La materia:estados físicos2

ESTADO: Sólido, Líquido y Gaseoso. CLIC PARA CONTINUAR

ESTADOS DE LA MATERIA

Las sustancias pueden encontrarse en 3 estados: sólido, líquido y gaseoso.

Entonces, ¿de que depende que una sustancia esté en uno u otro estado?. Depende de las condiciones de PRESIÓN (P) y TEMPERATURA (T), en las que se encuentre dicha sustancia.

CURIOSIDAD: El agua es la única sustancia que se encuentra en la naturaleza en los 3 estados.

EJEMPLO: El AGUA, cuando la Presión es de 1 atmosfera,:

es hielo si T es menor de 0ªC, es liquida si T está entre 0ªC y 100ºC, y es vapor a T>100ºC.

EJEMPLO: El AGUA, cuando la Presión es de 1 atmosfera,:

es hielo si T es menor de 0ªC, es liquida si T está entre 0ªC y 100ºC, y es vapor a T>100ºC.

AGUA , P= 1 atm

T < 0ºC 0ºC < T < 100ºC T > 100ºC

SOLIDO LIQUIDO GAS

Gases CLIC PARA CONTINUAR

Un gas, se caracteriza porque tiene:

1.FORMA VARIABLE (*), a diferencia de los sólidos.2.VOLUMEN VARIABLE (*), a diferencia de los sólidos y líquidos.

(*) la del recipiente que lo contiene.

De (2) se deduce que:

LOS GASES PUEDEN COMPRIMIRSE Y EXPANDIRSE.

Para estudiar este comportamiento tan particular, diversos científicos realizaron varias experiencias, que consistían en aislar una cierta cantidad de gas y , de forma controlada (en el laboratorio), medir sus variables de estado : P, V y T.

NOTA: Las variables de estado de un gas, son todas aquellas magnitudes que varían en un gas y son: P, V y T.

Dicho de otro modo, para conocer el estado de un gas necesito saber el valor de P, V y T.:

Gases CLIC PARA CONTINUAR

¿QUE SON CADA UNA DE LAS VARIABLES DE ESTADO DE UN GAS?

VOLUMEN:El volumen del gas equivale al volumen del recipiente que lo contiene.Se mide en litros (L), ó m3 (S.I.)

PRESIÓN: La presión de un gas es la fuerza que ejerce éste sobre las paredes del recipiente que lo contiene .Se mide en pascales (Pa=N/m2) en el S.I., pero suele usarse como unidad ´”la atmósfera” (atm) o el

“milímetro de mercurio “(mm Hg)

TEMPERATURA: La temperatura a la que se encuentra el gas, tienen que ver con lo rápido que se mueven sus partículas.En el S.I. se mide en grados Kelvin (K), pero a veces se expresa en ºC.

NOTA: Para operar, en los gases, siempre se usa grados KELVIN, pues siempre son mayores de cero (positivas).

1 atm = 760 mm Hg = 101 325 Pa

T (K) = T (ºC) + 273

Los gases y el método científico CLIC PARA CONTINUAR

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Documentación sobre las experiencias de Guericke, Gassendi y Mariotte.

Experimentación: Se estudia la compresibilidad del aire.

Análisis de datos mediante tablas y gráficos.

Conclusiones: Se comprueba que el aire se puede comprimir.

Publicación: Ley de Boyle-Mariotte.

Observación: El aire se puede comprimir.

Preguntas (Hipótesis): El aire está formado por partículas entre las cuales existe vacío.

Nuevas preguntas

¿Hipótesis cierta?

SÍ NO

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Ley de Boyle-Mariotte

Teoría cinética para los gases CLIC PARA CONTINUAR

Los gases están formados por partículas muy pequeñas, separadas unas de otras que se mueven constantemente.

Los gases ocupan el volumen de todo el recipiente que los contiene.

Los gases ejercen presión sobre las paredes del recipienteque los contiene. Esta presión se debe a los choques de las partículas del gas con las paredes.

Cuanto más rápido se mueven las partículas del gas, mayor es la temperatura.

RECORDATORIO:

Escala Absoluta de Temperaturas CLIC PARA CONTINUAR

Aumento de temperatura

T = 0 K T = 300 K T = 1000 K

EL CERO ABSOLUTO:

-273, 15 ºC

Aumento de la velocidad de las partículas

La Escala Absoluta de temperaturas, también llamadas ESCALA KELVIN, al igual que la Escala Centígrada, toma como referencias la temperatura de fusión (0ºC) y la temperatura de ebullición (100ºC) del agua.

La Escala Kelvin se inicia en el CERO ABSOLUTO (0K), que es la temperatura a la cual las partículas de los gases no se mueven. ES LA TEMPERATURA MÁS BAJA POSIBLE. Y equivale a -273,15ºC.

T (K) = T (ºC) + 273

Gases: Ley de Boyle-Mariotte Año 1662 CLIC PARA CONTINUAR

Ley de Boyle-Mariotte. Cuando un gas experimenta transformaciones a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen permanece constante.

P · V = cte. ; P1 · V1 = P2 · V2

Aumenta la presiónDisminuimos el volumen

T constante

http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2003/gases/

Gases: Ley de Boyle-Mariotte CLIC PARA CONTINUAR

EXPLICACIÓN: (en términos de “Partículas”)

↑ V => las partículas del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. ==> ↓P

↓V => la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo => ↑ P

Aumenta la presiónDisminuimos el volumen

EJERCICIOS: Ley Boyle-Mariotte (a T constante) CLIC PARA CONTINUAR

Pág. 31: ej. 1,2,3

Pág. 40: ej. 25, 28, 29.

Pág. 41: ej. 32

Pág. 42: ej. 35

Aplicar la ley:

P . V = cte

P1.V1 = P2.V2

Gases: Ley de Charles Año 1787 CLIC PARA CONTINUAR

Elevamos la temperatura,

Ley de Charles y Gay- Lussac. Cuando un gas experimenta transformaciones a presión constante, el cociente entre el volumen y su temperatura absoluta es constante.

V V1 V2

T T1 T2

= cte ; =

Aumenta el volumen

P constante

http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2003/gases/

Gases: Ley de Charles Año 1787 CLIC PARA CONTINUAR

Aumenta el volumen

EXPLICACIÓN: (en términos de “Partículas”)

↑ T => las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).==> ↓V

Elevamos la temperatura,

EJERCICIOS: Ley Charles (a P constante) CLIC PARA CONTINUAR

Pág. 31: ej. 8, 9, 10, 11

Pág. 40: ej. 30, 31 (b)

Pág. 42: ej. 33,

Aplicar la ley:

V / T = cte

V1/T1 = V2/T2

Gases: Ley de Gay-Lussac Año 1800 CLIC PARA CONTINUAR

Aumenta la presión

Aumentamos la temperatura

Ley de Gay- Lussac. Cuando un gas experimenta transformaciones a volumen constante, el cociente entre la presión y su temperatura absoluta permanece constante.

P P1 P2

T T1 T2

= cte. ; =

V constante

http://www.isftic.mepsyd.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2003/gases/

Gases: Ley de Boyle-Mariotte CLIC PARA CONTINUAR

EXPLICACIÓN: (en términos de “Partículas”)

FÍJATE QUE EL RECIPIENTE NO TIENE UNA PARED MOVIL, PUES ESTA EXPERIENCIA SE REALIZA A VOLUMEN CONSTANTE

↑ T => las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.. ==> ↑ P

Aumenta la presión

Aumentamos la temperatura

EJERCICIOS: Ley Gay-Lussac (a V constante) CLIC PARA CONTINUAR

Pág. 31: ej. 4, 5, 6, 7

Pág. 40: ej. 26, 31 (a)

Pág. 42: ej. 34

Aplicar la ley:

P / T = cte

P1/T1 = P2/T2

Estados de la materia y teoría cinética CLIC PARA CONTINUAR

Sólido Líquido Gas

La materia está formada por partículas que se hallan más o menos unidas dependiendo del estado de agregación en que se encuentre.

Las partículas se mueven más o menos libremente dependiendo del estado. Cuanto más rápido se mueven, mayor es la temperatura de la sustancia.

Aumento del movimiento de vibración de las partículas

Las partículas de permanganato de potasio (KMnO4) se distribuyen por todo el vaso de agua, debido al movimiento browniano.

Cambios de estado CLIC PARA CONTINUAR

Sólido

Líquido

Gas

FUSIÓN

VAPORIZACIÓN

SOLIDIFICACIÓN

LICUACIÓN O CONDENSACIÓN

SUBLIMACIÓN

SUBLIMACIÓN INVERSA

Co

nd

ensa

ció

n

Vap

ori

zaci

ón

CLIC PARA CONTINUAR

-20

0

100

T (ºC)

0 4 8 2012 16 2824 t (min)

Cambios de estado y teoría cinética

Sólido

Líquido

Gas

Explicación según la teoría cinética

Las partículas pueden vibrar, pero su movimiento está muy limitado. El calor que se le comunica hace que las partículas vibren más y, por tanto, que aumente la temperatura.

Se produce el cambio de estado de sólido a líquido. La temperatura no varía.

Toda la sustancia está en estado líquido.

Cambio de estado de líquido a gas. No varía la temperatura

Toda la sustancia está en estado gaseoso.El calor comunicado se invierte en elevarla velocidad de las partículas. Aumentala temperatura de la sustancia. Si el gas se encuentra en un recipiente cerrado,(volumen constante), aumentará la presión.

Cambio de estado: calentamiento del agua

Enlaces de interés

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