Temperatura segun la teoria molecular


Resumen Tema 2  Física y Química: Los Sistemas Materiales

  • Propiedades de los sistemas materiales

Materia: Todo aquello que ocupa espacio y tiene masa.

Sistema material:
Porción de materia se considera de forma aislada para su estudio.

Sustancia: Tipo concreto de materia.

Propiedades de sistemas materiales son:

.  Propiedades generales:

Masa y volumen

Todos sistemas las poseen. No aportan información sobre tipo de sustancia que constituye sistema.

. Propiedades específicas: Dependen de clase de sustancia que constituye sistema. Color, brillo, dureza, conductividad térmica y eléctrica, densidad temperatura de fusión.

  • Masa y volumen

Masa: Propiedad de sistemas materiales que mide cantidad de materia que poseen.  Sis.mat:

  • Masa no depende de forma ni grado de división
  •  Sistema material es cerrado  cuando masa permanece constante

Unidad de masa en SI es kilogramo (kg). Para medir masa se utiliza balanza

Volumen: Nos informa de cantidad de espacio que ocupa. En sistemas materiales:

  • No depende de forma ni grado de división
  • Puede depender de presión y temperatura.

Unidad de volumen en SI es metro cúbico (m^3), representa volumen de cubo de 1m de lado.

Medida de volúmenes de líquidos, sólidos y gases

. Volumen de líquido se mide en recipientes graduados o aforados (se echa dentro)

. Volumen de sólido se obtiene sumergiéndolo en un líquido y midiendo vol. Desplazado.

. Volumen de gas se puede medir recogiéndolo sobre agua (otro) y midiendo vol. Desplazado.

  • Densidad de los cuerpos

Cociente entre masa y volumen dato característico de cada tipo de sustancia. Densidad.

Densidad de sustancia es masa que corresponde a un volumen unidad de la misma

 d=m/V. SI densidad se mide en kg/m^3 o g/cm^3

  • Estados de agregación de los sistemas materiales

Cuando sistema material cambia de estado masa permanece constante, volumen cambia.

Sólidos:

  • Volumen fijo
  • Forma fija
  • No se pueden comprimir
  • No fluyen por sí mismo
  • Cristales si partículas ordenadas, si no amorfo.

Líquido:

  • Volumen fijo
  • No forma fija
  • Poco compresibles
  • Difunden o fluyen por sí mismos

Gases:

  • Ocupan todo el volumen del recipiente
  • No forma fija
  • Fáciles compresibles
  • Difunden y se mezclan con otros gases

Condiciones de presión y temperatura determinan que sistema material adopte uno u otro estado de agregación.

  • La teoría cinético-molecular

 Teoría cinético-molecular:

. Todos los gases constituidos por gran número de partículas que no se pueden ver con microscopio

. Partículas ocupan volumen muy pequeño. Entre ellas no hay nada, espacio vacío.

. Partículas en continuo movimiento caótico, chocan entre sí y contra paredes del recipiente.

. Movimiento determinado por dos tipos de fuerza: unas atractivas y otras repulsivas.

Sólidos:

  • Partículas muy próximas, hay huecos entre ellas
  •  Fuerzas las mantienen unidas en posiciones fijas. Vibran en torno a posiciones.

Líquidos:

  • Se mantienen a distancias similares a sólidos.
  • Unidas por fuerzas más débiles que sólidos. Esto permite y justifica fluidez.

Gases:

  • Partículas muy alejadas unas de otras
  • Fuerzas de atracción muy débiles y están muy separadas. Se mueven en todas direcciones  y chocan con las paredes del recipiente.
  • Cambios de estado

Se puede modificar valor de fuerzas variando temperatura o presión.

Cambios de estados:

. Fusión: Paso de sustancia de sólido a líquido

. Solidificación: de líquido a sólido

. Vaporización: De líquido a gaseoso. Dos formas:

  • Evaporación: Vaporización lenta ocurre solo en superficie libre de líquidos y a cualquier temperatura.
  • Ebullición: Vaporización tumultuosa se realiza en toda masa del líquido. Para presión determinada cada líquido tiene temperatura de ebullición característica.

. Condensación (licuación): De gaseoso a líquido. Se realiza desprendiendo calor.

. Sublimación: Paso directo de sólido a gaseoso. De gaseoso a sólido sublimación regresiva.

7. Las temperaturas de fusión y ebullición

Temperaturas de fusión y ebullición son propiedades características.

Temperatura de fusión: A la que funde una sustancia, igual a temperatura de solidificación.

Temperatura de ebullición: A la que hierve sustancia a presión atmosférica. Igual a temperatura de condensación.

Calor latente

Mientras duran cambios de estado temperatura constante. Energía absorbida o desprendida durante cambio se denomina calor latente de cambio de estado. Caso del agua:

. Convertir  1 g de hielo a 0 ºC en agua, necesario aportar 334,4 J de energía, calor latente de fusión del agua.

. Convertir 1 g de agua a 100ºC necesario aportar 2257 J de energía, calor latente de vaporización del agua.

Cada sustancia tiene sus propios calores latentes.

  • Interpretación cinética de la temperatura, la presión y cambios de estados.

Teoría cinética y temperatura

En recipiente partículas se mueven en línea recta hasta que chocan con partículas o con paredes del recipiente, movimiento zig-zag, movimiento térmico.

Si se da energía aumenta velocidad media de partículas, energía cinética.

Temperatura de sistema material proporcional a energía cinética de partículas.


Teoría  cinética y presión

Presión que ejerce gas es consecuencia de choques de partículas contra paredes recipiente.

  • Si disminuye volumen a temperatura contante, frecuencia choques mayor, presión aumenta.
  • Si aumenta la temperatura a volumen constante, aumenta energía cinética media de partículas. Intensidad de choques y frecuencia mayor, presión aumenta.

Los cambios de estado según la teoría cinética

.  Efectos de la temperatura: En sólidos cuando aumenta temperatura aumenta vibración de partículas y estructura pierde fortaleza y rigidez. Líquidos al aumentar temperatura y vibración de partículas, estas alejarse con más facilidad de partículas vecinas.

Fusión: “  “ Llegan a vencer fuerzas de cohesión. Red cristalina se desmorona, pasa a líquido.

Vaporización: Al calentar líquido, partículas adquieren energía suficiente para abandonar superficie, pasando a estado gaseoso.

. Efecto de la presión: Aumento de presión sobre sistema material aumenta acercamiento entre partículas, aumentan fuerzas de cohesión.

Al aumentar temperatura de sistema, aumenta energía cinética media de partículas y movilidad, con lo que favorece cambios de estado progresivos.

Sólido -> Líquido-> Gas

Al aumentar la presión, aumentan fuerzas de cohesión y se favorecen los cambios regresivos:

Gas-> Líquido -> sólido

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