viernes, 20 de marzo de 2020

PROPIEDADES DE LA MATERIA DÉCIMOS

A continuación te invito a ver el siguiente video  como un  acercamiento a las propiedades de la materia:




Propiedades esenciales de la materia


Masa
La masa es una propiedad general de la materia, es decir, cualquier cosa constituida por materia debe tener masa. Además es la propiedad de la materia que nos permite determinar la cantidad de materia que posee un cuerpo. 
Aunque no es lo mismo, el peso y la masa son proporcionales, de forma que al medir uno se puede conocer la otra y, de hecho, en el lenguaje corriente, ambos conceptos se confunden.



Peso

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Peso es la fuerza de atracción llamada gravedad que ejerce la tierra sobre la materia (masa) para llevarla hacia su centro.


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Volumen
Los cuerpos tienen una extensión en el espacio, ocupan un volumen. El volumen de un cuerpo representa la cantidad de espacio que ocupa su materia y que no puede ser ocupado por otro cuerpo, ya los cuerpos son impenetrables. El volumen también es una propiedad general de la materia y, por tanto, no permite distinguir un tipo de materia, una sustancia, de otra, ya que todas Tienen un volumen, ya sea sólido, liquido o gaseoso.

Aunque toda la materia posee masa y volumen, la misma masa de sustancias diferentes ocupan distintos volúmenes, así notamos que el hierro o el hormigón son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras. La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá.

Punto normal de ebullición

El punto normal de ebullición se define como el punto de ebullición a una presión total aplicada de 101.325 kilopascales ( 1 atm); es decir, la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a una atmósfera. El punto de ebullición aumenta cuando se aplica presión. Para las sustancias que hierven en el intervalo de la temperatura ambiente, la tasa de cambio del punto de ebullición con la temperatura ambiente, la tasa de cambio del punto de ebullición con la temperatura es de aproximadamente 0.3º/kPa o 0.04º/mm Hg (donde la presión es aproximadamente de una atmósfera).

Punto de Fusión


Temperatura a la cual un sólido cambia a líquido. En las sustancias puras, el proceso de fusión ocurre a una sola temperatura y el aumento de temperatura por la adición de calor se detiene hasta que la fusión es completa.
Los puntos de fusión se han medido a una presión de 105 pascales (1 atm), por lo general 1 atm de aire. (La solubilidad del aire en el líquido es un factor que complica las mediciones de precisión.) Al fundirse, todas las sustancias absorben calor y la mayor parte de dilatan; en consecuencia, un aumento en la presión normalmente eleva el punto de fusión. Algunas sustancias, de las cuales el agua es el ejemplo más notable, se contraen al fundirse; así, al aplicar presión al hielo a 0ºC (32ºF), se provoca su fusión. Para producir cambios significativos en el punto de fusión se requieren grandes cambios en la presión.
En soluciones de dos o más componentes el proceso de fusión ocurre normalmente dentro de un intervalo de temperaturas y se hace una distinción entre el punto de fusión, la temperatura a la que aparece la primera traza de líquido y el punto de congelamiento, es decir, la temperatura más alta a la que desaparece la última traza de sólido, o, en forma equivalente, si se está enfriando en vez de calentar, la temperatura a la que aparece la primera traza de sólido.

Inercia

Es la propiedad de los cuerpos que hace que éstos tiendan a conservar su estado de reposo o de movimiento mientras que no exista una fuerza externa que vaya a cambiar dicho estado de reposo o movimiento. La inercia es una propiedad mensurable. Su medida se llama masa.

Divisibilidad

Es la propiedad que tiene la materia de ser dividida en partículas muy pequeñas. Las porciones de materia se llaman cuerpos.

Impenetrabilidad



Es la propiedad que tienen los cuerpos de no poder ocupar el mismo lugar o espacio al mismo tiempo. Cuando un cuerpo ocupa cierto lugar, ese lugar no puede ser ocupado simultáneamente por otro. A las partes de un cuerpo no se le pueden asignar las mismas coordenadas que a las partes de otro.
Forma (en sólidos).
En los SÓLIDOS, recordar que tienen tanto forma con distintas dimensiones en el caso de las formas regulares o geométricas y en las formas irregulares donde es más difícil obtener estas pero se puede obtener su volumen con el método de inmersión.

Porosidad




Porosidad es la propiedad que nos dice que como la materia esta constituida por moléculas entre ellas hay un espacio que se llama poro.

Propiedades organolépticas

Las propiedades organolépticas son aquellas que se perciben a través de los sentidos-olor, color, sabor, brillo, etcétera.

Homogeneidad

La materia homogénea es la que presenta una composición uniforme, en la cual no se pueden distinguir a simple vista sus componentes; en muchos casos, no se distinguen ni con instrumentos como el microscopio. Por ejemplo: el agua, la sal, el aire, la leche, el azúcar y el plástico.
La materia heterogénea es aquella cuyos componentes se distinguen unos de otros, tal es el caso de la madera, el mármol, una mezcla de agua con aceite, o bien de frutas, entre otros.

Fractura

Rotura totalmente desordenada, sin ninguna dirección preferente de los enlaces estructurales de un cristal como consecuencia de un golpe. Se definen 4 tipos: irregular, concoidea (superficies curvas), astillosa (entrantes y salientes puntiagudos) y ganchosa (propia de los metales nativos). Según la forma o tipo de la fractura nos da la idea de la estructura o cohesión del material.

Aspecto

Involucra la textura, el tamaño y forma que según sus variaciones se determinan distintas características de los materiales, o las dimensiones necesarias según su futura utilidad.

Color, Olor y sabor

Muchas sustancias tienen un color, un olor y un sabor característicos que las hacen fácilmente identificables. Por ejemplo: por su olor, podemos distinguir el cloro del amoníaco; por su color, el oro de la plata; por su sabor, el azúcar de la sal.
El color de un material es una propiedad que aunque muy aparente posee un potencial de diagnóstico limitado. Muchos materiales muestran colores diversos dependiendo de mínimas proporciones de impurezas en su estructura, el cuarzo por ejemplo, aunque frecuentemente incoloro o gris puede ser rojo, blanco, celeste, violeta (amatista), amarillo (citrino) verde o aún negro.

Propiedades físicas

Las propiedades físicas dependen del tipo de aleación y las más importantes son:

Peso específico.

El peso específico puede ser absoluto o relativo: el primero es el peso de la unidad de volumen de un cuerpo homogéneo. El peso específico relativo es la relación entre el peso de un cuerpo y el peso de igual volumen de una sustancia tomada como referencia; para los sólidos y líquidos se toma como referencia elagua destilada a 4 ·C

Calor específico.

Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 kg de determinada sustancia. El calor específico varía con la temperatura. En la práctica se considera el calor específico medio en un intervalo de temperaturas.

Punto de fusión.

Es la temperatura a la cual un material pasa del estado sólido al líquido, transformación que se produce con absorción de calor.

Punto de Solidificación

Es la temperatura a la cual un líquido pasa al estado sólido, durante la transformación hay cesión de calor. Casi siempre coinciden los puntos de fusión y de solidificación.

Calor latente de fusión.

Es el calor necesario para vencer las fuerzas moleculares del material (a la temperatura de fusión) y transformarlo de sólido en líquido.

Resistencia a la corrosión.

La corrosión de los metales puede originarse por:
· Reacciones químicas con los agentes corrosivos
· Reacciones electroquímicas producidas por corrientes electrolíticas generadas en elementos galvánicos formados en la superficie con distinto potencial. Las corrientes electrolíticas se producen con desplazamiento de iones metálicos.
La corrosión electrolítica puede producirse por:
· Heterogeneidad de la estructura cristalina
· Tensiones internas producidas por deformación en frío o tratamientos térmicos mal efectuados.
· Diferencia en la ventilación externa
La protección de los metales contra la corrosión puede hacerse por:
· Adición de elementos especiales que favorecen la resistencia a la corrosión.
· Revestimientos metálicos resistentes a la corrosión
· Revestimientos con láminas de resinas sintéticas o polímeros.


Propiedades Mecánicas

Son aquellas que expresan el comportamiento de los metales frente a esfuerzos o cargas que tienden a alterar su forma.

Resistencia:

Capacidad de soportar una carga externa si el metal debe soportarla sin romperse se denomina carga de rotura y puede producirse por tracción, por compresión, por torsión o por cizallamiento, habrá una resistencia a la rotura (kg/mm²) para cada uno de estos esfuerzos.

Dureza:




Propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal bajo la acción directa de una carga determinada. Los ensayos más importantes para designar la dureza de los metales, son los de penetración, en que se aplica un penetrador (de bola, cono o diamante) sobre la superficie del metal, con una presión y un tiempo determinados, a fin de dejar una huella que depende de de la dureza del metal, los métodos más utilizados son los de Brinell, Rockwell y Vickers.

Elasticidad:




 Capacidad de un material elástico para recobrar su forma al cesar la carga que lo ha deformado. Se llama límite elástico a la carga máxima que puede soportar un metal sin sufrir una deformación permanente.   Su determinación tiene gran importancia en el diseño de toda clase de elementos mecánicos, ya que se debe tener en cuenta que las piezas deben trabajar siempre por debajo del límite elástico, se expresa en Kg/mm².

Plasticidad:

Capacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue a romperse.

Tenacidad:

Resistencia a la rotura por esfuerzos de impacto que deforman el metal. La tenacidad requiere la existencia de resistencia y plasticidad.

Fragilidad:



Propiedad que expresa falta de plasticidad, y por tanto, de tenacidad. Los materiales frágiles se rompen en el límite elástico, es decir su rotura se produce espontáneamente al rebasar la carga correspondiente al límite elástico.

Resiliencia:

 Resistencia de un metal a su rotura por choque, se determina en el ensayo Charpy.

Fluencia:

Propiedad de algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente bajo la acción de su propio peso o de cargas muy pequeñas. Esta deformación lenta, se denomina también creep.

Fatiga:

Si se somete una pieza a la acción de cargas periódicas (alternativas o intermitentes), se puede llegar a producir su rotura con cargas menores a las que producirían deformaciones.

PROPIEDADES TECNOLOGICAS

Determina la capacidad de un metal a ser conformado en piezas o partes útiles o aprovechables. Estas son:

Ductilidad:

Es la capacidad del metal para dejarse deformar o trabajar en frío, en forma de hilos; aumenta con la tenacidad y disminuye al aumentar la dureza. Los metales más dúctiles son el oro, plata, cobre, hierro, plomo y aluminio.

Maleabilidad:

Es la capacidad del metal para dejarse deformar o trabajar en frío, en forma de láminas; esta aumenta con la tenacidad y disminuye al aumentar la dureza.

Fusibilidad:

Es la propiedad que permite obtener piezas fundidas o coladas.

Colabilidad:

 Es la capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas y sin defectos. Para que un metal sea colable debe poseer gran fluidez para poder llenar completamente el molde. Los metales más fusibles y colables son la fundición de hierro, de bronce, de latón y de aleaciones ligeras.

Soldabilidad:

Es la aptitud de un metal para soldarse con otro idéntico bajo presión ejercida sobre ambos en caliente. Poseen esta propiedad los aceros de bajo contenido de carbono.

Endurecimiento por el temple:

Es la propiedad del metal de sufrir transformaciones en su estructura cristalina como resultado del calentamiento y enfriamiento sucesivo y por ende de sus propiedades mecánicas y tecnológicas. Los aceros se templan fácilmente debido a la formación de una estructura cristalina característica denominada martensita.

Facilidad de mecanizado:

 Es la propiedad de un metal de dejarse mecanizar con arranque de viruta, mediante una herramienta cortante apropiada. Son muy mecanizables la fundición gris y el bronce, con virutas cortadas en forma de escamas.
El acero dulce y las aleaciones ligeras de alta tenacidad, producen virutas largas.

RESUMEN

Los metales y aleaciones son procesados en diferentes formas mediante diversos métodos de manufactura. Algunos de los procesos industriales más importantes son la fundición, la laminación, extrusión, trefilado, embutido y forja, maquinado y troquelado.
Cuando se aplica un esfuerzo de tensión uniaxial sobre una barra de metal, el metal se deforma elásticamente y luego plásticamente, produciendo una deformación permanente. Para muchos diseños, el ingeniero está interesado en el límite elástico al 0.2% ( esfuerzo de fluencia convencional al 0.2%), la máxima resistencia a la tensión y la elongación o ductilidad del metal o aleación. Estos valores se obtienen a partir del diagrama esfuerzo-deformación generado en un ensayo de tracción.
La dureza de un metal también puede resultar de importancia en ingeniería; comúnmente, las escalas de dureza en la industria son de los tipos: Rockwell B y C y Brinell (HB).
La deformación plástica de los metales tiene lugar principalmente por el proceso de deslizamiento, que involucra un movimiento de las dislocaciones. El deslizamiento usualmente tiene lugar sobre los planos más compactos y en las direcciones compactas. La combinación de un plano de deslizamiento y una dirección de deslizamiento constituye un sistema de deslizamiento. Los metales con un alto número de sistemas de deslizamiento (Cu, Ag, Pt, Ni, Pb, Al) son más dúctiles que aquellos con sólo unos pocos sistemas de deslizamiento (Fe, Cr, V, Mo, W). Muchos metales se deforman con formación de maclas cuando el deslizamiento es difícil.
Los límites de grano a bajas temperaturas, usualmente endurecen los metales por proporcionar barreras al movimiento de las dislocaciones, sin embargo, bajo algunas condiciones de deformación a alta temperatura, los límites de grano se vuelven regiones de debilidad debido al deslizamiento del límite de grano.
Cuando un metal se deforma plásticamente por trabajo en frío, el metal se endurece por deformación produciendo un aumento en la resistencia y una disminución de la ductilidad. El endurecimiento por deformación puede eliminarse proporcionando al metal un tratamiento térmico de recocido. Cuando el metal endurecido por deformación es calentado lentamente hasta una temperatura por encima del punto de recristalización tiene lugar un proceso de recuperación, recristalización y crecimiento de grano, y el metal se ablanda. Mediante la combinación de endurecimiento por deformación y recocido, pueden conseguirse grandes reducciones en la sección de un metal sin fractura.
La fractura de los metales sometidos a esfuerzos de tracción puede clasificarse según los tipos de dúctil, frágil y dúctil-frágil.
Un metal también puede fracturar debido a la fatiga si está sometido a una tensión cíclica y por compresión de suficiente magnitud. A altas temperaturas y tensiones en un metal puede sobrevenirle termofluencia, o deformación dependiente del tiempo. La termofuencia de un metal pude ser tan severa que ocurre la fractura del metal. Existen diversos ensayos para diagnosticar la fatiga y la falla por termofluencia de los productos manufacturados.
El comportamiento mecánico de los materiales se describe a través de sus propiedades mecánicas, que son el resultado de ensayos simples e idealizados. Estos ensayos están diseñados para representar distintos tipos de condiciones de carga. Las propiedades de un material que aparecen reportadas en diversos manuales, son los resultados de estas pruebas. En consecuencia, se debe recordar siempre que los valores de los manuales son valores promedio, obtenidos a partir de pruebas ideales y, por tanto, deberán ser utilizados con cierta precaución.
El ensayo de tensión describe la resistencia de un material a un esfuerzo aplicado lentamente. Entre las propiedades importantes están el esfuerzo de cedencia (el esfuerzo al cual el empieza a deformarse de manera permanente), la resistencia a la tensión (el esfuerzo que corresponde a la carga máxima aplicada), el módulo de elasticidad (la pendiente de la porción elástica de la curva esfuerzo-deformación), y el porcentaje de elongación, así como el porcentaje de reducción de área (siendo ambos, medidas de la ductilidad del material).
El ensayo de flexión se utiliza para determinar las propiedades a tensión de materiales frágiles. De ahí se puede obtener el módulo de elasticidad en flexión y la resistencia a la flexión similar a la resistencia a la tensión).
El ensayo de dureza mide la resistencia de un material a la penetración y da una medida de su resistencia al desgaste y a la abrasión. Comúnmente se utilizan varios ensayos de dureza, incluyendo los ensayos Rockwell y Brinell. A menudo la dureza se relaciona con otras propiedades mecánicas, particularmente con la resistencia a la tensión.
El ensayo de impacto describe la respuesta de un material a una carga aplicada rápidamente. Los ensayos Charpy e Izod son típicos. La energía que se requiere para fracturar la probeta se mide y puede utilizarse como base de comparación de diversos materiales, probados bajo las mismas condiciones. Además, se puede determinar una temperatura de transición por encima de la cual el material fallará de manera dúctil, en vez de fallar de manera frágil.
La tenacidad a la fractura describe la facilidad con la cual se propaga una grieta o defecto en un material.
El ensayo de fatiga permite comprender el comportamiento de un material cuando se le aplica un esfuerzo cíclico. Propiedades importantes incluyen el esfuerzo límite para fatiga (esfuerzo por debajo del cual nunca ocurrirá la ruptura), resistencia a la fatiga (el esfuerzo máximo para que la falla ocurra en un número dado de ciclos) y la vida en fatiga (número de ciclos que resistirá un material a un esfuerzo dado). También puede ayudar a determinar la vida en fatiga el conocer la rapidez de crecimiento de las grietas en el material.

El ensayo de termo fluencia proporciona información sobre la capacidad de un material para soportar cargas a altas temperaturas. La rapidez de termo fluencia y el tiempo de ruptura son propiedades importantes obtenidas a partir de estos ensayos.


Mediciones

Los químicos frecuentemente realizan mediciones que son utilizadas en cálculos para obtener otras cantidades relacionadas. Con ayuda de instrumentos es posible medir las propiedades de una sustancia; Por ejemplo: con una cinta métrica se mide la longitud, con pipeta, bureta, probeta graduada o un matraz volumétrico es posible medir el volumen, con la balanza, la masa y con un termómetro, la temperatura. Estos instrumentos nos sirven para realizar mediciones de propiedades macroscópicas, las propiedades microscópicas se pueden determinar con métodos indirectos.
Es importante señalar que una cantidad medida suele describirse como un número con una unidad apropiada. Pongamos un ejemplo afirmar que un vaso contiene 3 no tiene ningún sentido. Es necesario especificar que contiene 3 onzas, litros, mililitros, gramos, o la unidad de la que se trate.

Durante mucho tiempo, los científicos registraron las mediciones en unidades métricas. Sin embargo, en 1960 se propuso un sistema métrico revisado al que se llamó Sistema Internacional de Unidades (SI).

Pero cuáles son las unidades del Sistema Internacional de Unidades?

Masa y Peso

Aunque estos dos términos suelen utilizarse indistintamente, se trata de cantidades diferentes. Por un lado la masa es la cantidad de materia de un objeto. Mientras que el peso es la fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto. La unidad básica de masa del SIes el Kilogramo (Kg), sin embargo en Química es más practico utilizar el gramo que es la unidad más pequeña con respecto al Kilogramo.

1kg = 1000 g = 1 x 10^3 g

Es buen momento para dar a conocer los prefijos usados en el SI, que al colocarlos antes de la unidad nos indican la relación que tiene esta unidad que puede ser más grande o chica:


Prefijo -- Simbolo -------Significado------------------ Ejemplo--------------- 
tera-........... T...... 1 000 000 000 000 o 10^12...... 1 Terametro (Tm) = 1*10^12 m
giga- ............ G ............. 1 000 000 000 o 10^9 ......... 1 Gigámetro (Gm) = 1*10^9 m
mega- ......... M ......................1 000 000 o 10^12 ...... 1 Megámetro (Mm) = 1*10^6 m
kilo- ............. k ............................... 1 000 o 10^6 ......... 1 kilómetro (km) = 1*10^3 m
deci- ............ d ............................... 1/10 o 10^-1 ......... 1 decímetro (dm) = 0.1 m
centi- ............c .............................. 1/100 o 10^-2 ......... 1 centímetro (cm) = 0.01 m
mili- ............. m .......................... 1/1 000 o 10^-3 ........ 1 milímetro (mm) = 0.001 m
micro- .......... µ ................. 1/ 1 000 000 o 10^-6 ........ 1 micrómetro (µm) = 1*10^-6 m
nano- ............ n..........1/ 1 000 000 000 o 10^-9 ......... 1 nanometro (nm) = 1*10^-9 m
pico- ............ p...1/ 1 000 000 000 000 o 10^-12 ....... 1 picometro (pm) = 1*10^-12 m


Ahora explico, sabemos que la unidad de masa en el SI es el kilogramo, con esta tabla podemos darnos cuenta que el prefijo kilo- significa: Mil (10^3) es decir 1000 gramos.


Volumen

La unidad de longitud del SI es el metro (m) y la unidad derivada del SI para volumen es el metro cúbico (m^3). No obstante, como en química se trabaja con volúmenes mucho más pequeños, se emplea el centímetro cúbico (cm^3) y en ocasiones con el decímetro cubico (dm^3).

1 cm^3 = (1*10^-2 m)^3 = 1*10^-6 m^3
1dm^3 = (1*10^-1 m)^3 = 1*10^-2 m^3

Otra unidad de volumen muy utilizada es el Litro (L). Un litro es igual a un decímetro cubico y el volumen de un litro es igual a 1000 mL (mililitros) o 1000cm^3.

Densidad

Aunque toda la materia posee masa y volumen,  la misma masa de sustancias diferentes tienen ocupan distintos volúmenes, así notamos que el hierro o el hormigón son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras. La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá.



    La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el S.I. la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3) la densidad se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3).


Esta unidad de medida,  sin embargo, es muy poco usada, ya que es demasiado pequeña. Para el agua, por ejemplo, como un kilogramo ocupa un volumen de un litro, es decir, de 0'001 m3, la densidad será de:
    La mayoría de las sustancias tienen densidades similares a las del agua por lo que, de usar esta unidad, se estarían usando siempre números muy grandes. Para evitarlo, se suele emplear otra unidad de medida el gramo por centímetro cúbico (gr./c.c.).

    Las medidas de la densidad quedan, en su mayor parte, ahora mucho más pequeñas y fáciles de usar. Además, para pasar de una unidad a otra basta con multiplicar o dividir por mil.

Sustancia
Densidad en kg/m3
Densidad en g/c.c.
Agua
1000
1
Aceite
920
0'92
Gasolina
680
0'68
Plomo
11300
11'3
Acero
7800
7'8
Mercurio
13600
13'6
Madera
900
0'9
Aire
1'3
0'0013
Butano
2'6
0'026
Dióxido de carbono
1'8
0'018
   

 La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor. Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella, porque el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es menor, pero ambas sustancias se hundirán en la gasolina, de densidad más baja.

PUNTO DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN


    En el lenguaje cotidiano solemos confundir los términos calor y temperatura. Así, cuando hablamos del calor que hace en el verano o lo mal que saben los refrescos calientes, realmente nos referimos a la temperatura, a la mayor o menor temperatura del aire o los refrescos. La temperatura es una magnitud física que nos permite definir el estado de una sustancia, lo mismo que cuando decimos que un coche circula a 90 km/h o que una casa tiene 5 m de alto.
    Cuando se ponen en contacto dos sustancias a distinta temperatura, evolucionan de forma que el cuerpo a mayor temperatura la disminuye y el que tenía menor temperatura la aumenta hasta que al final los dos tienen la misma temperatura, igual que al echar un cubito de hielo a un refresco, que el refresco se enfría y el cubito de hielo se calienta y termina convirtiéndose en agua. Decimos que la sustancia a mayor temperatura ha cedido calor a la sustancia que tenía menor temperatura.   
Sin embargo, el calor no es algo que esté almacenado en el cuerpo más caliente y que pasa al cuerpo más frío. Tanto uno como otro poseen energía, que depende de la masa del cuerpo, de su temperatura, de su ubicación, etc. y recibe el nombre de energía interna. Cuando esta energía interna pasa de una sustancia a otra a causa de la diferencia de temperatura entre ellas la llamamos calor. Una catarata es agua que pasa de un sitio a otro porque están a distinta altura, de forma similar el  calor es la energía que pasa de un cuerpo a otro porque están a distinta temperatura.

    Si ponemos al fuego un recipiente con agua, como el fuego está a mayor temperatura que el agua, le cede calor y la temperatura del agua va aumentando, lo que podemos comprobar si ponemos un termómetro en el agua. Cuando el agua llega a 100 ºC, empieza a hervir, convirtiéndose en vapor de agua, y deja de aumentar su temperatura, pese a que el fuego sigue suministrándole calor: al pasar de agua a vapor de agua todo el calor se usa en cambiar de líquido a gas, sin variar la temperatura.
    La temperatura a la que una sustancia cambia de líquido a gas se llama punto de ebullición y es una propiedad característica de cada sustancia, así, el punto de ebullición del agua es de 100 ºC, el del alcohol de 78 ºC y el hierro hierve a 2750 ºC.


Sólo entre 0 y 100 ºC el agua es líquida
    Si sacas unos cubitos de hielo del congelador y los colocas en un vaso con un termómetro verás que toman calor del aire de la cocina y aumentan su temperatura. En un principio sutemperatura estará cercana a -20 ºC (depende del tipo de congelador) y ascenderá rápidamente hasta 0 ºC, se empezará a formar agua líquida y la temperatura que permanecerá constante hasta que todo el hielo desaparezca.
    Igual que en el punto de ebullición, se produce un cambio de estado, el agua pasa del estado sólido (hielo) al estado líquido (agua) y todo el calor se invierte en ese cambio de estado, no variando la temperatura, que recibe el nombre de punto de fusión. SE trata de una temperatura característica de cada sustancia: el punto de fusión del agua es de 0 ºC, el alcohol funde a -117 ºC y el hierro a 1539 ºC.




Sustancia
Punto de fusión (ºC)
Punto de ebullición (ºC)
Agua
0
100
Alcohol
-117
78
Hierro
1539
2750
Cobre
1083
2600
Aluminio
660
2400
Plomo
328
1750
Mercurio
-39
357
¿Qué es la temperatura?
La temperatura es una magnitud física que determina o refleja la cantidad de calor de un objeto, del ambiente o de un cuerpo. Es la medición de la cantidad de calor (o de energía) generada por los movimientos de las partículas de una masa gaseosa, líquida o sólida.
La medición de la temperatura está relacionada con la noción de frío (menor temperatura) y de calor (mayor temperatura), que se puede percibir de manera instintiva. Además, la temperatura actúa como un valor de referencia para determinar el calor normal del cuerpo humano, para estimar estados de salud, para los procesos químicos y los industriales o metalúrgicos.

Existen distintos tipos de escalas para la medición de la temperatura y las más comunes son:


Escalas de la temperatura


La escala Celsius. También conocida como “escala centígrada”, es la más utilizada junto con la escala Fahrenheit. Es la medida en la que el punto de congelación del agua equivale a 0° C (cero grados centígrados) y su punto de ebullición ocurre a 100° C.
La escala Fahrenheit. Es la medida utilizada en la mayoría de los países de habla inglesa, en donde el punto de congelación del agua ocurre a los 32° F (treinta y dos grados Fahrenheit) y el punto de ebullición, a los 212° F.
La escala Kelvin. Es la medida utilizada en experimentos científicos y establece como punto cero el “cero absoluto”, que supone que el objeto no desprende calor alguno y equivale a -273,15° C (grados centígrados).
La escala Rankine. Es la medida usada comúnmente en Estados Unidos para la medición de temperatura termodinámica y se define al medir los grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos o bajo cero.



¿Cómo se mide la temperatura?
La temperatura se mide mediante magnitudes termométricas, es decir, diferentes unidades que representan la temperatura. Para eso se emplea un dispositivo llamado “termómetro” del que existen varios tipos dependiendo del fenómeno que se necesite medir, por ejemplo:

Dilatación y contracción. Existen termómetros para medir los gases (termómetro de gas a presión constante), los líquidos (termómetro de mercurio) y los sólidos (termómetro de columna líquida o bimetálico) que son elementos que se expanden con temperaturas calientes o se encogen con temperaturas frías.
Variación de resistencia eléctrica. Las resistencias eléctricas, es decir, los flujos de electrones que se mueven a través de un material conductor, varían según la temperatura que adquieren. Para su medición se emplean termómetros de resistencia eléctrica como sensores (en base a una resistencia capaz de transformar la variación eléctrica en una variación de temperatura) y los termoeléctricos (que generan fuerza motriz).
Termómetro de radiación térmica. Los fenómenos de radiación emitidos en el sector industrial pueden ser medidos mediante sensores de temperatura como los pirómetros infrarrojos (para medir temperaturas muy bajas de refrigeración) y los pirómetros ópticos (para medir altas temperaturas de hornos y metales de fusión).
Potencial termoeléctrico. La unión de dos metales diferentes que se someten a temperaturas distintas entre sí, genera una fuerza electromotriz que se convierte en potencial eléctrico y que se mide en voltios.
Tipos de temperatura
Existen distintos tipos de temperatura y, por eso, se miden con diferentes herramientas, como por ejemplo:
La temperatura ambiente. Es la escala de medición de temperatura que se puede registrar en los espacios en los que se desenvuelve el ser humano y, para su medición, se emplea un termómetro ambiental que emplea valores Celsius o Fahrenheit.
La temperatura del cuerpo. Es la medición de la temperatura corporal. Se considera que 36° C es un valor normal para el ser humano y, si la temperatura supera los 37°C (o 98°F), se considera que el individuo padece fiebre.
Otros tipos de medición de temperatura permiten calcular la sensación térmica, por ejemplo:
La temperatura seca. Es la medición de aire en un entorno, sin tener en cuenta la radiación calorífica del ambiente y la humedad. Se mide con un termómetro de bulbo pintado de color blanco brillante para no absorber la radiación.
La temperatura radiante. Es la medición del calor emitido por la radiación de los elementos del entorno cerrado y se toma a través de un termómetro de bulbo.
La temperatura húmeda. Es la temperatura que mide un termómetro ubicado en la sombra, con su bulbo envuelto con algodón húmedo y ubicado bajo una corriente de aire. A través de este sistema, el agua se evapora y se absorbe el calor, lo que genera una disminución de la temperatura que capta el termómetro respecto a la temperatura del ambiente. Esto da como resultado la medición de la sensación térmica.
Diferencia entre calor y temperatura
A pesar de que el calor y la temperatura son conceptos muy relacionados, no son lo mismo, y se diferencia por:
Su significado. El calor es la energía total del movimiento de las moléculas que se encuentran en la materia. La temperatura es una magnitud de calor, es decir, una medida de esa energía o calor.
Su símbolo. El calor se representa con la “Q” y la temperatura con la letra “T”.
Su efecto. El calor es un efecto físico que aumenta la temperatura. La temperatura es la medición de calor en los cuerpos.
Su transmisión. El calor se transmite de una sustancia a otra y puede propagarse por conducción, convección o radiación. Según el tipo de propagación del calor, será el nivel de temperatura alcanzado.
Su objeto para la medición. El calor se mide con un calorímetro y la temperatura se mide con un termómetro.
Su unidad de medida. El calor se mide en Julios, calorías y kilocalorías. La temperatura se mide en grados Kelvin (k), Celsius (C) o Fahrenheit (F).
Ejemplos de temperatura
Algunos ejemplos de temperaturas son:
La temperatura del motor de un auto que está encendido es de 85° C.
La temperatura del ambiente, que se considera confortable, es entre los 20° a 25° C.
La temperatura del horno encendido para preparar una pizza es de 180° C.
La temperatura del agua para hervir es de 100° C.
La temperatura corporal promedio es de 36,5° C.
La temperatura para alcanzar la solidificación del agua al punto de convertirse en hielo, es menor a 0° C.
La temperatura que es controlada por un “regulador de tensión” ubicado en el interior de un aparato eléctrico, evita que se sobrecaliente o se dañe el equipo.

En el siguiente videoencuentras ejemplos de  conversiones entre los diversos sistemas de medida.


Volumen

14 comentarios:

  1. Profe hay solo sale para ver el vídeo o hay que hacer algo más copiar eso o que hay que hacer kichmu gracias

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    1. Bendecida tarde estudiante.
      La información del blog debe ser leída,visualizada,o escuchada según corresponda de tal manera que sirva de base para la realización de las guías, por consiguiente no es necesario copiarla en el cuaderno, si demanera autónoma deseas realizar un mapa, mentefacto o resumen es valioso para tu proceso de aprendizaje, igual en la sección infórmate encuentras información de manera más puntualy detallada que también te puede servir de soporte.
      Gracias por tu interés.

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    1. Bendecida tarde estudiante.
      La información del blog debe ser leída,visualizada,o escuchada según corresponda de tal manera que sirva de base para la realización de las guías, por consiguiente no es necesario copiarla en el cuaderno, si demanera autónoma deseas realizar un mapa, mentefacto o resumen es valioso para tu proceso de aprendizaje, igual en la sección infórmate encuentras información de manera más puntualy detallada que también te puede servir de soporte.
      Gracias por tu interés.

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    1. Bendecida tarde estudiante.
      La información del blog debe ser leída,visualizada,o escuchada según corresponda de tal manera que sirva de base para la realización de las guías, por consiguiente no es necesario copiarla en el cuaderno, si demanera autónoma deseas realizar un mapa, mentefacto o resumen es valioso para tu proceso de aprendizaje, igual en la sección infórmate encuentras información de manera más puntualy detallada que también te puede servir de soporte.
      Gracias por tu interés.

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  4. Profe toca copiar todo o solo resumen

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  5. Bendecida tarde estudiante.
    La información del blog debe ser leída,visualizada,o escuchada según corresponda de tal manera que sirva de base para la realización de las guías, por consiguiente no es necesario copiarla en el cuaderno, si demanera autónoma deseas realizar un mapa, mentefacto o resumen es valioso para tu proceso de aprendizaje, igual en la sección infórmate encuentras información de manera más puntualy detallada que también te puede servir de soporte.
    Gracias por tu interés.

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  6. Buena Tarde Profe Dios Le Bendiga, Profe Es mirar El Video Y Hacer Un Resumen De Todo Eso??? Gracias

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    1. Bendecida tarde estudiante.
      La información del blog debe ser leída,visualizada,o escuchada según corresponda de tal manera que sirva de base para la realización de las guías, por consiguiente no es necesario copiarla en el cuaderno, si demanera autónoma deseas realizar un mapa, mentefacto o resumen es valioso para tu proceso de aprendizaje, igual en la sección infórmate encuentras información de manera más puntualy detallada que también te puede servir de soporte.
      La intención es que revises la información del blog y la estudies para que puedas resolver la guía.
      Gracias por tu interés.

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  7. Que paena hablo johan perea del curso 801

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  8. Bendecida tarde Johan

    Cómo te ha ido con la guía?

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