Propiedades de la materia
Existen propiedades que permiten conocer y diferenciar una sustancia de otra, las cuales se pueden clasificar en propiedades químicas y propiedades físicas.
Las propiedades químicas de las sustancias son aquellas que ponen de manifiesto cuando se transforma en otras, Por ejemplo la capacidad de combustión es una de ellas.
Las propiedades físicas pueden ser específicas o extensivas:
Propiedades específicas
1. Las propiedades organolépticas , donde se identifican las sustancias utilizando los sentidos , tal como el color, olor, sabor, solubilidad , brillo, transparencia , dureza.
2. Las propiedades intensivas que no depende de la cantidad de sustancias analizada, por ejemplo, densidad, punto de fusión, punto de ebullición, conductividad eléctrica y conductibilidad del calor.
Propiedades extensivas
Estas dependen de la cantidad de sustancia analizada por ejemplo, volumen, peso, masa, tamaño.
Para medir estas propiedades se emplean magnitudes como: longitud, volumen, masa, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia (n) y otros.
Unidades básicas en el sistema internacional, SI
Cantidad
Unidad
Símbolo
Longitud
Metro
m
Masa
Kilogramo
Kg
Tiempo
Segundo
s
Corriente eléctrica
Amperio
A
Temperatura
Kelvin
K
Cantidad de sustancia
mol
Intensidad luminosa
candela
cd
Otras magnitudes se pueden obtener de las unidades básicas por multiplicación o división de una o más unidades.
Volumen: Para calcular el volumen hay que elevar la longitud al cubo ( I3 ) , largo, ancho , alto = I3 ; por lo tanto la unidad de volumen es igual al metro cúbico ( m3 ). Como el metro cúbico es una unidad demasiado grande , en su lugar se emplea el decímetro cúbico ( dm3 ), el centímetro cúbico ( cm3 ); la unidad de volumen mas común en química es el litro ( l).
1 litro = 1000 cm3 = 1.000.000 mm3
1 metro cúbico = 1.000 litros.
1 metro cúbico = 1.000 dm3
Ejemplo:
Convertir 10 m3 a cm3
Sabemos que 1m3=1.000 Litros. Aplico una regla de tres simple para hallar cuantos litros equivalen a 10 m3.
Entonces: 10 m3=10.000 Litros. Sabemos que 1 Litro = 1.000 cm3
Realizamos una regla de tres simple para hallar cuantos cm3 equivalen 10.000 Litros, lo que es igual a 10 m3.
Entonces: 10.000 Litros = 10.000.000 cm3. Como 10 m3= 10.000 Litros, entonces 10 m3= 10.000.000 cm3
Densidad: Es la masa de una sustancia por unidad de volumen. Se calcula dividiendo la masa por su volumen. Se expresa en g/ cm3 para sólidos y líquidos y en g/ml para gases.
Densidad = masa por unidad de volumen
D= masa de la sustancia / Volumen de la sustancia
Por lo tanto :
D = m/v
La temperatura y su medición
La temperatura es la magnitud que contempla el contenido calórico de un cuerpo; depende del promedio de la vibración de las moléculas.
Para medir la temperatura se usan varias escalas: Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Ranking, las mas utilizada es la escala Celsius llamadas también centígrados (ºC).
CELSIUS (°C)
En esta escala, al punto de solidificación del agua se le asigna un valor de cero grados, y al punto de ebullición un valor de 100 grados a 1 atmósfera de presión. El espacio en estos valores se divide en 100 partes iguales, correspondiendo cada una de estas divisiones a 1° C; los espacios por encima de 100 y por debajo de 0 están divididos en unidades del mismo valor.
KELVIN (ºK)
El punto de solidificación del agua se le asigna un valor de 273° k y al de ebullición 373° k, entre estos dos valores se hacen 100 divisiones equivalentes a 1°k. Esta escala también se denomina escala absoluta por que no tiene valores negativos de temperatura.
Las escalas kelvin y celsius difieren unicamente en la elección de punto cero. se toma como cero en la escala absoluta de kelvin el cero absoluto de temperatura equivalente a - 273° c.
0 ºK= - 273 ºC
Temperatura Kelvin = 273 + temperatura Celsius
ºK = 273 + ºC
FAHRENHEIT (ºF)
En la escala Fahrenheit, el punto de congelación del agua es de 32 grados, y el de ebullición es de 212 grados; el espacio entre estos valores se divide en 180 partes, cada uno de los cuales corresponde a 1º F.
Como el espacio comprendido entre el punto de ebullición y el punto de congelación del agua esta dividido en 100 intervalos en la escala Celsius y 180 en la escala Fahrenheit, es logico que 100 intervalos Celsius equivalen a 180 intervalos Fahrenheit, o sea que:
100 ºC = 180 ºF
Ahora bien, el punto de congelación del agua es 0º en la escala Celsius y 32º en la Fahrenheit, o sea:
0 ºC = 32 ºF
Por lo tanto:
Temperatura Fahrenheit = 9/5 (Temperatura Celsius) + 32
ºF = (9/5) ºC + 32
Temperatura Celsius = 5/9 (temperatura Fahrenheit – 32)
ºC = 5/9 (ºF – 32)
RANKINE (ºR)
Se denomina Rankine a la escala de temperatura que se define midiendo en grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos.
El grado Rankine tiene su punto de cero absoluto a −459,67°F y los intervalos de grado son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit. La relación entre la temperatura en grados Rankine (°R) y la temperatura correspondiente en grados (°F) Fahrenheit es:
ºR = ºF + 459.67
ºF = ºR - 459.67
Cero grados Rankine (0 °R) equivalen a −273,15 °C ó 0 K. Para convertir de grados Rankine a Kelvin se multiplica por un factor de 9/5:
ºR = (9/5) ºK
ºK = (5/9) ºR
ºR = (9/5) ºC + 491.67
ºC = 5/9 (ºR - 491.67)
PROBLEMAS RESUELTOS
Convertir 30 °C y -6 °C en grado Kelvin
Temperatura Kelvin = temperatura centígrada + 273
· 30 °C a °K
°K = 30 + 273 = 303 °K
· -6 °C a °K
°K = -6 + 273 = 267 °K
Convertir 40 °K y 450 °K a grados centígrados
· 40°K a °C
°C= 40-273 = -233 °C
· 450 °K a °C
°C = 450 -273 = 177 °C
Expresar -66 °F en grado Rankine y grados Kelvin
Temperaturas Rankie: temperatura Fahrenheit + 460
· -66 °F a °R
°R= -66 + 460 = 394 °R
Temperatura Kelvin = 5/9 x Temperatura Rankine
· 394 °R a °K
°K= 5/9 × 394 °R = 219 °K
Pregunta: Convertir 100 °F a °C: