Propiedades de la materia. Masa, Volumen y Densidad

Propiedades de la materia: masa, volumen y densidad[pic 1]

Apunte de cátedra - 2015

Instituto de formación docente continua de Bariloche
Enseñanza de las Ciencias Naturales I
Profesor: Marcela Ferreyra y Diego Chertoff

Materia

Materia es todo aquello que existe en la naturaleza y cuya característica fundamental es presentar masa y volumen. Todo lo que existe en el universo es materia.

Masa es la medida de la cantidad de materia. Un cuerpo que no se encuentre bajo la acción de alguna fuerza externa tiene la tendencia a permanecer en reposo (si está quieto), o a continuar en movimiento a velocidad uniforme y en la misma dirección. Esta propiedad se conoce como inercia, y la masa de un cuerpo es proporcional a la inercia del mismo.

        Antiguamente se creía que había una porción de materia, más allá de la cual no podía seguir dividiéndose en porciones menores, y las llamaron “átomos” (hoy se sabe que existen partes de menor masa y tamaño, denominadas partículas fundamentales). Los átomos se organizan según su configuración electrónica en la llamada Tabla periódica de los elementos. Existen 94 elementos (tipos distintos de átomos) en la naturaleza, y se combinan entre sí formando moléculas. Estas se conforman de átomos de uno o más elementos combinadas en proporciones fijas, y poseen propiedades que las caracterizan. Según prevalezcan las fuerzas de atracción o repulsión entre las moléculas de una determinada sustancia, nos encontraremos frente a los distintos estados de la materia: sólido, líquido o gaseoso.

Si lo que nos interesa de determinado sistema material es su forma o aspecto, lo identificamos como una individualidad para su estudio, y nos referimos a el como cuerpo. Un cuerpo puede estar compuesto por varias sustancias. Si nos interesa más la el tipo de materia que lo constituye, el concepto de cuerpo para a ser secundario, reemplazándose por el de sustancia.

Propiedades de la Materia

El aspecto y el comportamiento de los materiales frente a los fenómenos externos como el calor, fuerzas, electricidad, acidez, etc, forman el conjunto de Propiedades de un material.

La materia tiene propiedades generales y particulares, a continuación detallares las más importantes.

Propiedades Generales

        También son llamadas propiedades extrínsecas o extensivas. 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).
• Volumen: Es el lugar que ocupa (extensión) 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.
• Divisibilidad: La materia se puede fraccionar en partes cada vez más pequeño por diferentes medios.
• Atracción: Es la propiedad por la cual dos cuerpos o partículas o moléculas o átomos tienden a acercarse.

Propiedades Específicas

También se las llama propiedades intrínsecas, particulares o intensivas. Son aquellas que no dependen de la cantidad de materia, y son características del tipo de sustancia. Algunas sirven para distinguir unas sustancias de otras. La naftalina se reconoce por su color blanco y su olor característico. El azúcar, por su color blanco y su sabor dulce. El agua tiene como propiedades específicas el hervir a los 100° C, y un peso específico de un gramo por cada centímetro cúbico de volumen. El alcohol se distingue por su olor, su punto de ebullición que es de 72° C y su peso específico que es menor al del agua.

Las propiedades características permiten diferenciar a unas sustancias de otras. En muchos casos se necesitan aparatos para su medida: termómetros, viscosímetros, densímetros, espectrógrafos...

Las propiedades organolépticas son aquellas propiedades características que pueden medirse con los sentidos y no requieren de aparatos de medida. Así, la leche y el aceite se distinguen por su color o los refrescos de cola se pueden diferenciar por su sabor. Las propiedades organolépticas más empleadas son el color, el olor y el sabor.

Otras propiedades importantes son:

• Brillo: Propiedad por la cual un cuerpo refleja la luz.
• 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".
• Ductibilidad: Es la propiedad característica de los metales, de poder ser transformados hasta alambres o hilo mediante la tracción. Esta propiedad disminuye con el aumento de temperatura. El material más dúctil es el oro.
• 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". Ejemplo: la goma.
• Maleabilidad: Propiedad por la cual los metales se pueden transformar hasta láminas.
• Punto de Ebullición: Es la temperatura a la que se produce la ebullición de determinada sustancia. A nivel microscópico ocurre que casi todas las partículas tienen energía suficiente para escapar del líquido y liberarse en forma de gas.
• Punto de fusión: Llamamos punto de fusión de una sustancia a la temperatura a la que se produce su fusión. Es una propiedad física característica de cada sustancia. Mientras el sólido cambia de estado sólido a estado líquido, la temperatura se mantiene constante.
• Resistencia mecánica:Es la propiedad de ciertos materiales para soportar grandes esfuerzos. Se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo. Dichos materiales se emplean para elaborar estructuras que deban soportar mucho peso (puentes, rascacielos,...).
• Tenacidad: Es la oposición que presenta un cuerpo sólido al fraccionamiento (rotura). Se define según la energía total que puede absorber un material antes de alcanzar la rotura, por acumulación de dislocaciones.
• Viscosidad: Es la resistencia que presenta los fluidos en su desplazamiento. Esta dificultad disminuye al aumentar la temperatura.
• Densidad: Mide, en cierto modo, lo concentrada que esta la masa de un cuerpo. La densidad de una sustancia está relacionada con su flotabilidad (una sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor). Por ejemplo, el plomo tiene la densidad mayor que la madera.

Medición de la materia

Podríamos necesitar medir algún aspecto de un cuerpo para su caracterización, estudio o utilización adecuada, para lo cual necesitaríamos saber cuánta materia tiene un cuerpo, o su tamaño. Se llaman magnitudes a aquellas propiedades que pueden medirse y expresarse en números. Son magnitudes la longitud, área, masa, volumen, densidad, etc.

La masa

La masa de un cuerpo se mide mediante una propiedad relacionada con la misma que se llama peso. El peso es una fuerza con dirección hacia abajo que depende de la masa, y se mide con balanza. El peso se diferencia de la masa, por ser la primera una fuerza, la cual tiene tiene dirección y sentido. El peso depende de la atracción gravitatoria del planeta, y puede variar ligeramente según la altura o la ubicación geográfica donde se encuentre. También cambia el peso de un cuerpo en diferentes planetas, por ser distinta la masa que ejerce la atracción. En cambio, la masa es invariable.[pic 2]

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