lunes, 30 de noviembre de 2009

Act. 12 El cambio, las interacciones y los materiales

Estados de agregación.
Observa con atención las imágenes.

¿Cuántas cosas distintas puedes ver? ¿Descríbelas?
¿Qué características observas en las imágenes?
¿Qué tienen en común todas ellas?
¿Qué las hace diferentes una de otra?
¿Cómo puedes definir la materia?
¿Qué sucede con los sólidos, líquidos y los gases cuando varía su temperatura y la presión ejercida sobre ellos?
¿Es posible cambiar algunas formas de la materia, cómo?

El cambio, las interacciones y los materiales.
La materia del universo se encuentra sometida bajo unas condiciones naturales. Según la temperatura, presión o volumen a la que se vea sometida podemos encontrar dicha materia en diversos estados de agregación. Toda materia está constituida a partir de átomos y moléculas. Estas partículas poseen energía por lo que se encuentran en movimiento continuo. Esa energía cinética la percibimos como temperatura. Mientras más energía posea la materia mayor será el movimiento molecular y a su vez mayor temperatura percibiremos.
Los cambios de estado se producen debido a la transformación energética.
El primer estado de la materia es el sólido. Se forma cuando la fuerza de atracción (cohesión) de las moléculas es mayor que las de repulsión (expansión). Las moléculas se quedan fijas y el movimiento energético se queda limitado a vibración despreciable. A medida de que la temperatura aumente, la vibración será mayor.
El siguiente estado es el líquido. La materia se forma en este estado cuando la temperatura rompe la fijación de las moléculas en estado sólido. Aunque las moléculas pueden moverse se mantienen cerca cómo en la estructura sólida. Los líquidos poseen una forma indefinida ya que pueden adecuarse a su contenedor, pero tienen su volumen definido. Esto no ocurre con el tercer estado de agregación, el gaseoso. La materia en estado gaseoso podemos comprimirla modificando su densidad. El movimiento de las moléculas es mayor que el de atracción entre ellas, por lo que se mueven a cualquier dirección ocupando todo el espacio disponible. Estos tres estados son los más básicos y los que normalmente podemos encontrar en nuestro planeta
Un cuarto estado Los plasmas son gases calientes e ionizados. Los plasmas se forman bajo condiciones de extremadamente alta energía, tan alta, en realidad, que las moléculas se separan violentamente y sólo existen átomos sueltos. Más sorprendente aún, los plasmas tienen tanta energía que los electrones exteriores son violentamente separados de los átomos individuales, formando así un gas de iones altamente cargados y energéticos. Debido a que los átomos en los plasma existen como iones cargados, los plasmas se comportan de manera diferente que los gases y forman el cuarto estado de la materia. Los plasmas pueden ser percibidos simplemente al mirar para arriba; las condiciones de alta energía que existen en las estrellas, tales como el sol, empujan a los átomos individuales al estado de plasma.
Como hemos visto, el aumento de energía lleva a mayor movimiento molecular. A la inversa, la energía que disminuye lleva a menor movimiento molecular. Como resultado, una predicción de la Teoría Kinética Molecular es que si se disminuye la energía (medida como temperatura) de una sustancia, llegaremos a un punto en que todo el movimiento molecular se detiene. La temperatura en la cual el movimiento molecular se detiene se llama cero absoluto y se calcula que es de -273.15 grados Celsius.
Los Condensados Bose-Einstein representan un quinto estado de la materia visto por primera vez en 1955. El estado lleva el nombre de Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, quien predijo su existencia hacia 1920. Los condensados B-E son superfluídos gaseosos enfríados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto. En este extraño estado, todos los átomos de los condensados alcanzan el mismo estado mecánico-quantum y pueden fluir sin tener ninguna fricción entre sí. Aún más extraño es que los condensados B-E pueden “atrapar” luz, para después soltarla cuando el estado se rompe.
También han sido descritos o vistos varios otros estados de la materia menos comunes. Algunos de estos estados incluyen cristales líquidos, condensados fermiónicos, superfluídos, supersólidos y el correctamente denominado "extraña materia.
La transformación de un estado de la materia a otro se denomina transición de fase. Las transiciones de fase (cambios de estado) más comunes tienen hasta nombre. Por ejemplo, los términos derretir (fusión) y congelar (solidificación) describen transiciones de fase entre un estado sólido y líquido y los términos evaporación y condensación describen transiciones entre el estado líquido y gaseoso. Las transiciones de fase ocurren en momentos muy precisos, cuando la energía (medida en temperatura) de una sustancia de un estado, excede la energía permitida en ese estado. El agua fría para beber puede estar alrededor de 4ºC. (donde alcanza su máxima densidad) a 100ºC en condiciones normales, el agua empezará una transición de fase y pasará a un estado gaseoso. Por consiguiente, no importa cuán alta es la llama de la cocina, el agua hirviendo en una cacerola se mantendrá a 100ºC hasta que toda el agua haya experimentado la transición al estado gaseoso.

Estados de la materia.


ACTIVIDAD:
Para demostrar la presencia física del aire necesitas una balanza. En cada uno de sus platos coloca un globo inflado con la misma cantidad de aire.
En lugar de hacerles un nudo, sujétalos con una pinza de las que se usan para colgar la ropa a fin de controlar la salida de aire. Cuando estén en equilibrio ambos platos, suelta un poco de aire de uno de los globos. ¿Se mantiene el equilibrio? ¿A qué se bebe?
Si no tienes una balanza puedes construir una sencilla con un gancho de ropa, para ello coloca en cada extremo un cordel de donde amarres los globos.
Otra forma de reconocer la presencia de física del aire puede ser la siguiente:
Coloca sobre una báscula un globo desinflado y anota su peso.
Ahora infla el globo, anúdalo y repite la operación de pesarlo.
¿Cuánto pesa el globo desinflado?
¿Cuánto pesa el globo inflado?
¿La segunda cantidad corresponde al peso del aire más el peso del globo?
Si solo metes una bocanada de aire al globo, pésala y divídela entre la fuerza de gravedad que es igual a 9.81m/s2; el resultado que obtengas es la masa de aire que cabe en tus pulmones. Contesta:
¿Cuánta masa de aire cabe en tus pulmones?
Compara tus resultados con tus compañeros, si dos o mas resultados son iguales, ¿Qué concluyes respecto al tamaño de los pulmones o capacidad pulmonar de tus amigos?

2 comentarios:

  1. Hola Asesora Olivia y compañero Juan, le felicito por su gran labor en su planeación en este tema, y tiene gran información, pero donde no estoy de acuerdo es que menciona que el agua tiene que hervir (ebullir) a los 100*C, pues el estado de ebullición lo determina la presión: puede ser la de una olla a presión, y la principal la atmsférica, en un lugar alto los "frijoles" aunque el agua hierva no se cuecen debido a que es muy baja la temperatura y la presión es menor.
    También quiero agregar que el agua se puede encontar en sus 3 estados simultáneamente en un recipiente cerrado y a presión de 1 atm., a 4.6*C.
    En el otro punto del que habla de estados raros de la materia dijo algo sobre cristales líquidos, y ahí le comento algo que tenemos a diario y no nos asombra y sin embargo es un líquido que todos creemos que es un sólido: el vidrio, cuando lo cortas con tijeras bajo el agua se comporta como líquido y si lo intentas fuera se quiebra pues está en otro medio. Estamos en contacto.

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  2. Buen día compañero, te felicito por cómo has abordado el tema, los videos son excelentes, en lo personal me encanta el primero.
    Definitivamente, gracias a personas como tú o Víctor, estoy aprendiendo en sobre manera, sabes que no sabía lo que comentas al final o lo que te comenta Víctor sobre el vidrio, que cosa, hoy confirmo que urge me ponga a investigar porque estoy muy empolvada.
    Que tengas un hermoso día, saludos.

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