Diapositivas tema 2 de física y química de 3º ESO

1. Estados de agregación de la
materia
TEMA 2

2. Definiciones generales
• Materia es todo aquello que ocupa un lugar
en el espacio y se puede pesar. Se
caracteriza por tener masa y volumen.
• La materia puede estar en tres estados de
agregación: sólido, líquido y gaseoso.
• Sistema material es una porción de materia
que hemos seleccionado para su estudio.
2FQ 3º ESO – Tema 2

3. Clasificación de los sistemas materiales
FQ 3º ESO – Tema 2 3
Según su
composición
Heterogéneos
Homogéneos
Según sus
intercambios
Abiertos
Cerrados
Aislados
Según su
estado de
agregación
Sólidos
Líquidos
Gaseosos

4. Estados de agregación
• Sólidos: Tienen forma y volumen fijos.
• Líquidos: Su volumen es fijo pero su forma
es variable. Se adaptan a la forma del
recipiente que los contiene.
• Gases: Tanto la forma como el volumen son
variables. Pueden comprimirse y
expandirse.
FQ 3º ESO – Tema 2 4

5. 1. EL ESTADO
GASEOSO
FQ 3º ESO – Tema 2 5

6. ¿Por qué cuando sellamos con plastilina la
abertura que queda entre la botella y el
embudo el agua no cae a la botella?
FQ 3º ESO – Tema 2 6

7. ¿Por qué el aire que introducimos
desplaza al agua que llenaba la
botella inicialmente ?
FQ 3º ESO – Tema 2 7

8. Los gases son materia
• Si ocupan espacio, tienen volumen.
• Si pesan, tienen masa.
• Si tienen masa y volumen son materia.
• Si son materia están formados por átomos y
moléculas.
• ¿Cómo se organizan los átomos y moléculas
en los gases?
FQ 3º ESO – Tema 2 8

9. ¿Cómo se organizan los átomos
y moléculas de un gas?
FQ 3º ESO – Tema 2 9
Para contestar a
esta pregunta
tenemos que ver
antes otras
propiedades de los
gases.

10. Difunden con facilidad
FQ 3º ESO – Tema 2 10
Algodón
empapado en
HCl (aq)
Algodón
empapado en
NH3 (aq)
Precipitado
de NH4Cl (s)
     3 4aq aq s
HCl NH NH Cl 
¿Por qué el olor de un perfume se extiende rápidamente por
toda la habitación nada más abrir el frasco?

11. Tienen forma y volumen variables.
Pueden mezclarse con facilidad.
FQ 3º ESO – Tema 2 11
Vapor de yodo sublimado (rojo):
Cambia de forma y volumen y se
mezcla con el aire (otro gas).
Sin embargo, es imposible que
dos sólidos se mezclen de la
misma manera.
Proponer una hipótesis sobre la
estructura de los gases que
explique su facilidad de difusión
y de mezcla.

12. Los gases ejercen fuerzas
FQ 3º ESO – Tema 2 12
¿Por qué el balón no
se aplasta al subirse el
elefante?
La explicación tiene que ser
consistente con la hipótesis
propuesta en la diapositiva
anterior.

13. Las fuerzas que ejercen los gases
aumentan con la temperatura
FQ 3º ESO – Tema 2 13
¿Por qué el globo se hincha
más cuando se calienta?
EXPERIENCIA
Mete un globo hinchado en
la nevera y déjalo hasta el
día siguiente.
• ¿Qué le ocurre?
• ¿Cómo lo explicas?

14. La fuerza ejercida por el gas
depende de la superficie
FQ 3º ESO – Tema 2 14
Supongamos que el matraz y la
probeta del dibujo tienen la misma
capacidad.
¿En cuál de los dos recipientes
ejerce más fuerza el gas sobre la
pared?

15. Concepto de presión
• La presión que ejerce un gas sobre la pared
del recipiente es la fuerza por unidad de
superficie:
• La unidad S.I. de presión es el Pascal (Pa), que
equivale a un Newton por metro cuadrado.
• También son de uso corriente la atmósfera y
el milímetro de mercurio.
FQ 3º ESO – Tema 2 15
F
P
S


16. La presión ejercida por el gas
NO depende de la superficie
FQ 3º ESO – Tema 2 16
Tenemos otra vez el matraz y la
probeta de antes.
¿En cuál de los dos recipientes
ejerce mayor presión el gas sobre
la pared?
La presión es la misma siempre que no varíe el
volumen, la temperatura y la cantidad del gas.

17. Teoría cinética de los gases
(Maxwell y Boltzmann, 1877)
FQ 3º ESO – Tema 2 17
• Las partículas que forman los gases son moléculas o átomos
aislados. Se encuentran siempre en movimiento y muy
separadas entre sí.
• El espacio que queda entre las partículas está vacío. Esto
permite el movimiento libre de las partículas y la mezcla de
gases.
• Las partículas se mueven en línea recta hasta que chocan con
otras partículas o con las paredes del recipiente.
• La presión que ejerce el gas se debe a los choques de las
partículas con las paredes del recipiente.
• La velocidad con que se mueven las partículas es mayor
cuanto mayor es la temperatura.

18. Concepto de temperatura
• Es una medida de la velocidad a la que se
mueven las partículas que forman un
sistema.
FQ 3º ESO – Tema 2 18

19. Temperatura absoluta
• Hay una temperatura a la que cesa el
movimiento de la partículas.
• Esta temperatura se llama cero absoluto
y es la mínima temperatura que puede
existir. Su valor es de -273,15 ºC.
• ESCALA KELVIN: La temperatura del
cero absoluto es 0 K.
• 0 ºC equivale pues a 273,15 K.
(tomaremos 273)
FQ 3º ESO – Tema 2 19

20. Escalas termométricas
FQ 3º ESO – Tema 2 20
100 ºC
0 ºC
373 K
273 K
Punto de ebullición del agua
Punto de fusión del agua
K ºC
T = t + 273

21. FQ 3º ESO – Tema 2 21

22. El aire es una mezcla de gases
FQ 3º ESO – Tema 2 22

23. Experimento de Torricelli (1643)
FQ 3º ESO – Tema 2 23
h = 760 mm
1 atm = 760 mmHg

24. Pruebas de la presión atmosférica
FQ 3º ESO – Tema 2 24
Hemisferios de Magdeburgo Vaso con agua invertido
¿Por qué no se separan? ¿Por qué el agua no cae?

25. Si tenemos dos copas con líquido, ¿cómo
podemos intercambiar los líquidos sin usar
una tercera copa?
FQ 3º ESO – Tema 2 25

26. FQ 3º ESO – Tema 2 26

27. Gases ideales o perfectos
FQ 3º ESO – Tema 2 27
Las moléculas se mueven
libremente sin que haya
interacciones de ningún
tipo entre ellas.
Al bajar la temperatura, el movimiento
es más lento, pero las moléculas siguen
sin interaccionar.
Seguiría siendo gas incluso en el cero
absoluto, lo cual no tiene sentido.

28. Gases reales
FQ 3º ESO – Tema 2 28
Las moléculas no se mueven
independientemente unas de
otras.
Cada molécula está sometida a
fuerzas de atracción por parte
de las moléculas vecinas
(Fuerzas de Van der Waals)

29. Gases reales
FQ 3º ESO – Tema 2 29
A temperaturas altas, las
moléculas se mueven a gran
velocidad.
Su energía cinética es alta y
les permite vencer las fuerzas
de atracción.
A temperaturas altas, las moléculas
se mueven casi con libertad y el
sistema está en estado gaseoso.

30. Gases reales
FQ 3º ESO – Tema 2 30
Si disminuye la temperatura,
llega un momento en el que la
energía cinética de las partículas
ya no es suficiente para vencer
las fuerzas de atracción.
Las partículas tienden a agregarse debido
a las fuerzas de atracción y el sistema se
transforma en un líquido.

31. Líquidos
• La energía cinética de las partículas no es
suficiente para vencer totalmente a las
fuerzas de atracción.
• Las fuerzas hacen que las distancias entre las
moléculas sean fijas (volumen constante)
• Debido a su energía cinética, hay una cierta
libertad de movimiento de las moléculas, que
es menor que en los gases (forma variable)
FQ 3º ESO – Tema 2 31

32. Sólidos
Al bajar la temperatura, llega un momento
en el que se imponen las fuerzas de
atracción entre las moléculas, llegando al
estado sólido, caracterizado por:
• Las moléculas mantienen sus distancias
(volumen definido)
• Las moléculas ocupan posiciones fijas de
mínima energía y se ordenan formando
cristales (forma fija)
FQ 3º ESO – Tema 2 32

33. Sólidos
FQ 3º ESO – Tema 2 33
En un sólido, las partículas no
están en reposo, sino que vibran
en torno a sus posiciones de
equilibrio.
La velocidad y amplitud de las vibraciones
son mayores a mayor temperatura.

34. Fusión de un sólido
FQ 3º ESO – Tema 2 34
Si aumenta la temperatura
de un sólido (se le aporta
energía) sus moléculas
vibran a mayor velocidad y
las vibraciones tienen más
amplitud.
Llega un momento en el que la amplitud de las
vibraciones es tan grande que las moléculas
se separan de sus posiciones de equilibrio.

35. Fusión de un sólido
FQ 3º ESO – Tema 2 35
Entonces, el sólido se
está transformando en
líquido. Este fenómeno
recibe el nombre de
fusión
Durante la fusión, la energía se emplea en separar a las
moléculas de sus posiciones. No aumenta la temperatura
La temperatura a la que se produce la fusión se llama punto
de fusión y depende de la intensidad de las fuerzas de
atracción.

36. Evaporación de un líquido
FQ 3º ESO – Tema 2 36
En un líquido, las partículas más veloces,
cuando se aproximan a la superficie
pueden escapar y pasar al estado
gaseoso.
Este proceso se llama evaporación y se
caracteriza porque:
• Se produce a cualquier temperatura.
• Se produce exclusivamente en la
superficie del líquido.

37. Ebullición de un líquido
FQ 3º ESO – Tema 2 37
Si le damos energía a un líquido
aumenta la energía cinética de sus
partículas.
Llega un momento en que esta
energía permite a las moléculas
vencer las fuerzas de atracción y el
líquido se convierte en gas.
Este proceso se llama ebullición

38. Ebullición de un líquido
FQ 3º ESO – Tema 2 38
Se caracteriza por:
• Se produce en todo el líquido, no
sólo en la superficie.
• Aparecen burbujas del gas en
todo el líquido.
• Se produce a una temperatura
fija llamada punto de ebullición
• La temperatura no cambia
durante el proceso.

39. FQ 3º ESO – Tema 2 39
LÍQUIDO
SÓLIDO GAS
Fusión
Solidificación Condensación
• Evaporación
• Ebullición
Sublimación
Sublimación
inversa
CAMBIOS PROGRESIVOS: Absorben energía
CAMBIOS REGRESIVOS: Desprenden energía
Cambios de estado de agregación