S1 Aierro (e S2< S' Bromo Br 1

Berilio Be S2 N"uel Ni S2< S' ;odo ; 1

Magnesio Mg S2 9ro 6u S1< S' 6u)re 2

$alcio $a S2 8lomo 8b S2< S

!stroncio r S2 !sta?o n S2< S

Bario Ba S2 Mercurio Ag S1.S2

COM#INACIONES MONARIAS

on compuestos en "ue todos los tomos

pertenecen al mismo elemento< como ms

importantes citaremos las molculas del propio

elemento como $, O2,O3,"2, 2, 4

on compuestos "ue reciben )recuentemente

nombres +ulgares. u nomenclatura se limita a la

utiliacin de pre)i#os griegos ante el nombre del

elemento en cuestin.

'2 dicloroO3 trio&geno


L0)*( & +&0)

Mono 1 8enta 5

Di 2 Ae&a /

ri ' Aepta 7

etra 9cta ,


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COM#INACIONES #INARIAS.COM#INACIONES #INARIAS.

!n el caso de compuestos binarios Hcompuestos )ormados por dos elementosI< se deben seguir

como norma>

!scribir siempre el elemento de nmero de o&idacin positi+o a la i"uierda * el de nmero de

o&idacin negati+o a la derecha< aun"ue al nombrarlos se hace en orden in+erso.

6l escribir la )ormula de un compuesto se intercambian los nmeros de o&idacin de los

di)erentes tomos. grupos o iones "ue inter+ienen< colocndolos como subndices *

simpli)icndolos< teniendo en cuenta "ue el nmero 1 no se escribe * "ue en la )rmula )inal

deben aparecer siempre nmeros enteros.

IDOS.

e denominan &idos a los compuestos binarios del o&igeno con otro elemento.

IDOOGENOP ELEMENTO QUMICO

N'&-/(*,+( *+(0-0(/ i el elemento "ue )orma el &ido slo puede actuar con un

nmero de o&idacin se puede nombrar>

$on la terminacin ico

$on la palabra &ido seguida de la preposicin de * el nombre del metal.

"a2O : G.i&! &$ s!&i! u ).i&! s)&ic!/

i el elemento "ue )orma el &ido slo puede actuar con dos nmeros de o&idacin >

e nombran con la palabra &ido seguida del nombre del metal terminado en ICOu OSO Q&ido de carbono H;PI



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"2O5 > Q&ido de nitrogeno HPI

N'&-/(*,+(*+(0-0(/

N'&-/(*,+()0)*&'*0-(

N'&-/(*,+(& S*-

I2 O Q&ido de potasio Mon&ido de dipotasio Q&ido de potasio

>(O Q&ido de inc Mon&ido de inc Q&ido de inc

F$O Q&ido )erroso Mon&ido de hierro Q&ido de hierro H;;I

S(O2 Q&ido estannico Di&ido de esta?o Q&ido de esta?o H;PI

COM#INACIONES #INARIAS CON EL @IDRGENO.

@IDRUROS METLICOS on compuestos en los cuales el hidrgeno acta con nmero de

o&idacin 1 * +a precedido en las )rmulas por el smbolo del metal. e siguen las mismas

)ormulaciones anteriores pero ahora en +e de o&ido se denominan hidruros

2 Aidruro plumboso Dihidruro de plomo Aidruro de plomo H;;I

a2 Aidruro clcico Dihidruro de calcio Aidruro de calcio

S(4 Aidruro estannico etrahidruro de esta?o Aidruro de esta?o H;PI

@ALUROS DE @IDRGENO CIDOS @IDRCIDOSK

!s la combinacin del hidrgeno con alguno de los siguientes elementos> (< $l< Br< ; * los

cuales actan con nmero de o&idacin negati+os< actuando el hidrgeno con el nmero de

o&idacin S1.

e nombran a?adiendo el no metal la terminacin Uuro * completando con la e&presin de

hidrgeno. !n disolucin acuosa presentan nombre especiales< la siguiente tabla los muestra.

C',&)* N':+& E 0)/,-0> (-,)(

F (luoruro de hidrgeno Rcido )luorhdrico

' $loruro de hidrgeno Rcido clorhdrico

?% Bromuro de hidrgeno Rcido bromhdrico

D Toduro de hidrgeno Rcido *odhdrico

2 S ul)uro de hidrgeno Rcido sul)hdrico

Los hidruros del 9< N * del 8 tienen nombre especiales.



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24

C',&)* N':+& &)&-0(/ (-&*(

"3 6monaco

2 O 6gua

3 (os)ina

"a Aidruro sdico Monohidruro de sodio Aidruro de sodio

?a2 Aidruro de bario Dihidruro de bario Aidruro de bario

@' 3 Aidruro de aluminio rihidruro de aluminio Aidruro de aluminio

@ALOGENUROS.

on combinaciones de los halgenos con un metal< actuando el halgeno con el numero de

o&idacin H1I.

N'&-/(*,+(*+(0-0(/

N'&-/(*,+()0)*&'*0-(

N'&-/(*,+(& S*-

"a' $loruro de sodio $loruro de sodio $loruro de sodio

a'2 $loruro de calcio Dicloruro de calcio $loruro de calcio

F$'3 $loruro )rrico ricloruro de hierro $loruro de hierroH;;;I

SULFUROS.

on combinaciones del au)re con un metal< actuando el au)re con el numero de o&idacin H

2I.

N'&-/(*,+( *+(0-0(/ N'&-/(*,+()0)*&'*0-(

N'&-/(*,+( & S*-

"a2S ul)uro de sodio ul)uro de disodio ul)uro de sodio

aS ul)uro de calcio ul)uro de calcio ul)uro de calcio

F$S ul)uro )rrico Monosul)uro de hierro ul)uro de hierroH;;I



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25

E$ERCICIOS.E$ERCICIOS.

1/-!mp'$a 'a sigui$($ a'a &$ ).i&!s

N'&-/(*,+(*+(0-0(/

N'&-/(*,+()0)*&'*0-(

N'&-/(*,+(& S*-

@'2O3

O

i2O

aO

@u2O

?$O

"iO

!2 O3

@g2O

gO

"a2O

F$2 O3

J2O

2/-!mp'$a 'a sigui$($ a'a &$ i&%u%!s

N'&-/(*,+(*+(0-0(/

N'&-/(*,+()0)*&'*0-(

N'&-/(*,+(& S*-

J

a2

4

2

>(2

i

I

3/-!mp'$a 'a sigui$($ a'a &$ a'!g$(u%!s



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26

N'&-/(*,+(*+(0-0(/

N'&-/(*,+()0)*&'*0-(

N'&-/(*,+(& S*-

>('2

'4

g'2

&'2

i'

F$'2

?$'2

@' '3

4/-!mp'$a 'a sigui$($ a'a &$ su'


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27

FRMULA N. TRADICIONAL N. SISTEMTICA N. DE STOC

!'3

Q&ido mercrico

etracloruro de esta?o

>(2

Aidruro de aluminio

Mon&ido de dipotasio

@'2S3

9&ido ni"ueloso

@u?%

$loruro de aluminio

Q&ido de bario

Di&ido de plomo

?aS

$loruro de plata

*g'2

Aidruro de litio

aO

$loruro de estroncio

Monosul)uro de calcio

Q&ido de sodio

9&ido de beriliog2S

ricloruro de hierro

9&ido de aluminio

g'

9&ido de plata

ricloruro de oro



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28

FRMULA N. TRADICIONAL N. SISTEMTICA N. DE STOC

ul)uro )rrico

"i'2

$loruro de sodio

ul)uro de potasio



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2+

T&'( 3. M&-/() 0)/,-0&)

!n el medio natural es mu* raro encontrar sustancias en estado puro. 8or e#emplo el agua "ue

bebemos contiene sales disueltas * cuando la publicidad nos habla de agua pura< no lo es ensentido "ue se da al concepto de sustancia pura en "umica< en realidad "uiere indicar "ue no

ha sido modi)icado despus de ser recogida del medio natural. La norma general es "ue los

sistemas materiales sean una mecla de muchas sustancias.

La materia se clasi)ica en dos categoras principales>

S,)*(-0() ,+() es una porcin de materia "ue presenta una propiedades

caractersticas Htemperatura de )usin< temperatura de ebullicin< densidad...I "ue

poseen unos +alores )i#os * "ue di)ieren de los de otras sustancias.

M&-/()son combinaciones de dos o ms sustancias puras< cada una de las cuales

mantiene su propia composicin * propiedades.

Las de)iniciones para ser comprendidas en toda su e&tensin necesitan "ue se pro)undice en

los conocimientos "umicos< determinar si un sistema material es una sustancia pura o no/0 L8,0 G()&)

S

3/,*3

S>/0 Bronce Hmecla de cobre * esta?oI. 6gua de mar.Aumo HDisolucin departculas de carbn enaireI.

L8,0Mercurio en cobre o incHamalgamaI.

6lcohol * agua.Niebla HDisolucin de aguaen estado l"uido en aireI.

G()&) Aidrgeno en paladio. 9&geno en agua.6ire Hmecla de nitrgeno

D0)/,-0> --&*+((> cuando e&iste una alta proporcin de soluto.

D0)/,-0> 0/,0(> cuando e&iste una ba#a proporcin de soluto.

6mbos conceptos son relati+os< dependiendo para clasi)icar a una disolucin como concentrada

o diluida de su relacin con lo cerca

"ue est de estar saturada.

egn el modelo corpuscular la

disolucin se produce al interponerse

las partculas del disol+ente entre las

de soluto.

FORMAS DE E%RESAR LA CONCENTRACINFORMAS DE E%RESAR LA CONCENTRACIN

Las disoluciones pueden presentar proporciones mu* di)erentes entre sus componentes. La

proporcin entre las cantidades de soluto * de disol+ente de una disolucin< de)ine una

caracterstica de la misma denominada JconcentracinK.

C-&*+(-0> &) /( -(*0( & )/,* &;0)*&*& & -(( ,0( & &) ?/,'&

& ,( 0)/,-0>.W

Aa* muchas )ormas di)erentes de e&presar la concentracin de una disolucin< pero solo

consideraremos tres>


T(:/( & )/,:0/0(&)

S,)*(-0(ramos soluto

100 ramos aua

$loruro de sodio '/

$loruro de potasio '

Nitrato de potasio '1


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32

G+(')/0*+> es el nmero de gramos de soluto por litro de disolucin.

!(c$(%aci)((g /)=mK= g%am!s &$ s!'u!

i%!s &$ &is!'uci)(

T(* + -0&* & '()(!s el nmero de gramos de soluto contenido en cada 100 g de

disolucin.

L $( masa= g%am!s &$ s!'u!g%am!s &$ &is!'uci)(

100

g%am!s &$ &is!'uci)(=g%am!s &$ s!'u! + g%am!s &$ &is!'M$($Molaridad> !s el nmero de moles de soluto contenido en un litro de disolucin. e representa

por M.

*!'a%i&a&*=( &$ m!'$s

'i%!s &$ &is!'uci)(

E$ERCICIOS

E$ERCICIO RESUELTO

e ha preparado una disolucin< disol+iendo 200 g de sul)ato cprico (uSO4) < a?adiendo

agua hasta completar un +olumen de ' litros. $alcular su molaridad. Masa molar del sul)ato

cprico 15-


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33

!n muchas ocasiones el soluto es un l"uido por lo "ue se necesita conocer cual es el +olumen

"ue se necesitar para la preparacin.

E$ERCICIO RESUELTO

e desea preparar 2 litros de una disolucin de alcohol etlico en agua de concentracin

0


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34

E$ERCICIOS.E$ERCICIOS.

1/-S$ p%$pa%a u(a &is!'uci)( &is!'Mi$(&! 30 g%am!s &$ sa' $( 1 'i%! &$ agua/ a9u' $s $'

s!'u!; 9u' $s $' &is!'M$($; c 9u' $s 'a c!(c$(%aci)( &$ 'a &is!'uci)( $.p%$sa&a $(g;

2/-S$ p%$pa%a u(a &is!'uci)( &is!'Mi$(&! 20 g%am!s &$ sa' $( m$&i! 'i%! &$ agua/ 9u' $s 'a

c!(c$(%aci)( &$ 'a &is!'uci)( $.p%$sa&a $( g;

3/-S$ p%$pa%a u(a &is!'uci)( &is!'Mi$(&! 10 g%am!s &$ sa' $( 250 m &$ agua/ 9u' $s 'a


4/-S$ p%$pa%a u(a &is!'uci)( &is!'Mi$(&! 30 g%am!s &$ sa' $( 150 m &$ agua/ 9u' $s 'a


5/-S$ p%$pa%a u(a &is!'uci)( &is!'Mi$(&! 35 g%am!s &$ s!sa $( agua asa !$($% u(

M!'um$( &$ &is!'uci)( &$ $( 125cm3 9u' $s 'a c!(c$(%aci)( &$ 'a &is!'uci)( $.p%$sa&a

$( g;

6/-9ua(!s g%am!s &$ sa' s$%( ($c$sa%i!s pa%a p%$pa%a% m$&i! 'i%! &$ u(a &is!'uci)( &$

c!(c$(%aci)( 20 g;

7/-9ua(!s g%am!s &$ sa' s$%( ($c$sa%i!s pa%a p%$pa%a% 200 m &$ u(a &is!'uci)( &$

c!(c$(%aci)( 50 g;

8/-S$ i$($( 200cm3 &$ u(a &is!'uci)( &$ agua &$ ma% si$(&! su c!(c$(%aci)( $( sa' &$ 2

g si s$ $Map!%a s$ !&a $' agua 9ua(!s g%am!s &$ sa' u$&a%a(;

+/-S$ p%$pa%a u(a &is!'uci)( m$c'a(&! 30 g%am!s &$ sa' y 200 g%am!s &$ agua/ a9u' $s

$' s!'u!; 9u' $s $' &is!'M$($; c 9u' $s 'a c!(c$(%aci)( &$ 'a &is!'uci)( $.p%$sa&a

L $( masa;

10/-S$ p%$pa%a u(a &is!'uci)( m$c'a(&! 25 g%am!s &$ sa' y 450 g%am!s &$ agua/ 9u' $s 'a

c!(c$(%aci)( &$ 'a &is!'uci)( $.p%$sa&a L $( masa;

11/-S$ p%$pa%a u(a &is!'uci)( m$c'a(&! 300 g%am!s &$ a'c!!' y 750 g%am!s &$ agua/ 9u'

$s 'a c!(c$(%aci)( &$ 'a &is!'uci)( $.p%$sa&a L $( masa;

12/-S$ &isp!($ &$ u(a &is!'uci)( &$ a#ca% $( agua &$ u(a c!(c$(%aci)( &$' 5 L $( masa &$

a#ca% 9uH ca(i&a& &$ a#ca% a% $( 400 g%am!s &$ &is!'uci)(;

13/-S$ &isp!($ &$ u(a &is!'uci)( &$ sa' $( agua &$ u(a c!(c$(%aci)( &$' 2 L $( masa &$ sa'

9uH ca(i&a& &$ sa' a% $( 500 g%am!s &$ &is!'uci)(;

14/-S$ &isp!($ &$ u(a &is!'uci)( &$ s!sa $( agua &$ u(a c!(c$(%aci)( &$' 1 L $( masa &$

s!sa 9uH ca(i&a& &$ sa' a% $( 250 g%am!s &$ &is!'uci)(



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35

15/-S$ &isp!($ &$ u(a &is!'uci)( &$ sa' $( agua &$ u(a c!(c$(%aci)( &$' 6 L $( masa &$ sa'

9uH ca(i&a& &$ sa' a% $( 2000 g%am!s &$ &is!'uci)(

16/-S$ a p%$pa%a&! u(a &is!'uci)(, &is!'Mi$(&! 100 g &$ c'!%u%! s)&ic! y aa&i$(&! agua

asa c!mp'$a% u( M!'um$( &$ 2 'i%!s/ a'cu'a% su m!'a%i&a&/ *asa m!'a% &$' c'!%u%!

s)&ic!58,5 g m!'

17/-9u(!s g%am!s &$ m$a(!' s$ ($c$sia( pa%a p%$pa%a% 3 'i%!s &$ u(a &is!'uci)( 0,25 *;

*asa m!'a% &$' m$a(!'31 gm!'

18/-S$ i$($ u(a &is!'uci)( &$ 20 g &$ $a(!'25O$( 250 m'/ 9u' $s su m!'a%i&a&; *asa

m!'a% &$' $a(!'46 gm!'/

1+/-9)m! p%$pa%a%as 500 cm3 &$ u(a &is!'uci)( 0,5 * &$ "aO; a masa m!'a% &$ "aO $s

40 gm!'

20/-E' Mi(ag%$ $s u(a &is!'uci)( acu!sa &i'ui&a &$ u(a g%a( ca(i&a& &$ susa(cias, si$(&! $'

s!'u! u$ s$ $(cu$(%a $( may!% p%!p!%ci)( $' ci&! acHic!/ @' a(a'ia% u( Mi(ag%$

c!m$%cia' s$ $(c!(%) u$ $(a u(a c!(c$(%aci)( m!'a% &$ 0,6 * 9u(!s g%am!s &$ ci&!

acHic! a%( $( 200 m &$ $s$ Mi(ag%$; *asa m!'a% &$' ci&! acHic!62 gm!'/

21/-S$ &isu$'M$( 7 g &$ saca%!sa $( 200 m &$ agua/ O$($% 'a c!(c$(%aci)( &$ 'a

&is!'uci)( $.p%$sa&a $( g' y m!'a%i&a&/ *asa m!'a% &$ 'a saca%!sa270 g

m!'



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36



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37

T&'( 4. R&(--0&) 8,'0-().

FENMENOS FSICOS Y FENMENOS QUMICOS.FENMENOS FSICOS Y FENMENOS QUMICOS.

i miramos a nuestro alrededor< +eremos "ue todo se trans)orma constantemente< cambios de

posicin< de )orma de temperatura< e incluso en la propia naturalea de las sustancias. i se

buscase clasi)icar estas trans)ormaciones< se haran dos grandes grupos>

Las trans)ormaciones en las cuales no cambia la naturalea "umica de los cuerposG es decir

Bci&! c'!%&%ic! i&%).i&! &$s!&i! '!%u%! &$ s!&i! agua

'"aO "a'2O

LEY DE CONSERACIN DE LA MASA.LEY DE CONSERACIN DE LA MASA.

!n una reaccin "umica< la masa de los reacti+os es igual a la masa de los productos. !s decir

()na reacci*n #umica es una reorani+aci*n de los tomos #ue "orman las

sustancias reaccionantes reacti&os- para o$tener otras nue&as, de propiedades

di"erentes, llamadas productos de reacci*n, sin #ue apare+can ni desapare+can

nue&os tomos, e.iste la misma cantidad de cada clase antes / despu%s de la

reacci*n

$uando reacciona el cloro '2 con el hidrgeno 2

4 2O2 O2 22O1 m!' 2 m!'$s 1 m!' 2m!'$s16 g 64 g 44 g 36 g

!sto nos indica "ue 1/ g de metano reaccionan con / g de o&geno< por lo "ue se puede

establecer la siguiente proporcin de reaccin>

16 g &$ 464 g &$ O224 g &$ 4. g &$ O

despe#ando se obtiene

.= 246416

=+6 g &$ O2

CLASES DE REACCIONES.CLASES DE REACCIONES.

Las reacciones "umicas se pueden clasi)icar en distintos tipos< a continuacin +eremos tres deellos< aun"ue ha* otros distintos>

REACCIONES DE SNTESIS.

i en una cpsula de porcelana se coloca un poco de au)re en pol+o< de color amarillo< *

algunas limaduras )inas de hierro< cu*a masa sea casi el doble de la del au)re. e meclan

bien las dos sustancias. e coloca la cpsula sobre la llama del mechero de gas * se calienta

sua+emente. 8ronto aparece una incandescencia ro#a "ue se e&tiende a toda la mecla. e

puede apreciar "ue< aun"ue no se contine calentando< la reaccin sigue por s sola.



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42

!l producto obtenido tiene color grisceo *< al acercarle un imn< slo e&perimenta una dbil

atraccin magntica. !s el sul)uro de hierro H;;I. La ecuacin correspondiente al proceso es

F$ S F$S

!n esta reaccin dos elementos se han unido para )ormar un compuesto> este tipo de reaccin

de combinacin recibe el nombre de reaccin de sntesis. 9tra )orma de reaccin de sntesis es

la "ue tiene lugar entre molculas sencillas de compuestos "ue se unen para )ormar una

molcula ms comple#a. 6s sucede< por e#emplo< en la siguiente reaccin>

SO3 O2 2 SO4

5eacciones de sntesis son a#uellas en #ue las mol%culas de dos elementos o

compuestos se unen para "ormar la mol%cula de otro compuesto'

REACCIONES DE DESCOM%OSICIN.

!sta clase de reacciones es< en cierto modo< el caso contrario de las reacciones de sntesis.

$omo e#emplo se puede tomar la descomposicin del clorato de potasioI'O3 .

!n un tubo de ensa*o se coloca un poco de clorato de potasio pul+eriado. !sta sustancia es

un producto cristalino de color blanco. ambin se a?ade una pe"ue?a cantidad de otra

sustancia< el di&ido de manganeso< Mn92< cu*a nica )inalidad es la de )a+orecer la

descomposicin del clorato. 6l calentar con la llama del mechero de gas< se +a

descomponiendo el clorato. i acercamos a la boca del tubo un palito de madera con un punto

de ignicin< se obser+a cmo se a+i+a la llama< debido a "ue en dicha descomposicin se

produce o&geno. La ecuacin "ue describe esta reaccin es la siguiente>

2 I'O3 2 I'3 O2

5eacciones de descomposici*n consisten en #ue una sustancia se descompone en

otras ms sencillas'

ENERGA DE LAS REACCIONES QUMICAS.ENERGA DE LAS REACCIONES QUMICAS.

ENERGA QUMICA.

Aabitualmente se "uema madera< petrleo< gas o carbn para obtener calor. !ste calor se

emplea en producir el +apor de agua necesario para mo+er las paletas de una turbina< "ue< a

su +e< mo+er el electroimn de un alternador< generndose corriente elctrica. ambin se

puede obtener corriente elctrica< aun"ue en menor escala< a partir de una pila o de una

batera. !n uno u otro caso< la energa almacenada en ciertas sustancias Hlos combustibles o

los compuestos "ue contiene la pilaI se ha trans)ormado en otra )orma de energa.



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43

e llama energa "umica a la energa almacenada en los enlaces de las sustancias. 6

di)erencia de otras )ormas de energa< la energa "umica se almacena * se transporta con

)acilidad.

REACCIONES EOTHRMICAS Y ENDOTHRMICAS

odas las reacciones "umicas transcurren con un intercambio de energa con el medio

ambiente. La energa "ue entra en #uego en una reaccin "umica es generalmente energa

calor)ica< aun"ue en muchos casos +iene acompa?ada de energa luminosa o energa elctrica.

4na combustin< por e#emplo< genera lu * calor.

4na reaccin e&otrmica es una reaccin en la "ue se desprende energa. Las combustiones *

un gran nmero de reacciones de )ormacin de compuestos a partir de sus elementos Hpor

e#emplo< agua a partir de hidrgeno * o&genoI son reacciones e&otrmicas. !s importantese?alar "ue muchas reacciones e&otrmicas necesitan un pe"ue?o aporte inicial de energa

para producirse Huna chispa elctrica o una pe"ue?a llama< por e#emploI. 6hora bien< una +e

iniciada la reaccin< la cantidad de energa "ue se desprende es mu* superior "ue la energa

"ue ad"uiere a la "ue se suministr al principio de la reaccin.

4na reaccin endotrmica es una reaccin "ue necesita un aporte continuo de energa para

producirse. La descomposicin< mediante el calor< del carbonato de calcio en &ido de calcio *

di&ido de carbonoaO3 aO O2 es una reaccin endotrmica.

REACCIONES DE COM#USTIN

!stamos habituados a utiliar sustancias< como la madera< el carbn o el butano< $ A10< para

apro+echar el calor producido cuando las "uemamos. !ste proceso< llamado combustin

e toma como cadena principal a"uella "ue contenga el grupo )uncional de ma*or prioridad *

"ue presente ma*or nmero de tomos de carbono.

!l orden de pre)erencia +iene dado por a'u$(! =a'ui(! U=%a&ica'

La cadena principal se numera asignando a cada tomo de carbono un nmero localiador

e numeran los tomos de carbono de la cadena principal de tal

)orma "ue el grupo )uncional principal tenga el nmero

localiador menor.

i se trata de un alcano las rami)icaciones sern las "ue tengan

los nmeros localiadores menores.

i en la cadena principal hubiera dos o ms radicales iguales< se

emplearn los pre)i#os di< tri< tetra...< * en el nombre se

indican las posiciones.

!ntre nmero * nmero se intercala una coma< * entre nmero * letra< un guin.

8ara nombrar los radicales se cambia la terminacin (por 0/. !#emplo se muestran a la

derecha

$uando ha* +arios sustitu*entes distintos se nombran ordenndolos al)abeticamente

6lgunos e#emplos son>

ALQUENOS Y ALQUINOS.

Los tomos de carbono adems de )ormar enlaces sencillos carbonocarbono presentan la

posibilidad de )ormar enlaces dobles * triples< compartiendo dos o tres pares de electrones< en



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57

el caso de los hidrocarburos esto da lugar a compuestos denominados al"uenos * al"uinos

@0+-(+:,+) (/0(*0-)

A/-() A/8,&) A/8,0)

E/(-& )&-0// E/(-& :/& E/(-& *+0/&

JJV J=JV JJV

Los al"uenos son hidrocarburos no saturados "ue presentan al menos un doble enlace entre

sus carbonos. ambin son denominados hidrocarburos etilnicos. esponden a la )rmula

general( 2( .

e nombran igual "ue los alcanos< pero sustitu*endo el su)i#o ano por eno.

$$(!>2 2

p%!p$(!>322

3eneralmente< es necesario indicar la posicin del doble enlace< lo cual se hace con un nmerolocaliador Hel menor posibleI< "ue se sita delante del nombre del al"ueno * se separa de ste

con un guin. !#emplos>

2p$($(!> 323

1p$($(! >3222

$uando ha* ms de un doble enlace< se utilian los pre)i#os di< tri< indicndose la posicin

"ue ocupan los dobles enlaces> etc. !#emplo>

1,3ua&i$(! >22

Los al"uinos son hidrocarburos no saturados con triple enlace entre dos de sus tomos de

carbonos. ambin se les denomina hidrocarburos acetilnicos. u )ormula general es ( 2(2 .

e nombran igual "ue los alcanos< pero ahora con la terminacin ino.

$i(! ! ac$i'$(!A

p%!pi(!A 3

1ui(!A 23



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58

8uede suceder "ue en una misma cadena e&istan dobles * triples enlaces. !n este caso para

nombrar el compuesto se siguen las siguientes reglas>

La numeracin de los carbonos se realia de )orma "ue el doble enlace tenga el nmero

localiador ms ba#o.

6l nombrarlo se toma la cadena principal como correspondiente al doble enlace por lo "ue se

emplea el su)i#o en * a continuacin se indica la posicin del triple * el su)i#o ino.

1u$(3i(!>2=

2p$($(4i(!A 3=

@IDROCAR#UROS CCLICOS.

Los hidrocarburos cclicos son hidrocarburos de cadena

cerrada< *a sea saturada o insaturada.

@0+-(+:,+) (/0*0-) se nombran anteponiendo el

pre)i#o ciclo al nombre del hidrocarburo de cadena abierta e"ui+alente< con las terminaciones

ano para los hidrocarburos saturados< * eno o ino para los insaturados. !#emplos>

@0+-(+:,+) (+'*0-)en un principio< el cali)icati+o de aromtico "ue se

dio a estos compuestos era debido a su aroma agradable< pero posteriormente se

emple para designar a a"uellos compuestos "ue presentaban una granestabilidad.

!l benceno es el hidrocarburo aromtico ms sencillo * el origen de esta )amilia de sustancias

orgnicas. u estructura )ue determinada por OeFule "ue propuso< en 1,/5< "ue la estructura

del benceno era un ciclo he&agonal con un tomo de carbono en cada +rtice< todos ellos e"ui+alentes

* a igual distancia.

Los hidrocarburos aromticos son deri+ados del benceno< bien por sustitucin de algn tomo

de hidrgeno del ncleo bencnico por radicales al"ulicos< o bien por condensacin de ncleos

bencnicos.

!l carbono puede )ormar enlaces co+alentes no slo con el hidrgeno< sino

tambin con l mismo * con otros elementos )ormando cadenas abiertas o

cerradas "ue dan lugar a un gran nmero de compuestos distintos< "ue luego

trataremos.

6dems de las posibilidades rese?adas de combinacin del carbono consigo mismo * con el

hidrgeno< tambin se produce la combinacin con otros tomos o grupos de tomos< con lo

"ue dichas posibilidades se amplan toda+a ms.



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5+

8or e#emplo< es posible sustituir ' hidrgenos del metano por tomos de cloro * obtener el

compuesto llamado triclorometano Ho cloro)ormoI usado hace a?os como anestsico.

COM%UESTOS ORGNICOS CON GRU%OS FUNCIONALES.COM%UESTOS ORGNICOS CON GRU%OS FUNCIONALES.

6demas de carbono e hidrgeno en muchos compuestos e&isten otra clase de tomos como

o&geno < nitrgeno o compuestos halogenados. !stos al )ormar estructuras determinadas

)orman los llamados grupos )uncionales. iendo determinantes en proporcionar una reacti+idad

espec)ica a los compuestos. 6lgunos de los ms simples los +eremos a continuacin.

DERIADOS @ALOGENADOS.

Los deri+ados halogenados son los "ue se obtienen por

sustitucin de uno o +arios hidrgenos por tomos de elementoshalgenos< )lor< cloro< bromo o iodo. e nombran indicando el

localiador del tomo de carbono en el "ue se encuentra el tomo

de halogeno * a continuacin el nombre del tomo.

'!%!$a(!A 2'3

2%!m!ua(! > 3?%23

1,2&ic'!%!p%!pa(!A 2 ''3

ALCO@OLES.

Los alcoholes resultan de sustituir uno o +arios hidrgenos de un hidrocarburo por grupo

0+;0 [email protected]'&-/(*,+(para nombrarlos si se encuentra el grupo

hidro&i en un carbono terminal se sustitu*e la terminacin

del hidrocarburo por a terminacin ^ol'

$a(!'>3

2

O

p%!pa(!'> 322O

i el grupo hidro&i se encuentra en un carbono no terminal se indica el numero del carbono en

"ue se encuentra siempre numerando los carbonos de )orma "ue el nmero "ue el carnono

"ue posee el hidro&ilo tenga en menor nmero posible

322O3 A 2p$(a(!'



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60

HTERES.

8oseen el grupo( 9 ) . e nombran a?adiendo a la palabra terlos dos radicales "ue lo )orman en orden al)abtico.

32O3A $i'm$i'H$%

3O3 A &im$i'H$%

ALDE@DOS.

on compuestos "ue poseen el grupo carbonilo $9 en un e&tremo

de la cadena.. e nombran como el hidrocarburo del mismo nmero

de tomos de carbono< pero con la terminacin -a'/

O A m$a(a' (


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63

T&'( 6. E)*,0 &/ '?0'0&*.

LA ELOCIDAD MEDIA.LA ELOCIDAD MEDIA.

e de)ine la +elocidad media como el cociente entre el espacio recorrido por un cuerpo * el

inter+alo de tiempo in+ertido en recorrerlo.

:M$'!ci&a& m$&ia= $spaci! %$c!%%i&!i($%Ma'! &$ i$mp!

6bre+iadamente lo e&presaremos Mm=$

Las unidades de +elocidad se construirn a partir de unidades de longitud * de tiempo

4n m+il lle+a una +elocidad de23m

s* otro una de+0

km

$ul ir ms rpidoE

8ara obtener la respuesta deberemos en primer lugar e&presar ambas +elocidades en la

mismas unidades * posteriormente comparar las cantidades. !n esta caso ha* dos

posibilidades o bien e&presar ambas +elocidades enms

o bien enkm

. i e&presamos ambos en

ms

deberemos e&presar +0km

enms

!mplearemos la siguiente estrategia< cambiaremos cada unidad presente por su e"ui+alencia

en las otras unidades< as sustituimos 1 km=1000 m G 1 =3600 s < * luego realiaremos las

correspondientes operaciones algebraicas



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64

+0km =+0 1000 m

3600 s=25 m

s

9bser+amos "ue +0km

es una +elocidad ma*or "ue 23

ms

ratemos ahora el problema in+erso al anterior conocida la +elocidad e&presada enms

< obtener

su +alor enkm

. !l proceso se podra realiar de igual )orma "ue el caso anterior< sustituir cada

unidad por su e"ui+alencia por e#emplo1 m=0,001 km G 1 s=0,00027 < esto nos obligara a

traba#ar con cantidades decimales * adems del engorro introducira errores e+itables en los

clculos. 8or esto usaremos el siguiente procedimiento "ue consiste en introducir las

e"ui+alencias en )orma de cantidad )raccionaria< este caso seran 1 m= 11000

km *1 s= 13600

para la operatoria recuerda las operaciones con )racciones. Peamos un e#emplo>

E.p%$sa% 'a M$'!ci&a& &$30m

s$(

km

i recordamos las e"ui+alencias obtenemos30ms=30

11000 13600

=30 36001000

=108 km

CALCULANDO ELOCIDADES MEDIAS.

6 continuacin procederemos a calcular +elocidades medias aplicando directamente la

de)inicin de +elocidad.

E$ERCICIO RESUELTO.

N( m)Mi' %$c!%%$ 30 km $( 30 mi(u!s 9ua' s$% su M$'!ci&a& m$&ia;

!&presaremos la +elocidad media enkm

para ello e&presaremos el espacio recorrido en

Fm * el inter+alo de tiempo en horas.

$=30km=0,5

Mm=$=30 km

0,5 =60 km

EL MOIMIENTO UNIFORME.EL MOIMIENTO UNIFORME.

!l mo+imiento ms simple "ue puede tener un cuerpo es el mo+imiento uni)orme. La



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65

caracterstica de este mo+imiento es "ue su +elocidad es constante< lo cual implica "ue e&ista

una relacin entre el espacio recorrido por el cuerpo$ * el inter+alo de tiempo transcurrido

* la +elocidad del m+il M < dada por

e & tde ella se pueden obtener otras e&presiones tiles utiliando los conocimientos del Rlgebra

como & et

o t e&

!stas e&presiones nos permiten obtener los +alores de una de las magnitudes conocidas

las otras dos * teniendo cuidado en "ue las undades sean compatibles entre s1

GRFICA ES%ACIOTIEM%O.

La realiacin de gr)icas "ue muestren como dependen dos

magnitudes entre s es una herramienta )undamental en el

estudio de los )enmenos )sicos. !n el caso del mo+imiento

uni)orme la gr)ica de espacio recorrido )rente al tiempo sale

una lnea recta.

Las gr)icas espaciotiempo nos permiten determinar si un

mo+imiento es uni)orme obser+ando si el resultado es una

lnea recta o no.

!n la practica mu* pocas +eces la gr)ica sale una recta

e&acta< pero en mucha ocasiones la gr)ica sale una recta

apro&imada lo cual permite tomar el mo+miento como

apro&imadamente uni)orme.

LA ACELERACIN MEDIA.LA ACELERACIN MEDIA.

4na magnitud de mucho inters en el estudio del mo+imiento es la aceleracin "ue mide la

+ariacin de la +elocidad de un m+il en un determinado inter+alo de tiempo.

6$!L!6$;QN M!D;6. > e de)ine la aceleracin media como el cociente entre la +ariacin de

+elocidad * el inter+alo de tiempo en "ue se produce

. am=M


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66

!n el ; su unidad es el :i un cuerpo se encuentra en estado de reposo / si so$re %l no acta aluna

acci*n el cuerpo seuir en estado de reposo

:i so$re un cuerpo en mo&imiento no acta ninuna acci*n, al ca$o de un

tiempo se aca$ar deteniendo, permaneciendo a partir de ese momento en

estado de reposo'

Las ideas de 3alileo eran las siguientes>

:i un cuerpo se encuentra en estado de reposo / si so$re %l no acta alunaacci*n el cuerpo seuir en estado de reposo

:i so$re un cuerpo en mo&imiento no acta ninuna acci*n el cuerpo con

tinuara inde"inidamente con un mo&imiento rectilneo de rapide+ constante'

!n ambos casos coinciden en "ue le ocurre a un cuerpo en reposo sobre el "ue no se e#erce

ninguna accin e&terna. !n cambio di)ieren en los "ue ocurre cuando se encuentran en

mo+imiento. La idea de 6ristteles parece a primera +ista ms de acuerdo con nuestra

e&periencia cotidiana< pero un anlisis ms detallado lle+ a 3alileo a no aceptarla proponiendo

otra en su lugar "ue ho* en da es la aceptada * ha sido corroborada en todos los casos. !sta



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76

idea de tendencia de un cuerpo en mo+imiento a seguir en mo+imiento si no se e#erce una

accin sobre l se conoce como inercia.

LEY DE %RO%ORCIONALIDAD ENTRE FUERZAS Y ACELERACIONESLEY DE %RO%ORCIONALIDAD ENTRE FUERZAS Y ACELERACIONES

8asemos ahora al caso de "ue e&ista una interaccin sobre un cuerpo< la primera di)icultad es

cmo medir la accinE La magnitud "ue se utilia es la "ue se denomina "uer+a< * su medida

se tratar posteriormente.

$uando sobre un cuerpo acta una )uera neta su e)ecto ser el cambio en la +elocidad del

cuerpo o si se dice a la in+ersa si un cuerpo +ara su +elocidad es por el e)ecto de una )uera.

!l cambio de +elocidad o aceleracin del cuerpo depender por un lado de la intensidad de la

)uera * por otro de una caracterstica del cuerpo< su masa< "ue es una medida de la inercia

del cuerpo de la di)icultad "ue presenta a cambiar su estado de mo+imiento. La unidad de

masa en el ; es Fg.

;saac Ne_ton enunci esto mediante una le* >

6a aceleraci*n #ue ad#uiere un cuerpo es directamente proporcional a la "uer+a

neta #ue se e;erce so$re %l e in&ersamente proporcional a su masa'

a


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77

LA TERCERA LEY DE LA DINMICALA TERCERA LEY DE LA DINMICA

;saac Ne_ton enunci una tercera le* "ue tal +e presenta ms di)icultades ser captada< esta

le* trata la imposibilidad de e&istencia de interacciones aisladas< la interacciones siempre

aparecen a pares si un cuerpo "ue denominaremos 6 interacciona sobre otro "ue

denominaremos B< el B e#ercer una interaccin sobre el 6 de la misma intensidad * direccin

pero de sentido opuesto. 6s las interacciones entre cuerpos siempre aparecen a pares< de la

misma intensidad * direccin pero de sentido opuesto. 8odra pensarse "ue estas interacciones

se deben cancelar pero no es as pues actan sobre cuerpos di)erentes.

!sta le* )ue enunciada por Ne_ton * se podra enunciar as>

:i un cuerpo A e;erce so$re un cuerpo = una "uer+a


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78

La )uera por ser magnitudes +ectoriales *a no se sumarn siguiendo la reglas del lgebra *a

conocidas por ustedes< en su lugar la suma tendr un carcter geomtrico. las reglas son las

siguientes

1. e dibu#an los

+ectores

representati+os de las

)ueras.

2. e desplaa una de

ellas< sin "ue +are su

modulo< su direccin *

su sentido< colocndose su origen en el e&tremo de la otra< en este punto puede surgir una

duda "u )uera desplaamos * cual de#amos "uietaE la respuesta es "ue es indi)erente

pues la suma de )ueras es conmutati+a

F@F?=F?F@

'. !l resultado de la suma es una )uera "ue se obtiene tomando como origen el origen de

la primera )uera * e&tremo el e&tremo de la segunda )uera

!s posible obtener de )orma sencilla el +alor numrico del mdulo de la resultante en tres

casos.



79/136

7+

E$ERCICIOSE$ERCICIOS

1/-N( !$! &$ masa 400 kg ''$Ma u(a ac$'$%aci)( &$ 2ms2

9QuH

c!(sa($9#a' a si&! 'a


80/136

80

13/-S!%$ u( !$! &$ masa 20 kg ac#a( &!s


81/136

81

21/-a'cu'a% 'a ac$'$%aci)( &$ ca&a u(! &$ cu$%p!s &$ 'a


82/136

82

T&'( !. I*&+(--0>

1. odos los cuerpos< si se desprecia el roamiento< caen con un mo+imiento

uni)ormemente acelerado.

2. La aceleracin de cada de los cuerpos es igual para todos los cuerpo

independientemente de su peso teniendo un +alor la aceleracin en la super)icie de la

ierra de +,8ms2

6s podremos aplicar lo "ue se ha +isto para el mo+imiento uni)ormemente acelerado para este

caso. Las ecuaciones "ue se aplican al mo+imiento sern>

La distancia +ertical "ue recorre Haltura cadaI ser igual a un medio del producto de la

aceleracin de la gra+edad+,8m

s

2 multiplicado por el +alor del tiempo transcurrido



83/136

83

ele+ado al cuadrado.

=12

g 2

La +elocidad "ue ad"uiere ser igual al producto de la aceleracin de la gra+edad

+,8 ms2

multiplicado por el +alor del tiempo transcurrido.

M=g

EL LANZAMIENTO ERTICALB

i en +e de caer el cuerpo es lanado

+erticalmente con una +elocidad M0 hacia

arriba< el mo+imiento ser ahora un

mo+imiento uni)ormemente retardado con

una aceleracin de retardo igual a+,8ms2

las

ecuaciones cinemticas sern ahora

=M012g 2

M=M0g

EL %ESO DE LOS CUER%OS.EL %ESO DE LOS CUER%OS.

6l tratar las le*es de Ne_ton introdu#imos el concepto de )uera

como una medida de la accin entre los cuerpos. $omo e#ercicio

inicial se propone "ue describas tres situaciones en las "ue

aparecan )ueras.

4na primera idea es asociar la idea produccin de una )uera con la

accin de un ser +i+o< * no considerar "ue pueden aparecer )ueras

por la accin entre cuerpos no animados. La )uera ms

representati+a de este caso es la )uera del peso.

!l peso es la "uer+a con la cual la ierra atrae a los cuerpos

!l peso es una )uera cu*a direccin es +ertical< siendo su sentido hacia en centro de la ierra

* su modulo es igual al producto de la masa del cuerpo multiplicada por la aceleracin de la

gra+edad

p m



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85/136

85

EL MODELO GEOCHNTRICOEL MODELO GEOCHNTRICO

!n la antigua 3recia surgi un nue+o concepto< el intento de e&plicar el mundo a tra+s del

pensamiento racional. La elaboracin un sistema de ideas "ue permitiera e&plicar el orden *

el mo+imiento de los astros en su totalidad. 6un"ue no acertaron con sus ideas< )ue el primer

gran salto "ue entronca directamente con el conocimiento moderno.

$onsideraron los cielos como un sistema organiado un C)')con le*es "ue regan su

comportamiento< )rente al caos de un

mundo regido e&clusi+amente por el

capricho de los dioses< aun"ue ha* "ue

indicar "ue para los griegos los dioses

seguan e&istiendo * de +e en cuando

inter+enan directamente. res )ueron

las ideas errneas cu*a sustitucin )ue

necesaria para "ue se desarrollase la

+isin moderna del mundo>

!l 8osmos est di&idido en dos

reiones la su$lunar / la celeste,

di"erentes en su naturale+a / en

las le/es #ue rien sucomportamiento '

6a ierra es el centro del 8osmos, el resto de los astros se mue&en alrededor de

ella'

6a per"ecci*n de los cielos conlle&a$a #ue los astros tu&ieran "ormas es"%ricas /

sus mo&imientos "ueran circulares / uni"ormes'

olamente cuando )ue posible sustituir estos paradigmas por otros se pudo a+anar en la

compresin e interpretacin de los )enmenos celestes. 8odramos preguntarnos por "u

sobre+i+ieron tanto tiempo estas ideas como correctas pero si se analian se obser+a "ue'&) & /,0).

MEDIDA DE OLMENES.MEDIDA DE OLMENES.

CALCULO DE OLMENES

!l clculo de los +olmenes de los cuerpos se puede realiar mediante e&presiones

matemticas en el caso de "ue el cuerpo sea regular< o bien di+idindolo en porciones

regulares * sumando el +olumen total de stas. !n el dibu#o se muestran tres )iguras regulares

* la correspondiente e&presin para el clculo de su +olumen. De )orma e&perimental se puede

medir el +olumen de un cuerpo slido midiendo cual es el +olumen de l"uido "ue desalo#a al



93/136

+3

ser introducido en el interior de ste.

UNIDADES.

6dems de masa< los cuerpos tienen una e&tensin en elespacio< ocupan un +olumen. !l +olumen de un cuerpo

representa la cantidad de espacio "ue ocupa su materia * "ue

no puede ser ocupado por otro cuerpo< *a los cuerpos son

impenetrables.

!l +olumen es una propiedad general de la materia *< por

tanto< no permite distinguir una clase de sustancia< de otra< *a

"ue todas pueden tener cual"uier +olumen.

$uando un cuerpo est hueco o posee una conca+idad< sta

puede rellenarse con otra sustancia. 6s una botella o un +aso

se pueden llenar de un l"uido o de aire. !l +olumen de l"uido

"ue puede contener se llama capacidad.

!l +olumen< como la masa< puede medirse en muchas unidades< sobre todo dependiendo de la

nacin o la comarca en la "ue se +i+e. !n el istema ;nternacional H;I el +olumen se mide en

metros cbicos m3 < aun"ue tambin es mu* empleado el litro< sobre todo para medir

capacidades.

DENSIDAD

6un"ue toda la '(*&+0( posee masa * +olumen< la misma '()(de sustancias di)erentes

tienen ocupa di)erentes ?/'&&)< as notamos "ue el hierro o el hormign son Xp$sa&!sY,

mientras "ue la misma cantidad de goma de borrar o plstico son V'ig$%asY. La propiedad "ue

nos permite medir la ligerea o pesade de una sustancia recibe el nombre de &)0(.

La &)0(se de)ine como el c!ci$($ $(%$ 'a '()(&$ u( cu$%p! y $' ?/,'&u$ !cupa

densidad masa&olumen

; d mA

u unidad en el ; es el Filogramos por metro cbico kgm3 .!sta u(i&a& &$ m$&i&a< sin embargo< es mu* poco usada< *a "ue obligara a utiliar nmeros

grandes para indicar la cantidad. 8ara el agua< por e#emplo< la densidad ser de>

&= 1 kg0,001 m3

=1000kgm3


ALGUNAS EQUIALENCIASDE UNIDADES DE OLUMEN

1 m3=1000 &m3

1 &m3=1000 cm3

1 cm3=1000 mm3

1 cm3=1 m'

1 =1000 m

1 =1000 cm3

1 =1 &m3

1 m3=1000


94/136

+4

La ma*ora de las susa(ciasslidas tienen densidades del mismo orden de magnitud "ue la

del aguapor lo "ue< de usar esta unidad< se estaran usando siempre nmeros mu* grandes.

8ara e+itarlo< se suele emplear en la +ida cotidiana otras u(i&a&$s c!m! p!% $$mp'! &$ el

8ara pasar de la medida e&presada en gcm3 a kgm3 se multiplica por 1000.

8ara pasar de la medida e&presada enkg

m 3a

g

cm3se di+ide por 1000.

EL %RINCI%IO DE ARQUMEDES.EL %RINCI%IO DE ARQUMEDES.

!l principio de 6r"umedes se aplica a los )luidos< por lo "ue lo primero es conocer a "ue se

denominar )luido. Decimos "ue un cuerpo )lu*e cuando al estar sometido a alguna )uera

adapta su )orma al camino "ue recorre. !n nuestrla deo entorno cercano la )rontera entre decir"ue un cuerpo es )luido o no se toma teniendo en cuenta su comportamiento ba#o la accin de

la )uera de la gra+edad. $on esta idea las sustancias en estado l"uido o gaseoso seran

)luidas< en cambio los slidos no. 6un"ue si re)le&ionamos podemos encontrar alguna

contradiccin a la a)irmacin de "ue los cuerpos slidos no son )luidos. 8or e#emplo la arena se

puede comportar como un )luido pues adapta su )orma a la de

los recipientes< pero la consideramos una sustancia slida. De

hecho muchos cuerpos slidos se comportan en ciertas

condiciones como )luidos< un e#emplo es mo+imiento de toda

la cortea terrestre< la llamada T&-*>0-( & %/(-(). 6s

hasta los cuerpo ms rgidos pueden )luir basta con e#ercer

unas )ueras lo su)icientemente intensas.

!l principio de 6r"umedes describe )sicamente el )enmeno

"ue obser+amos cuando nos introducimos en una piscina o en

el mar< notamos la sensacin de `pesar menos`G en realidad

no es "ue nuestro peso disminu*a sino "ue se +e en parte

compensado por una )uera +ertical ascendente "ue llamamos empu#e. !sta )uera aparece



95/136

+5

cuando los cuerpos se encuentran en el interior de )luidos. ;ncluso en nuestro alrededor donde

nos encontramos en el interior de un )luido el aire la )uera de empu#e est actuando< siendo la

responsable del mo+imiento +ertical de los globos aerostticos. !ste principio de 6r"umedes

dice>

XT -,&+ ),'&+


96/136

+6

!l peso aparente es a=E

apa%$($=0,2380,088=0,150 "

ARQUMEDES RESUELE UN %RO#LEMA

`Aieron< despus de con"uistar el poder en iracusa< resol+i o)recer una corona de oro a los

dioses. !ntreg al #o*ero una e&acta cantidad de oro * ste< en la )echa acordada entreg con

satis)accin del re* una piea de or)ebrera e&"uisitamente terminada * se +io "ue el peso de

la corona corresponda al oro entregado.

8ero ms adelante surgi la sospecha de "ue se haba sustituido oro por su peso e"ui+alente

en plata. Aieron< o)endido por haber sido enga?ado * no sabiendo cmo probar el robo< acudi

a 6r"umedes para "ue estudiara el asunto. 6r"umedes< preocupado siempre por el caso< al

meterse un da en la ba?era obser+ "ue cuanto ms se meta su cuerpo tanto ms agua

rebosaba de la ba?era. $omo esto indicaba la manera de resol+er el problema< sin tardar un

momento * con gran alegra salt )uera de la ba?era * corri por la calle desnudo gritando

repetidamente en griego> @eureFaC< @eureFaC H@lo encontrCI.

6l parecer 6r"umedes introdu#o en una +asi#a completamente llena de agua una piea de

oro de igual masa "ue la corona * comprob "ue la cantidad de agua "ue rebosaba era

menor "ue cuando repeta el e&perimento con la corona.

LA %RESIN.LA %RESIN.

La accin de una )uera sobre un cuerpo pro+oca de)ormaciones en el mismo< es esta una idea

"ue parece e+idente. !sta de)ormacin * del tama?o de la super)icie en "ue se distribu*e

%+&)0> K &) 0


97/136

+7

La unidad del ; se denominan 8ascal * es igual a la presin "ue se e#erce cuando una )uera

de 1 Ne_ton se reparte por una super)icie de1 m2 .

1 asca'= 1 "$Z!(

1 m$%! cua&%a&!A 1 a=

1 "

1 m2

9tra unidad es el llamado Filogramo por centmetro cuadrado kgcm2 * es e"ui+alente a la presin "ue e#erce una )uera igual al peso de una masa de1 Ig "ue se reparte sobre una

super)icie de1 cm2 .

La e"ui+alencia entre ambas ser1 kgcm2

=+,8 "106 m2

=+8000 a luego podremos poner "ue

1kgcm2=+8000 aA 1 a=

1+8000

kgcm2

!s posible tambin establecer mltiplos * submltiplos utiliando los pre)i#os habituales

EL E%ERIMENTO DE TORRICELLI.EL E%ERIMENTO DE TORRICELLI.

(ue el )sico italiano !+angelista orricelli< en 1/'< "uien reali un )amoso e&perimento "ue

lle+a su nombre. Llen de mercurio un tubo de +idrio de un metro de longitud< cerrado por un

e&tremo. apando el otro e&tremo< lo introdu#o boca aba#o en un recipiente lleno de mercurio.

6l destaparlo< comen a salir el mercurio< pero el tubo no se +aco por completo. Yuedmercurio dentro hasta una altura de unos 7/ cm.

orricelli propuso como e&plicaciones a los resultados del e&perimento las siguientes ideas>

1. E/ (0+& &) , /,0

'(*&+0(/. L( )0*,(-0> &

&8,0/0:+0 &/ /8,0 )&

&:( ( 8,& /( +&)0> 8,&

&&+-&+( /( -/,'( &

'&+-,+0 &:0( ( ), &)

& &/ ,* (K )&

&8,0/0:+(:( - /( 8,& )&

&&+-( & &/ ,* :K

&:0( (/ &) & /(

(*'>)&+(.

2. E /( (+*& ),&+0+ &/

*,:B /( 8,& 0+( & 76 (

1"" -' &;0)*0+( , ?(-.



98/136

+8

La e&periencia proporciona un procedimiento para calcular el +alor numrico de la presin "ue

e#erce el peso de la atms)era sobre los cuerpos "ue se encuentran en su interior. La presin

de la atms)era es igual a la "ue e#erce una columna de mercurio de 7/ cm de altura "ue

+aldr. u +alor al ni+el del mar es

p= $s!sup$%


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100/136


101/136

101

4na consecuencia es la obser+acin de un

recipiente lleno de un l"uido "ue se encuentra

hermticamente cerrado por medio de un

mbolo. !l recipiente est pro+isto de +ariosori)icios aleatoriamente distribuidos< en cada uno

de los cuales se halla situado un manmetro. i

por medio de un mbolo e#ercemos una )uera

sobre el l"uido< obser+aremos "ue todos los

manmetros< independientemente de su posicin

1 K=735,5 [

6 partir de la unidad de potencia se de)ine una unidad de energa ampliamente usada el

Filo+atiohora HF]hI< es esta la energa "ue transmite una m"uina de potencia 1 F] al

)uncionar durante una hora>

[= =1 IZ=1000 [3600 s=3600000 R

4na +ariante de la e&presin de la potencia "ue hemos +isto es utiliada en muchas ocasiones

cuando el traba#o se emplea en +encer una resistencia constante.

=[=

F $ =F

$=F M



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114


1/-:$$%mi(a% 'a $($%ga ci(Hica &$ u( cu$%p! &$ 500 g%am!s &$ masa u$ ''$Ma u(a

M$'!ci&a& &$ 72 km/

2/-N( !$! i$($ u(a $($%ga &$ 100 R $(

9u' s$% su M$'!ci&a&;

3/-@M$%igua %a!(a&am$($ uiH( i$($ ms $($%ga p!$(cia' g%aMia!%ia u(a ma&%$ &$ 50

kg u$ s$ a''a $( u( a'c)( a 12 m &$ a'u%a ! su i! &$ 10 kg u$ s$ $(cu$(%a $( $' ic!

&$ 'a MiMi$(&a a 50 m/

4/-a(am!s M$%ica'm$($ acia a%%ia, c!( u(a M$'!ci&a& &$ 30ms

, u( cu$%p! &$ masa 4 Ig/

Sup!(i$(&! (u'! $' %!ami$(! c!( $' ai%$, ca'cu'a% a Su $($%ga ci(Hica $( $' i(sa($ &$

'a(a%'! Su $($%ga ci(Hica y p!$(cia' g%aMia!%ia cua(&! $s a 10 m &$ a'u%a/ W!ma%

g+,8 ms2/

5/-S$ 'a(a u(a p$'!a &$ 200 g &$ masa acia a%%ia y ''$ga a u(a a'u%a &$ 7 m/ a'cu'a% 'a

M$'!ci&a& c!( u$ s$ 'a 'a(), sup!(i$(&! u$ sa'i$%a &$s&$ $' su$'!,

6/-S$ ca$ u( sac! &$ 50 kg &$s&$ '! a'! &$ u( a(&ami! u$ $s $( $' pis! ui(c$ =a 50 m &$'

su$'!/ 9QuH M$'!ci&a& ''$Ma cua(&! pas$ p!% $' pis! !c! =a 24 m &$' su$'!;

7/-N(a $suia&!%a i(icia $' &$sc$(s! &$ u(a p$(&i$($ &$s&$ u(a a'u%a &$ 40 m, aM$%igua 'a

M$'!ci&a& c!( u$ ''$ga% a' pu(! ms a! &$' p'a(! /

8/-N( !$! s$ &$a ca$% &$s&$ u(a a'u%a &$ 15 m$%!s 9!( uH M$'!ci&a& c!ca% c!( $'

su$'!;

+/-N(a !'a &$sci$(&$ p!% u( p'a(! i(c'i(a&!, si pa%$ &$s&$ u(a a'u%a &$ 15 m$%!s 9cua'

s$% su M$'!ci&a& a' ''$ga% a 'a as$ &$' p'a(!;

10/-N( pH(&u'! !sci'a 'i%$m$($ si $' pu(! ms a'! &$ 'a !sci'aci)( i$($ u(a a'u%a 30 cm

ms a'a u$ $' pu(! ms a! 9!( uH M$'!ci&a& pasa% p!% $' pu(! ms a!;

11/-N( (i! $mpua $( u( su$'! !%i!(a' u(a caa aci$(&! s!%$ $''a u(a


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115

14/-N(a g%#a $'$Ma u( cu$%p! &$ 300 kg &$ masa asa u(a a'u%a &$ 15 m$%!s 9QuH

aum$(! &$ $($%ga m$c(ica a% a&ui%i&! $' cu$%p!;

15/-N( au!m)Mi' &$ 1500 kg &$ masa ma%ca a u(a M$'!ci&a& &$ +0km


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117

microscpica de los sistemas.

RELACIN ENTRE CALOR TRANSFERIDO Y ARIACIN DERELACIN ENTRE CALOR TRANSFERIDO Y ARIACIN DETEM%ERATURA.TEM%ERATURA.

i ponemos en comunicacin dos sistemas a di)erente temperatura al cabo de un tiempo el

sistema "ue posee ma*or temperatura

disminu*e su temperatura mientras "ue

tiene menor temperatura la aumenta

hasta "ue las temperaturas de ambos se

igualan. !n este momento se dice "ue el

con#unto se encuentra en e"uilibrio

trmico.D) )0)*&'() 8,& )& &-,&*+( (

/( '0)'( *&'&+(*,+( )&

&-,&*+( & &8,0/0:+0 *+'0-.

8odra pensarse "ue lo "ue ocurre es "ue

un sistema cede temperatura al otro de )orma "ue


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118

c$=ca'!% $sp$ci


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11+

i sustituimos la cantidad de calor por la e&presin

Q=m c$ W


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120

partculas "ue )orman el cuerpo. La energa trmica es la suma de todas las energa cinticas

de las partculas de un cuerpo. $uando dos cuerpos con di)erentes temperaturas< di)erentes

energa cinticas promedio se ponen en contacto el "ue tiene ma*or temperatura< cede parte

de su energa trmica hasta "ue ambas temperaturas se igualan. 6l )inal las energas cinticaspromedio se igualan< pudiendo ocurrir "ue la energa trmica se trans)iera desde el cuerpo "ue

inicialmente tena una menor cantidad hacia el "ue tena una ma*or cantidad.

!n resumen la V)uera impulsoraW para la trans)erencia de energa trmica de un cuerpo a otro

es la di)erencia de ni+el de energa trmica no la cantidad de energa trmica< la energa

trmica se trans)iere no desde el cuerpo "ue tiene ms energa trmica al "ue tiene menos M=Qm

.

!n el cuadro se muestran los +alores de L) * L+ para di)erentes sustancias.

ustancia $alor de +aporiacin M Rkg ustancia $alor de )usin


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122

conduce a lo "ue se conoce como & & /( &&+

L( &&+


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123


1/-a $mp$%au%a $( "u$Ma !%k $s &$ 50 F 9@ uH $mp$%au%a $( $uiMa'$;

2/-9 @ uH $mp$%au%a $( I $uiMa'$( 40 ;

3/-N( $%m)m$%! c'(ic! ma%ca $( sus $.%$m!s 35 y 42 / Si '! g%a&us$m!s $( F u$

Ma'!%$s s$ '$ &$$%a c!'!ca%/

4/-a''a% $' Ma'!% $( g%a&!s Fa%$($i &$ u(a $mp$%au%a &$ -5 /

5/-a''a% a uH $mp$%au%a $( $uiMa'$( 400 I/

6/-9QuH $mp$%au%a $s ms $'$Ma&a 40F ! 10;

7/-a'cu'a a uH $mp$%au%a $( k$'Mi( $uiMa'$( 80 F/8/-S$ p%!p!%ci!(a( a 450 g &$ i$%%! a 20 , 3000 R &$ $($%ga $(

su $mp$%au%a

10/-N( p$&a! &$ a'umi(i! &$ masa 400 g%am!s s$ ca'i$(a

asa u(a $mp$%au%a &$ 150 , 9QuH ca(i&a& &$ $($%ga

$(

R &$ $($%ga $(

as!%i&! p!% 500 g%am!s &$ agua a u(a $mp$%au%a &$ 10

9u' $s 'a $mp$%au%a

&$sp%$(&i&!; 9uH ca(i&a& &$ $($%ga $(

14/- S$ m$c'a( 25 kg &$ agua a +0 c!( 15 kg &$ agua a 20 , 9cua' s$% 'a $mp$%au%a

&$ $ui'i%i! &$ 'a m$c'a; a'!%


T(:/( -(/+&) &)&-0-)

RkgI! Rkg

6gua 1,0

3licerina 2'0

Aelio 5220

6luminio ,-

$obre ',-

Aierro 752

8lata 2'

8lomo 12-


124/136

124

15/-S$ m$c'a( 40 kg &$ agua a 60 c!( 20 kg &$ agua a 5 / a'cu'a 'a $mp$%au%a

20/-S$ ca'i$(a( 2 kg &$ agua a 'a p%$si)( &$ 1 am)s instrumento de laboratorio utiliado para la medida de cantidades de calor trans)eridos.



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126/136

126

T&'( 12. F&>'&) ,/(*+0).

Los )enmenos )sicos de la lu * el sonido

son ambos de carcter ondulatorio. !n elcaso del sonido< una onda material< en el

caso de la lu una onda electromagntica. Las

ondas son )enmenos )sicos "ue se

desplaan transportando energa pero sin

producir transporte de materia.

Las ondas de generan en un punto en el cual

se produce una perturbacin como puede ser

una de)ormacin en un medio elstico para elcaso de las ondas materiales o bien un campo

electromagntico para las ondas luminosas.

!n la propagacin de una onda material cada

uno de las partculas del medio se mue+e con

un mo+imiento +ibratorio a ambos lados de

un punto central propio. Dependiendo de si

esta +ibracin es en la direccin de propagacin de la onda o en direccin perpendicular se

distinguen dos tipos de ondas las longitudinales * las trans+ersales.

O() /


127/136

127

" 1

e mide en hertios HAI siendo un hertio e"ui+alente a una +ibracin por segundo. 8or ello &/ ?&)*:,/< di+idido en dospartes< utrculo * sculoG /) *+&) -((/&)

)&'0-0+-,/(+&)< rgano del sentido del

e"uilibrio< Hllenos de endolin)aIG * &/ -(+(-/

->-/&(< largo tubo arrollado en espiral

donde se encuentran las clulas receptoras

de los sonidos< pro+istas de cilios< cada una

de las cuales est adaptada para la recepcin

de sonidos de un tono determinado. Las)ibras ner+iosas "ue salen del caracol * de los

canales semicirculares se renen para )ormar

el ner+io acstico< "ue sale del sculo por un tubo "ue atra+iesa el hueso temporal hasta la

ca+idad craneana.

!l odo humano presenta uno rango de audicin "ue depende de la )recuencia de la onda

sonora * de su intensidad. !l rango m&imo de audicin inclu*e )recuencias de sonido desde

1/ hasta 2,.000 ciclos por segundo. !l menor cambio de tono "ue puede ser captado por el

odo +ara en )uncin del tono * del +olumen. Los odos humanos ms sensibles son capaces dedetectar cambios en la )recuencia de +ibracin HtonoI "ue correspondan al 0


132/136

132

inter+alo de tiempo entre la emisin * la repeticin del sonido corresponde al tiempo "ue

tardan las ondas en llegar al obstculo * +ol+er. 3eneralmente el eco es de representacin

dbil por"ue no todas las ondas del sonido original se re)le#an.

Los ecos escuchados en las monta?as se producen cuando las ondas sonoras rebotan en gran

des super)icies ale#adas ms de '0 m de la )uente. L( +&?&+:&+(-0>es la persistencia del

sonido tras la e&tincin de la )uente sonora debido a las mltiples ondas re)le#adas "ue conti

nan llegando al odo. !s la continua +uelta del sonido causada por e)ectos de acstica

ambiental.

!l sonido producido en una habitacin normal se +e algo modi)icado por las re+erberaciones

debidas a las paredes * los mueblesG por esta ran< un estudio de radio o tele+isin debe te

ner un grado de re+erberacin moderado para conseguir una reproduccin natural del sonido.

8ara lograr las me#ores cualidades acsticas< las salas deben dise?arse de )orma "ue re)le#en

el sonido lo su)iciente para proporcionar una calidad natural< sin "ue introducan una

re+erberacin e&cesi+a en ninguna )recuencia< sin "ue pro+o"uen ecos no naturales en

determinadas )recuencias * sin "ue producan inter)erencias o distorsiones no deseables.

!l tiempo "ue necesita un sonido para disminuir su intensidad original un milln de +eces se

denomina tiempo de re+erberacin. 4n tiempo de re+erberacin apreciable me#ora el e)ecto

acstico< especialmente para la msicaG en un auditorio< un sonido intenso debe orse ligersi

mamente durante uno o dos segundos despus de "ue su )uente ha*a de#ado de emitirlo. !l

tiempo de re+erberacin de un ambiente depende de la absorcin de sus elementosG cuando

son mu* absorbentes< el tiempo es pe"ue?o * se dice "ue la sala es sorda. i los elementos

son re)lectores< el tiempo es mu* grande * los sonidos se percibirn entremeclados * con)u

sosG entonces de dice "ue la sala es resonante. La re+erberacin determina la buena acstica

de un ambiente. u eliminacin se logra recubriendo las paredes de materiales< como corcho o

mo"ueta< "ue absorben las ondas sonoras e impiden la re)le&in.

LA LUZLA LUZ

La lu es una onda electromagntica "ue se pr opaga sin

necesidad de un medio material< siendo esta una di)erencia

)undamental con las ondas sonoras "ue si necesitan un medio

material para propagarse. La lu "ue +emos tiene su origen bien

emitida por ob#etos o bien al ser re)le#ada por otros ob#etos.

4na de las propiedades )undamentales de la lu es su color. Los

colores de la lu pueden bien bsicos o bien originados por meclas de colores bsicos. La lu

blanca es una mecla de toso los colores. !n el dibu#o se muestra la relacin entre cada color

* su longitud de onda. !l "ue la lu banca sea una mecla de colores da lugar al )enmeno



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ocular< est alo#ado en la rbita ciliar en la cara< tiene )orma apro&imadamente es)rica< de

unos 2


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DEFECTOS DE LA ISIN

on muchas las ocasiones en "ue el incorrecto

)uncionamiento de un

rgano nos permite a+anar en la comprensin de

su )uncionamiento. !n el

caso de la +ista< dos sus

de)ectos nos pueden

permitir comprender me#or

el mecanismo de la +isin

la miopa * la

hipermetropa.

La miopa consiste en la de)iciente +isin de los ob#etos

le#anos< aparecen borrosos< no ha* un correcto en)o"ue de la imagen. !l problema se debe a

"ue la imagen se )orma no en la retina sino en una posicin anterior a sta. u correccin se

hace interponiendo una lente di+ergente de potencia adecuada.

!n la hipermetropa e&iste una +isin de)iciente de los ob#etos cercanos. !l problema consiste

ahora en "ue la imagen se )orma detrs de la retina. u correccin se hace mediante una lente

con+ergente de potencia adecuada.



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fisica y quimica 4 eso

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