3. La Química es una ciencia experimental que estudia la materia, sus propiedades y sus transformaciones. Dentro de tales aspectos, es relevante mencionar que la materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio; es decir, tiene volumen. La materia puede presentarse de diferentes formas, a lo que se le conoce con el nombre de materiales . Además; corresponde destacar que estos materiales poseen ciertas propiedades que ocupan este estudio, las Propiedades No Características . Las propiedades no características se definen como aquellas que no permiten identificar exactamente el material que se analiza, porque dependen de la cantidad de materia presente en la muestra, no de su naturaleza química.
4. Las propiedades no características de la materia, son: Masa (m): es la cantidad de materia que posee un cuerpo o material. Se mide con una balanza y se expresa en gramos (g), sus múltiplos y submúltiplos. Volumen (V): es el espacio que ocupa un cuerpo. Se mide con instrumentos como cilindro graduado, bureta, pipeta, entre otros. Se expresa en litros (L) o metros cúbicos (m 3 ), sus múltiplos y submúltiplos. Temperatura (T): es el grado o nivel de calor que posee un cuerpo. Se mide con un termómetro y se expresa en Grados Centígrados (ºC), Grados Farenheit (ºF) o Grados Kelvin (K).
5. Los materiales pueden encontrarse en tres fases físicas que son: sólido, líquido o gaseoso. A todos ellos se les puede determinar cualquiera de las tres propiedades no características. Sin embargo; por razones de conveniencia a tu estudio se determinará el volumen a sólidos regulares y a sólidos irregulares, según el método que corresponda , pues esto es posible realizarlo analíticamente, es decir, a través de cálculos matemáticos y fórmulas matemáticas. En cuanto se refiere a la determinación de masa y temperatura, conviene hacerlo experimentalmente, mediante el empleo de la balanza y el termómetro, respectivamente, lo que por ahora no será posible.
7. Las unidades a utilizar en cada medida para expresar las magnitudes de masa, volumen y temperatura son: Masa (m): kilogramo (Kg), Hectogramo (Hg), Decagramo (Dg), gramo (g), decigramo (dg), centigramo (cg), miligramo (mg). Volumen (V): kilolitro (KL), Hectolitro (HL), Decalitro (DL), litro (L), decilitro (dL), centilitro (cL), mililitro (mL). Temperatura (T): Grados Centígrados (ºC), Grados Farenheit (ºF) o Grados Kelvin (ºK). Longitud: kilómetro (Km), Hectómetro (Hm), Decámetro (Dm), metro (m), decímetro (dm), centímetro (cm), milímetro (mm). Éstas pueden transformarse o convertirse entre sí. UNIDADES DE MEDIDA NOTA: 1mL = 1cm 3
8. TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES DE MASA, VOLUMEN Y LONGITUD Para transformar una unidad de medida en otra equivalente, se sugiere emplear la siguiente “escalera” que facilitará la tarea: KILO (KL, Km, Kg) HECTO (HL, Hm, Hg) DECA (DL, Dm, Dg) Unidad (L, m, g) deci (dL, dm, dg) centi (cL, cm, cg) mili (mL, mm, mg) Si estás bajando la escalera debes multiplicar la cantidad que vas a transformar por la unidad seguida de tantos ceros como escalones bajes. Si estás subiendo la escalera debes dividir la cantidad que vas a transformar entre la unidad seguida de tantos ceros como escalones subas.
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10. TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES DE TEMPERATURA Para convertir o transformar unidades de temperatura se utilizan fórmulas matemáticas, según la conversión que se desee realizar: CASO FÓRMULA De ºC a ºF ºF=(ºC x 9/5)+32 De ºF a ºC ºC=(ºF-32) x 5/9 De ºC a ºK ºK=ºC+273 De ºK a ºC ºC=ºK-273
11. PROBLEMAS RESUELTOS 1. La señora Iris es repostera y debe preparar unas ricas galletas de chocolate, éstas deben ser horneadas durante 20 minutos a 150ºC. Sin embargo; se encuentra en problemas porque el horno de su cocina sólo mide la temperatura en ºF. Ayúdala a resolver esta situación, indicándole a qué temperatura debe hornear las galletas en su horno. SOLUCIÓN DATOS: La temperatura que tengo es: 150ºC La temperatura que debo conocer es: ºF=? (para hornear las galletas). Entonces: debo convertir los ºC en ºF. Fórmula que debo usar: ºF=(ºCx9/5)+32 ºF=(150ºCx9/5)+32 ºF=(270)+32 ºF=302ºF Respuesta: la señora Iris debe hornear sus galletas de chocolate a una temperatura de 302ºF, en el horno de su cocina.
12. 2. Convertir -85ºC en ºK: SOLUCIÓN DATOS: La temperatura que tengo es: -85ºC La temperatura que debo conocer es: ºK=? Entonces: debo convertir los ºC en ºK. Fórmula que debo usar: Respuesta: los -85ºC equivalen a 188ºK. ºK=ºC+273 ºK=-85ºC+273 ºK=188ºK
13. DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE LOS SÓLIDOS IRREGULARES Para determinar el volumen a los sólidos irregulares, debe conocerse primero que se llaman sólidos irregulares a aquellos materiales sólidos amorfos, o que no tienen forma definida. Ejemplos: piedras, televisor, reloj, entre otros. Su determinación es posible mediante el uso del Método de Desplazamiento de Volumen , el cual consiste en partir de un volumen conocido de líquido (puede ser agua) en un recipiente graduado (cilindro graduado o probeta, tetero, por ejemplo), añadiendo el sólido de modo que el volumen de líquido aumente, y luego calcular la diferencia entre ambos. Esto responde a la ecuación siguiente: V sólido irregular = V final - Vi nicial
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15. 2. Determina el espacio ocupado por un cuerpo amorfo, si experimentalmente se partió de un volumen de 25mL de agua, y después de añadir la muestra, el volumen indicado por el recipiente graduado fue de 32mL. 25mL 32mL Volumen desplazado Cilindro graduado o Tetero V sólido irregular = Vfinal - Vinicial SOLUCIÓN V sól. irreg. = 32mL – 25mL V f V i V sól. irreg. = Vf - Vi V sól. irreg. = 7mL Respuesta: El sólido irregular tiene un volumen de 7mL.
16. DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE LOS SÓLIDOS REGULARES Los sólidos regulares, son aquellos en los cuales se puede observar una forma geométrica definida. Ejemplo: borrador de pizarra (paralelepípedo), balón (esfera), tubo (cilindro), entre otros. Para determinar su volumen, se aplican fórmulas matemáticas establecidas para cada forma geométrica. Se debe iniciar con la identificación de la forma geométrica que posee, puesto que de eso depende la ecuación o fórmula matemática que corresponde utilizar. Resumiendo, sólo se debe identificar la figura geométrica y aplicar la fórmula que se corresponda con ella.
17. FÓRMULAS MATEMÁTICAS PARA DETERMINAR EL VOLUMEN DE SÓLIDOS REGULARES V= volumen b= base h= altura ¶ = letra pi= 3,14 l.= largo r= radio a= arista A= ancho LEYENDA: SÓLIDOS REGULARES FÓRMULA PIRÁMIDE V=b.h/3 CILINDRO V= ¶ .r ² .h PRISMA RECTO (paralelepípedo) V= l .A.h ESFERA V=4. ¶ .r 3 / 3 CONO V= ¶ .r ². h/3 CUBO V=a 3
