Presentación referente a las Interacciones de la materia del Módulo d eFísica del Curso "Todos a la Prepa"

1. FÍSICA
INTERACCIONES DE LA MATERIA
(Un modelo para describir lo
que no percibimos)

2. • Comprender la forma como
interactúan las fuerzas internas de la
materia y los efectos que éstas tienen
en las cosas que percibimos con
nuestros sentidos
Sólido Líquido Gas

3. • Los diferentes conceptos que se presentan
• Masa, Volumen y Densidad
• Los estados de agregación de la materia
y sus cambios
• Calor y sus formas de propagación
• Temperatura y sus escalas
• Presión y sus principios (Arquímedes y
Pascal)
• Los ejercicios presentados

4. • Masa: Es la cantidad de materia
contenida en un cuerpo
• Volumen: Es el espacio ocupado por
un cuerpo
• Densidad: Es la relación entre la
masa de un cuerpo y el volumen que
ocupa
volumen
masa
densidad 
v
m
 3m
kg
3cm
g

5. • Sólido: Gran fuerza de unión entre sus
moléculas, forma y volumen definido
• Líquido: Enlaces menos fuertes, moléculas
a distancias medias, volumen definido y
toman la forma del recipiente que lo contiene
• Gas: Moléculas muy separadas y con
mucho movimiento, sin forma definida,
ocupan el volumen del recipiente que los
contiene
Los líquidos y los gases son fluidos

6. • Es la medición de la energía cinética promedio de
las moléculas de un cuerpo. Se mide con el
Termómetro
Ebullición del
Agua
Fusión del
Hielo
100° C
0° C
-273° CCero Absoluto
Celsius
0° F
32° F
212° F
Fahrenheit
0° K
273° K
373° K
Kelvin
ESCALAS TERMOMÉTRICAS
RELACIÓN ENTRE ESCALAS
1.8 °C = °F - 32 °K = °C + 273

7. Convertir 30°C en °F y °K
1.8 °C = °F - 32 °K = °C + 273
1. Tenemos que:
2. Por lo que:
°F = °C + 32 °K = °C + 273
°F = 1.8(30) + 32 °K = 30 + 273
°F = 54 + 32 °K = 303
°F = 86

8. Energía que se transfiere de un cuerpo a otro
debido a una diferencia de temperaturas. Se mide en
Calorías, que es la cantidad de calor necesaria para
que un gramo de agua se incremente de 14.5 a 15.5
°C (1°C)
Equivalente entre calor y energía (equivalente mecánico del calor)
1 Caloría (Cal) = 4.18 Joules (J)
Calor Específico. Propiedad de los cuerpos de
almacenar energía. Cantidad de calor requerido para
que un gramo de una sustancia incremente 1°C su
temperatura
)( if TTm
Q
Ce


Ce = Calor Específico
Q = Calor (Caloría, cal)
m = masa (g)
Tf = Temperatura final (°C)
Ti = Temperatura inicial (°C)

9. Calcular el calor que deben recibir 15g de aluminio
para que su temperatura pase de 15°C a 25°C.
(Ce del Al = 0.22 Cal/g°C)
1. Tenemos que:
2. Por lo que:
Q = Ce ( m (Tf – Ti))
Q = 0.22 ( 15 (25 – 15))
Q = 0.22 (150)
Q = 33 Cal
)( if TTm
Q
Ce



10. • Conducción: Transmisión del calor de
molécula en molécula. SÓLIDOS
• Convección: Calentamiento por corrientes.
FLUÍDOS
• Radiación: Por medio de ondas
electromagnéticas emitidas por los cuerpos
Conductores = Transmiten con facilidad el calor
Aislantes = Malos Conductores

11. Energía Interna: Suma de las energías contenidas
en un cuerpo
“Siempre que un cuerpo recibe energía calórica, se
convierte en otra forma de energía: interna o
trabajo”
Cambio de calor = Cambio de energía interna + Trabajo
(Qf-Qi) = (Uf-Ui) + W
Hay una relación entre el trabajo, el calor y la
energía interna.
“La energía no se crea ni se destruye, sólo se
transforma”

12. Un cuerpo aumenta su energía interna en 27 J
cuando se le transfieren 149 J de calor. ¿Qué
cantidad máxima de trabajo podrá desarrollar?
1. Tenemos que: (Qf-Qi) = (Uf-Ui) + W
2. Por lo que:
W = (Qf-Qi) - (Uf-Ui)
En este caso, tenemos que las diferencias de calor y
energía están dadas, por lo que solamente las
sustituimos en la fórmula
W = 149 - 27
W = 122 J

13. Presión: Relación entre la Fuerza ejercida sobre un
cuerpo y el área en la que se ejerce
A
F
P 
P = Presión (N/m2 = Pascal (Pa))
F = Fuerza
A = Área (m2)
Presión en líquidos: Se obtiene multiplicando la
densidad del líquido por la fuerza de gravedad (g) y
la altura del recipiente que lo contiene
ghP 
P = Presión (N/m2 = Pascal (Pa))
ρ = Densidad (kg/m3)
g = Aceleración de la gravedad (9.8 m/s2)
h = Altura (m)

14. Calcular la presión que se ejerce sobre una persona
sumergida 2.5 m en una alberca que contiene agua
(P agua = 1,000 kg/m3)
1. Tenemos que:
2. Por lo que:
P = 1000 x 9.8 x 2.5
P = 24500 N/m2 o Pascales
ghP 

15. “Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta
un empuje vertical ascendente al peso del fluido
desalojado”
Cuando el peso de un cuerpo es menor que el
empuje que recibe, el cuerpo flota. Si su peso es
mayor al empuje, se hunde. Si el empuje es igual al
empuje, permanecen en el mismo nivel que se
encontraban sumergidos.
gVE 
E = Empuje (N)
ρ = Densidad (kg/m3)
g = Aceleración de la gravedad (9.8 m/s2)
V = Volumen (m3)

16. ¿Qué empuje recibe un cuerpo de 0.56 m3 de
volumen sumergido en agua?. (P agua = 1,000
kg/m3)
1. Tenemos que:
2. Por lo que:
E = 1000 x 9.8 x 0.56
P = 5488 N
gVE 

17. “La presión ejercida sobre un líquido encerrado, se
transmite por igual en todas direcciones y sentidos
a través del fluido”
1
1
1
A
F
P 
2
2
2
A
F
P 
como P1 = P2 entonces:
2
2
1
1
A
F
A
F

PRENSA HIDRÁULICA

18. ¿Qué fuerza debe aplicarse sobre el émbolo menor
de una prensa hidráulica cuya área es de 0.5 m2
para que en el émbolo mayor de 2 m2 haya una
fuerza de 200 N.
1. Tenemos que:
2. Por lo que:
F1 = (0.5 x 200)/2
F1 = 50 N
2
2
1
1
A
F
A
F

F1 = (A1 x F2)/A2

19. La materia existe en 4 estados: Sólido, Líquido, Gas
y Plasma. Cuando se modifican las condiciones de
temperatura y presión, cambia de un estado a otro
SÓLIDO LÍQUIDO GAS
Fusión Vaporización
CondensaciónSolidificación
Sublimación
Sublimación
Plasma:
Gas con
partículas
libres
cargadas
Durante el Cambio de Estado, la temperatura
permanece constante, pues la energía que se
suministra sirve para romper los enlaces

20. Como puedes observar, los conceptos de las interacciones de la
materia son muy sencillos, así cómo la resolución de problemas
relacionados con los mismos, una vez que hemos practicado la
forma general de resolverlos.
Recuerda siempre el método general estudiado para la resolución
de problemas.
Repasa los conceptos y ejercicios presentados para que se te
facilite la identificación y resolución de los mismos.