Propiedades Físicas de la materia

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Autor: Redacci√≥n ejemplosde.com, a√Īo 2020

La materia, que es todo lo que ocupa un lugar en el espacio, está afectada por leyes físicas al pertenecer a este universo. Es por tanto que contará con características o propiedades que le van a configurar como una realidad física. A estas se les llama Propiedades físicas, y según estas va a ser la interacción que nosotros tengamos con la materia.

Las principales propiedades físicas de la materia son:

  1. El estado físico
  2. Dimensiones
  3. Masa
  4. Peso
  5. Volumen
  6. Densidad
  7. Temperatura
  8. Presión
  9. Calor específico
  10. Punto de fusión
  11. Punto de ebullición
  12. Conductividad térmica
  13. Conductividad eléctrica

Estado físico

El estado físico está determinado por lo atraídas o juntas que están las partículas de la materia, y también por el comportamiento de estas. Además de otros creados en laboratorio, se conocen cuatro estados físicos:

  • Gaseoso: sus partículas están muy dispersas, incapaces de reunirse entre sí por cuenta propia. Llenan por completo el recipiente que les contiene.
  • Líquido: sus partículas se encuentran reunidas, tomando la forma del recipiente que las contiene en reposo, y al desplazarse lo hacen por capas.
  • Sólido: sus partículas están muy juntas, formando una estructura compacta. Tiene un volumen propio y con una forma definida.
  • Plasma: son partículas gaseosas que se han separado de algunos electrones, por lo que llevan cargas positivas o negativas; son cationes y aniones, respectivamente. Si el gas está más caliente, más rápido se mueven estas partículas y es más fácil que se desprendan electrones y surja el plasma.

Dimensiones

Las dimensiones son las magnitudes que describen a la materia como algo existente en el espacio. Son la longitud, la anchura y la profundidad: las tres distancias abarcadas por la materia. En el sistema internacional de unidades, se miden en metros (m).

  • Profundidad: es la distancia vertical desde su parte superior hasta la parte inferior. Sólo aplica para los estados sólido y líquido. Los gases no tienen profundidad porque no tienen una forma definida.
  • Longitud: es la mayor distancia horizontal en la que se extiende la materia.
  • Anchura: es la menor distancia horizontal, y junto a la longitud, forma un área con la que un cuerpo da cara al aire.

En el estado sólido, si el cuerpo es grande, las dimensiones se pueden conocer simplemente haciendo medición de ellas. Cuando se quieren conocer las dimensiones de la materia en el estado líquido y el estado sólido (polvo, partículas pequeñas), es indispensable que estén contenidos en un recipiente cuyas medidas son conocidas.

Propiedades físicas de la materia en estado sólido

Masa

La masa (m) es la cantidad de materia que se encuentra reunida, y sobre la cual actuarán las leyes físicas. Al cúmulo de materia se le llama cuerpo, y se le considera como una unidad con sus propiedades específicas. En el sistema internacional de unidades, se mide en kilogramos (Kg).

Peso

El peso (W) es la fuerza ejercida por la cantidad de materia de un cuerpo. Se trata de la masa afectada por la aceleración de la gravedad. Se calcula con la segunda ley de Newton: W = m * g. En el sistema internacional de unidades, se mide en Newton (N).

Volumen

El volumen (V) es el espacio tridimensional abarcado por la materia. En un cuerpo cúbico, es el resultado de multiplicar las dimensiones longitud, anchura y profundidad. Si el cuerpo tiene forma irregular, se puede recurrir al principio de Arquímedes del desplazamiento: ρV = ρV, o a la fórmula establecida para su geometría. En el sistema internacional, se mide en metros cúbicos (m3).

El estado sólido de la materia ocupa un volumen definido por sus dimensiones fácilmente observables. El estado líquido abarca un volumen definido en el recipiente que lo contiene. El estado gaseoso de la materia se expande hasta abarcar todo el volumen del recipiente.

Densidad

La densidad (ρ) es la masa contenida en cada unidad de volumen de la materia. Resulta de la relación de la masa entre el volumen: ρ = m / V. En el sistema internacional de unidades, se mide en kilogramos cada metro cúbico (kg/m3). Las densidades de los estados físicos son muy diferentes entre sí:

  • El estado gaseoso es el menos denso, ya que sus partículas no se mantienen juntas a menos que se les agregue un estímulo externo.
  • El estado líquido tiene una densidad determinada por su estructura molecular; el agua es una de las sustancias líquidas más densas que existen.
  • El estado sólido es el estado más denso, ya que sus átomos o moléculas se encuentran ordenadas en arreglos geométricos que los vuelven más compactos.

Densidad en el estado líquido

Temperatura

La temperatura (T) es la medida de la energía cinética promedio de la materia. Específicamente, de las partículas que la componen. Es medida con instrumentos como los termómetros, los termopares, los pirómetros. En el sistema internacional de unidades, se mide en grados Celsius o centígrados (°C) y en grados Kelvin (K).

Presión

La presión (P) es,  por definición, la fuerza ejercida sobre un área. Para definirla en los diferentes estados de la materia, se recurre a diferentes métodos.

  • Para el estado sólido, se calcula con P = F/A, usando como fuerza (F) el peso del sólido y como área (A) la que el mismo ocupa en la superficie sobre la que esté reposando.
  • Para el estado líquido, se calcula la llamada presión hidrostática PH, que es la que ejerce el líquido como columna, en el recipiente que lo contiene. Depende de la densidad del líquido, la aceleración de la gravedad y de la altura o profundidad que abarca. Se calcula con PH = ρ*g*h.
  • Para el estado gaseoso, se emplean generalmente las ecuaciones de las Leyes de los gases. O por otro lado, si no se requiere tanta precisión, se puede utilizar la ecuación de gas ideal P*V = n*R*T.

En el sistema internacional de unidades, la presión se mide en muchas unidades:

  • Newton sobre metro cuadrado (N/m2) o Pascal (Pa)
  • Milímetros de mercurio (mmHg)
  • Atmósferas (atm)
  • Bar (bar)

Punto de fusión

El punto de fusión (p. f.) es la temperatura a la que la materia en estado sólido se transforma al estado líquido. Esto se debe a que las partículas que constituyen el sólido se van desordenando y agitando más, hasta que se llegan a fluir. Se mite en unidades de temperatura (°C, K).

Punto de ebullición

El punto de ebullición (p. eb.) es la temperatura a la que la materia en estado líquido está tan caliente que comienza a transformarse en vapor. Las partículas llegan a tal agitación que comienzan a escapar del estado líquido, en forma de vapor. Se mide en unidades de temperatura (°C, K).

Punto de ebullición del agua a 100°C

Conductividad térmica

La conductividad térmica (λ) es la capacidad de la materia de transferir energía calorífica de un punto a otro, a través de ella. Los metales son los mejores conductores del calor, por lo que se usan para fabricar recipientes para cocinar. Se mide en Watts cada metro-Kelvin (W / m*K).

Conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica (k) es la capacidad de la materia de transferir energía eléctrica de un punto a otro, a través de sí misma. Los metales son los mejores conductores eléctricos, por lo que se usan para construir las líneas de alta tensión. Se mide en Siemens cada metro (S/m).

Dureza

La dureza es la capacidad de un sólido de resistir los impactos o golpes sin rayarse. El diamante (forma alotrópica del carbono formada a alta presión) y el carburo de tungsteno (WC) son de los materiales más duros que existen. El último se usa para crear puntas para tornos.

Maleabilidad

La maleabilidad es la propiedad de la materia sólida de moldearse para tomar otras formas. Gracias a esta propiedad, existe la forja de las espadas y otros objetos metálicos, que se golpean repetidamente al rojo vivo.

Ductilidad

La ductilidad es la propiedad de la materia sólida que le permite transformarse en cables. Es el caso de metales como el aluminio y el cobre. Esta propiedad se complementa con la conductividad eléctrica para proveer a las ciudades de alumbrado público.

Solubilidad

La solubilidad es la propiedad que permite a un tipo de materia mezclarse con otra para crear una mezcla homogénea. Es el caso de sólidos con agua, otros líquidos con agua, gases en agua.

Miscibilidad

La miscibilidad es la capacidad de las sustancias de mezclarse, es decir, de involucrarse entre sí para crear una combinación de ambas y estar juntas en un recipiente. Las mezclas que se logran se llaman soluciones.

Dilatación

La dilatación es una propiedad de los sólidos. En específico, de los metales. Cuando su temperatura aumenta, sus partículas tienden a extenderse milimétricamente. La magnitud que nos dice cuánto se puede dilatar un metal se llama coeficiente de dilatación lineal.

Ejemplos de propiedades físicas de la materia

  1. Estado físico
  2. Longitud
  3. Anchura
  4. Profundidad
  5. Masa
  6. Peso
  7. Volumen
  8. Densidad
  9. Temperatura
  10. Presión
  11. Punto de fusión
  12. Punto de ebullición
  13. Conductividad térmica
  14. Conductividad eléctrica
  15. Dureza
  16. Maleabilidad
  17. Ductilidad
  18. Solubilidad
  19. Miscibilidad
  20. Dilatación

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Citado APA: (A. 2018,08. Propiedades Físicas de la materia. Revista ejemplosde.com. Obtenido 08, 2018, de https://www.ejemplosde.com/37-fisica/1985-propiedades_fisicas_de_la_materia.html)

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