Estados de la Materia
"Se denomina materia a la sustancia que forma todos los cuerpos del Universo”
Sus propiedades esenciales son la extensión y la impenetrabilidad. Se define también como la característica común de todo sistema inercial, es decir, provisto de masa. Otra propiedad de la materia es la divisibilidad.
Se considera al átomo como límite de la divisibilidad, pero tras el desarrollo de la física, no sólo se ha comprobado la complejidad del átomo, sino que se ha logrado descubrir y aislar partículas subatómicas o elementales.
Cuando se modifican las condiciones de temperatura, presión o volumen de cualquier cuerpo o sustancia, se cambia su estado, o situación, en cuanto a sus propiedades.
Los cambios de estado se producen por fusión, evaporación, solidificación y sublimación, a condiciones de presión y temperatura determinadas para cada elemento o compuesto químico.
En relación con los cambios que influyen en su condición, la materia puede presentarse de distintas maneras, de acuerdo a la forma de agruparse sus moléculas o conjuntos de átomos.
Las distintas formas en que éstos se agrupan se conocen como estados de agregación de la materia. Hasta el momento hay por lo menos seis estados de agregación de la materia. Estos son:
§ Sólido
§ Líquido
§ Gaseoso
§ Plasma
Generalidades Sobre los Estados de la Materia
El estado sólido tiene forma constante, volumen constante y definido al igual que su masa. Tienen fuertes fuerzas de atracción molecular.
El estado líquido, posee volumen constante, masa constante y adopta o toma la forma del recipiente que lo contenga. Sus fuerzas intramoleculares o cohesión no son tan fuertes como en los sólidos.
El estado gaseoso posee masa constante mas no volumen (dependen de la presión y temperatura) ni forma que depende del recipiente donde este contenido., sus fuerzas intermoleculares son nulas.
Plasmas
En física y química, se denomina plasma al cuarto estado de agregación de la materia, un estado fluido similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están cargadas eléctricamente y no poseen equilibrio electromagnético, por eso es un buen conductor eléctrico y sus partículas responden fuertemente a las interacciones electromagnéticas de largo alcance.El plasma presenta características propias que no se dan en los sólidos, líquidos o gases, por lo que es considerado otro estado de agregación de la materia. Como el gas, el plasma no tiene una forma definida o un volumen definido, a no ser que esté encerrado en un contenedor; pero a diferencia del gas en el que no existen efectos colectivos importantes, el plasma bajo la influencia de un campo magnético puede formar estructuras como filamentos, rayos y capas dobles
Trabajo
En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo. El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra W (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.
Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía, nunca se refiere a él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW.
Matemáticamente se expresa como:
W = F . d = Fd cos a
Donde F es el módulo de la fuerza, d es el desplazamiento y a es el ángulo que forman entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento.
Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.
Potenciación
Cantidad de trabajo efectuado por una unidad de tiempo.
Si W es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de tiempo de duración Δt, la potencia media durante ese intervalo está dada por la relación:
P = < P > = w/ Δt
La potencia instantánea es el valor límite de la potencia media cuando el intervalo de tiempo Δt se aproxima a cero:
P ( t ) = lim / Δt > 0 w/ Δt = lim Δt > 0 F ( Δ r / Δt ) = F. V
Donde
· P es la potencia,
· W es el trabajo,
· t es el tiempo.
· r es el vector de posición.
· F es la fuerza.
· v es la velocidad.
La energía
Capacidad de un cuerpo o sistema para realizar un trabajo. La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza. La enetgía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo. La energía está presente tambien en los cambios químicos. La energia es una magnitud cuya unidad de medida es el S.I es el julio o joule. ( J ) .
La energía es la capacidad de los cuerpos o conjunto de éstos para efectuar un trabajo. Todo cuerpo material que pasa de un estado a otro produce fenómenos físicos que no son otra cosa que manifestaciones de alguna transformación de la energía.