Materia Y Energia

MATERIA Y ENERGÍA

 Introducción

 Desarrollo del contenido:

Capítulo 1 MATERIA

Concepto

Propiedades: Generales y Específicas

Estados de la Materia: Sólido, Líquido, Gaseoso

Capítulo 2 ENERGIA

Concepto

Leyes de la Conservación De La Energía

Degradación de la Energía

Teoría de la Relatividad

 Conclusión

INTRODUCCIÓN

Materia es todo aquello que está a nuestro alrededor. Todo lo que forma el universo es materia, la cual se manifiesta como cuerpo físico o sustancia material y energía. La materia es muy compleja en su composición y propiedades, es por eso que hay que clasificar los diferentes tipos de materia.

Así surge la definición de sustancia química pura (simple y compuesta) y mezcla (homogénea y heterogénea), fenómeno alotrópico, etc. Es necesario también definir el sistema químico y estudiar las técnicas de separación de las mezclas, tan importantes en los procesos de separación y purificación de sustancias químicas puras.

La materia ¿es solo aquello que posee masa y volumen?, definitivamente no. La energía también es una forma de materia, es materia dispersada como lo sostenía Albert Einstein.

La energía es un término muy utilizado por personas alrededor del mundo, la energía tanto solar como eléctrica son necesarias para la vida diaria, las cuales provienen de determinadas fuentes y se pueden transferir mediante determinados procesos, la cual satisface a las necesidades de nuestra sociedad. En el transcurso de los siglos, casi toda la energía utilizada por la humanidad se ha originado a partir de la radiación solar llegada a nuestro planeta. Un 96% de las necesidades energéticas del hombre han quedado satisfechas por la combustión de carburantes fósiles que representan energía química almacenada biológicamente durante la larga vida de la tierra.

MATERIA

Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Si la materia tiene masa y ocupa un lugar en el espacio significa que es cuantificable, es decir, que se puede medir.

La materia está integrada por átomos, partículas diminutas que, a su vez, se componen de otras aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas, las cuales se agrupan para constituir los diferentes objetos.

PROPIEDADES DE LA MATERIA

La materia tiene propiedades generales y particulares, a continuación estudiaremos ambas propiedades:

Propiedades generales

Son aquellas que dependen de la cantidad de material, entre ellos tenemos:

✍ Masa: Es la cantidad de materia que presenta un cuerpo (la masa no define volumen).

✍ Extensión: (Volumen) Es el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio.

✍ Impenetrabilidad: Propiedad por la cual el lugar ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado por otro al mismo tiempo. Salvo que lo desplace.

✍ Inercia: Todo cuerpo se mantiene en reposo o en movimiento, mientras no exista una causa (fuerza) que modifique dicho estado.

✍ Divisibilidad: La Materia se puede fraccionar en partes cada vez más pequeño por diferentes medios (mecánico, físico, químico), de acuerdo a la siguiente secuencia.

✍ Atracción: Es la propiedad por la cual dos cuerpos o partículas o moléculas o átomos tienden a unirse.

Propiedades específicas

Son aquellos que no dependen de la cantidad de materia, estas se divide en físicas y químicas

PROPIEDADES FÍSICAS:

✍ Dureza: Es la resistencia que presenta un sólido a ser rayado. La dureza de un cuerpo se establece mediante la escala de MOHS. El material más duro es el "diamante" y el menos el "talco".

✍ Tenacidad: Es la oposición que presenta un cuerpo sólido al fraccionamiento (rotura).

Maleabilidad: Propiedad por la cual los metales se pueden transformar hasta láminas.

✍ Ductibilidad: Propiedad por la cual los metales se pueden transformar hasta alambres o hilo.

✍ Brillo: Propiedad por la cual un cuerpo refleja la luz.

✍ Elasticidad: Es la capacidad que presentan algunos sólidos para recuperar su forma original una vez que deja de actuar la fuerza que los deformaba. (Los cuerpos que no recuperan su forma se llaman "cuerpos plásticos").

✍ Viscosidad: Es la resistencia que presenta los fluidos en su desplazamiento. Esta dificultad disminuye al aumentar la temperatura.

PROPIEDADES QUÍMICAS:

Es cualquier propiedad en que la materia cambia de composición. Cuando se enfrenta una sustancia química a distintos reactivos o condiciones experimentales puede o no reaccionar con ellos. Las propiedades químicas se determinan por ensayos químicos y están relacionadas con la reactividad de las sustancias químicas.

Las principales propiedades químicas de la materia son: Oxidación: Es todo proceso por el cual un átomo o ión cede electrones. Reducción: Es todo proceso por el cual un átomo o ión gana electrones. Combustión: Es todo proceso de oxidación rápida que se produce con desprendimiento de calor y, algunas veces, luz. Esterificación: Es un proceso químico que se da entre un ácido graso y un alcohol. Hidrólisis: Es un proceso químico que involucra la ruptura de una molécula o de un compuesto iónico por acción del agua. Saponificación: Es una hidrólisis de un triglicérido (éster del glicerol) con una base fuerte, a través de la cual se obtiene un jabón y se recupera el glicerol.

ESTADOS DE LA MATERIA

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso.

Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.

La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:

• Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

• Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

• Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

• El plasma: El plasma es un gas ionizado, es decir que los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con carga negativa y positiva, respectivamente), separados entre sí y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el Sol.

ENERGÍA

La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza. La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo. La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica. La energía es una magnitud cuya unidad de medida en el S.I. es el julio (J).

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGIA

El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación. En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía mecánica.

DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA

Unas formas de energía pueden transformarse en otras. En estas transformaciones la energía se degrada, pierde calidad. En toda transformación, parte de la energía se convierte en calor o energía calorífica.

Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor; pero, éste no puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía. Se dice, entonces, que el calor es una forma degradada de energía. Son ejemplos:

• La energía eléctrica, al pasar por una resistencia.

• La energía química, en la combustión de algunas sustancias.

• La energía mecánica, por choque o rozamiento.

Se define, por tanto, el Rendimiento como la relación (en % por ciento) entre la energía útil obtenida y la energía aportada en una transformación.

TEORÍA DE LA RELATIVIDAD

La teoría de la relatividad incluye tanto a la teoría de la relatividad especial como a la de relatividad general, formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo.

El presupuesto básico de la teoría de la relatividad es que la localización de los sucesos físicos, tanto en el tiempo como en el espacio, son relativos al estado de movimiento del observador: así, la longitud de un objeto en movimiento o el instante en que algo sucede, a diferencia de lo que sucede en mecánica newtoniana, no son invariantes absolutos, y diferentes observadores en movimiento relativo entre sí diferirán respecto a ellos (las longitudes y los intervalos temporales, en relatividad son relativos y no absolutos).

RELATIVIDAD ESPACIAL

La teoría de la relatividad especial, también llamada teoría de la relatividad restringida, fue publicada por Albert Einstein en 1905 y describe la física del movimiento en el marco de un espacio-tiempo plano. Esta teoría describe correctamente el movimiento de los cuerpos incluso a grandes velocidades y sus interacciones electromagnéticas y se usa básicamente para estudiar sistemas de referencia inerciales (no es aplicable para problemas astrofísicos donde el campo gravitatorio desempeña un papel importante).

RELATIVIDAD GENERAL

la teoría de la relatividad general propone que la propia geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de materia, de lo cual resulta una teoría relativista del campo gravitatorio. De hecho la teoría de la relatividad general predice que el espacio-tiempo no será plano en presencia de materia y que la curvatura del espacio-tiempo será percibida como un campo gravitatorio.

CONCLUSIÓN

La materia y la energía siempre van de la mano. Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Si la materia tiene masa y ocupa un lugar en el espacio significa que es cuantificable, es decir, que se puede medir y por lo tanto tiene propiedades, características, estados o formas. Pero la materia ¿es solo aquello que posee masa y volumen?, definitivamente no. La energía también es una forma de materia, es materia dispersada como lo sostenía Albert Einstein. La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.

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