La materia y sus propiedades

1. TEMA 2
La materia y sus propiedades

2. La luz, el
sonido y el
calor no son
materia, ya que
no tienen masa
ni volumen.
La madera, el metal, una roca, el agua o el oxígeno del aire
son materia, ya que poseen masa y volumen.
1. La Materia
La Materia es todo aquello que posee masa y volumen, es decir, que se
puede pesar y que ocupa un volumen en el espacio.

3. 2. Propiedades de la Materia
La materia tiene, entre otras, las
siguientes propiedades:
1. Masa (m): es la cantidad de materia
que posee un cuerpo. Se mide en kg
en el S.I.
2. Volumen (V): es el espacio que ocupa
un cuerpo. Se mide en m3 en el S.I.
3. Densidad (d): es la relación entre
masa y volumen. Se mide en kg/m3 en
el S.I.
¿Qué pesa más?
¿Qué ocupa más?

4. 3. Masa
La masa (m) es una de las magnitudes básicas del S.I.
Se mide directamente con la balanza.
Su valor se expresa en kilogramos en el Sistema Internacional (aunque es
frecuente emplear submúltiplos como el gramo, g, o el miligramo, mg.)

5. 4.Volumen
El volumen (V) es una magnitud derivada.
Se mide en metros cúbicos en el Sistema Internacional (m3). Al ser una unidad
grande, es frecuente utilizar submúltiplos como el decímetro cúbico (dm3) o el
centímetro cúbico (cm3).
RECUERDA…

6. 5. ¿Cómo se mide elVolumen?
Se puede realizar de dos formas dependiendo de las características de la
materia:
1. Líquidos: mediante instrumentos graduados como probetas.
2. Sólidos con forma geométrica: a partir de cálculos matemáticos. Por
ejemplo:
V = a · b · c V = π · R2 · h
3. Sólidos con forma irregular:
sumergiendo el sólido en una
probeta con agua y observando el
cambio de nivel que experimenta
el líquido.
Vsólido =V2 –V1

7. 6. Densidad
La densidad (d) es una propiedad de la materia que se define como el cociente
entre la masa y el volumen que ocupa:
d =
𝒎
𝑽
Se mide en kg/m3 en el S. I.
Cada sustancia tiene su valor de densidad propio en ciertas condiciones.
Por ejemplo, el agua a 25ºC tiene una densidad de 1 g/cm3, mientras que el
hierro a la misma temperatura posee una densidad de 7,9 g/cm3.
Ejercicio:Tenemos dos objetos y desconocemos si están
hechos del mismo material. Uno parece de Fe (objeto A) y
otro parece de Pb (objeto B).
El A tiene una masa de 36,3 g y ocupa un volumen de 3,20
mL. EL B tiene una masa de 33,8 g y ocupa un volumen de
4,30 mL. ¿Podemos comprobarlo?

8. 7.Tabla de Densidades
A continuación puedes ver el valor de la densidad de algunas sustancias
comunes. Recuerda… LA DENSIDAD ES PROPIA DE CADA SUSTANCIA.

9. ANEXO – Pasos para resolver problemas de
Física y Química
1. Leer atentamente el enunciado, anotando los datos en la libreta.
2. Identificar cuál es la pregunta y anotarla.
3. Buscar/pensar la fórmula que relaciona los datos y la pregunta.
4. Plantear los cálculos.
5. Obtener el resultado (con calculadora).
6. Indicar las unidades.

10. 8. Los Estados de la Materia
Al 0bservar la materia que nos rodea, comprobamos que hay propiedades de
las sustancias comunes entre unas y otras.
Sustancias
sólidas
• Tienen la misma
forma fija, salvo que
se ejerza sobre ellas
una fuerzas que las
deforme.
• Su volumen es fijo,
no se pueden
comprimir.
• No pueden
difundirse, ni fluir.
Sustancias
líquidas
• Su forma cambia
según el recipiente
que las contenga.
• Su volumen es fijo,
es decir, no se
pueden comprimir.
• Aunque no se
difunden, sí pueden
fluir con facilidad.
Sustancias
gaseosas
• Adoptan la forma
del recipiente que
las contiene.
• Se pueden
comprimir y se
expanden con
facilidad.
• Además de fluir,
pueden difundirse,
tendiendo a ocupar
todo el espacio
disponible.

11. 9. Los Fluidos
Los líquidos y los gases tienen la capacidad de adaptarse a la forma del
recipiente que los contiene, por este motivo se les conoce como FLUIDOS (son
capaces de fluir para ocupar el recipiente que los contiene).
También tienen la capacidad de difundirse, es decir, de entremezclarse. Un gas
se puede difundir en otro gas y un líquido en otro líquido. Esto se conoce como
DIFUSIÓN y es lo que ocurre, por ejemplo, cuando percibimos un olor.

12. 10. Los Cambios de Estado
Un cambio de estado es el paso
de un estado de agregación a
otro mediante un proceso físico
y sin variar su composición
química.
La materia que observamos a nuestro
alrededor está en un determinado
estado de agregación.
El agua es líquida, el aire es gas, el
acero de un cubierto es sólido.
Sin embargo, el estado de agregación
depende de la temperatura y de la
presión a la que se encuentre la
sustancia.
Las condiciones de presión y
temperatura influyen una en la otra.
Según estas condiciones, tendremos
la sustancia en un estado de
agregación u otro. Variando las
condiciones de presión y
temperatura es cómo se producen
los cambios de estado.

13. 11.Temperatura de Cambio de Estado
Ejemplo: OXíGENO (O2)
a -183 ºC  Líquido
a -218 ºC  Sólido
Todas las sustancias pueden encontrarse en los tres
estados de la materia y pasar de uno a otro
modificando la temperatura (teóricamente).
Sin embargo, hay sustancias de las que solo
conocemos un estado, por ejemplo, del oxígeno
(O2), solo conocemos el gaseoso. Lo que ocurre es
que necesitamos alcanzar temperaturas muy bajas
para poder verlo, tanto en líquido como en sólido.
Oxígeno en estado
sólido
Oxígeno en
estado líquido
La temperatura a la que ocurre un cambio de estado
es fija a una determinada presión y se llama
TEMPERATURA DE CAMBIO DE ESTADO.

14. 12. Puntos de Fusión y Ebullición
Cuando tiene lugar un cambio de estado, se observa que este ocurre a una temperatura fija.
Por ejemplo, el agua hierve a 100 ºC y se solidifica a 0ºC.
Esquema de los
cambios de estado
del agua según la
temperatura
El punto de fusión es la temperatura a la que se produce el
cambio de estado entre líquido y sólido.
El punto de ebullición es el valor de temperatura a la cual una
sustancia pasa de líquido a gas o viceversa.
Mientras ocurre un
cambio de estado, la
temperatura no varía.

15. 13. LaVaporización
El paso de sólido a líquido se llamaVaporización y puede suceder de dos formas:
Evaporación
• Se produce solamente en la superficie de
la masa del líquido.
• Se produce a cualquier temperatura.
Ebullición
• Se produce por toda la masa del líquido.
• Se produce a la temperatura de ebullición
Busca ejemplos en la
vida diaria de cada
uno de los dos
procesos de
vaporización en el
que el líquido sea
vaporizado sea agua.

16. 14. Gráfica de Calentamiento del Agua
https://www.youtube.com/watch?v=44aKjY5Apnw

17. 15. Gráfica de Enfriamiento del Agua
https://www.youtube.com/watch?v=wQPT4_CNE1M

18. 14.Teoría Cinético-Molecular
Como hemos visto, la materia se puede presentar en tres estados de agregación:
sólido, líquido y gaseoso.
Al mismo tiempo, la materia está formada por partículas, imperceptibles a simple
vista, entre las que existen fuerzas de atracción. Estas partículas están en continuo
movimiento y, cuanto mayor es la temperatura, mayor velocidad adquieren.
El movimiento de las partículas, según se trate de estado sólido, líquido o gaseoso, es
diferente.
Dependiendo del estado de agregación en el que está, las propiedades de la materia
varían:
FORMA MASA VOLUMEN ORDEN DE LAS
PARTÍCULAS
MOVIMIENTO DE
LAS PARTÍCULAS
FUERZAS DE
ATRACCIÓN
SÓLIDO
LÍQUIDO
GASEOSO

19. Para explicar el comportamiento de los gases, y en algunos casos de los sólidos y líquidos,
los científicos idearon la TEORÍA CINÉTICO – MOLECULAR (TCM).
La TCM establece que:
 La materia está formada por pequeñas
partículas, que se encuentran en continuo
movimiento.
 La velocidad de dichas partículas aumenta al
comunicarles energía, por ejemplo, al calentar
el sistema.
 Esto influye en la intensidad de las fuerzas de
unión entre partículas y por lo tanto,
determina el estado de agregación del
sistema.

20. Prácticas con Simuladores
1. Simulación PHET
Estados de la materia
En la zona izquierda vemos un recipiente,
donde podemos controlar la temperatura,
dándole más calor o frío. En la parte derecha
podemos elegir el material que introducimos
en el recipiente.Cuando colocamos uno, lo que
vemos en la simulación es el aspecto de sus
moléculas.
Vamos a observar el comportamiento de dos
sustancias químicas en diferentes estados: el
oxígeno y el agua.

21. Paso 1
Elegimos primero el oxígeno, que a temperatura ambiente es un gas, y lo observamos
en sus diferentes opciones: oxígeno sólido, líquido y gaseoso.
Anotamos en la tabla las temperaturas que marca el termómetro en estos tres estados:
Oxígeno sólido Oxígeno líquido Oxígeno gas
Temperatura (K)
Temperatura (ºC)
Después, partiendo del estado sólido,
vamos aumentando la temperatura y
observando qué les sucede a sus
moléculas, según va pasando a otros
estados.

22. Paso 2
Repetimos el procedimiento anterior, esta vez con el agua. Anotamos las temperaturas
en la tabla:
Agua sólida Agua líquida Agua gaseosa
Temperatura (K)
Temperatura (ºC)
Como antes, partimos del estado sólido y vamos aumentando la temperatura y
observando qué les sucede a sus moléculas, según va pasando a otros estados. El agua
es un poco especial, si observamos con detenimiento, ¿qué le sucede al pasar de sólido
a líquido?

23. Paso 3
Pasamos ahora a la siguiente pantalla (Cambios de Fase). En ella, además de controlar
la temperatura, tenemos la posibilidad de hacer presión sobre el recipiente (moviendo
la mano) y de introducir más volumen (con la bomba).
Elegimos primero el oxígeno. En el recipiente se encuentra a 27 K, o sea, en su estado
sólido.Vamos a ver qué sucede con estas tres variables: temperatura, presión y volumen.

24. Para ello, trabajamos manteniendo constantes dos de ellas y mirando qué sucede con
una tercera.
Comenzamos por no tocar la temperatura, la dejamos a 27 K.Vamos aumentando la
presión, bajando la tapa con la mano.Vemos cómo, a más presión, aumenta la
temperatura. Hacemos una tabla y una gráfica con cinco datos, desde que comienza a
aumentar la temperatura hasta que se produce la sobrecarga.
Presión (atm) Temperatura (K)
0 27

25. Ahora mantenemos constante la presión y vamos aumentando la temperatura. ¿Qué
sucede? Hacemos una tabla y una gráfica como la anterior, con cinco datos.
Presión (atm) Temperatura (K)
0 27
Por último, no tocamos ni temperatura,
ni presión, sino que vamos a ir
introduciendo más volumen con la
bomba. ¿Qué sucede?
Repetimos el procedimiento anterior,
esta vez con el agua.

26. Prácticas con Simuladores
2. Simulación EDUCAPLUS
Estados de agregación de la materia
Abre la aplicación de Educaplus y observa el comportamiento de las moléculas de
acero a 23 ºC, 50ºC y 90 ºC . ¿Cuál es la diferencia principal que detectas?
Ahora haz lo mismo para el agua y el helio. ¿Ocurre lo mismo?

27.  A continuación anota los cambios de volumen a las tres temperaturas indicadas en una
tabla y observa los recipientes (probeta, globo). ¿Qué diferencias hay?
 En el caso del helio, si mantenemos constante la T, ¿Qué sucede con el volumen si vamos
aumentando la presión?
 Si mantenemos constantes la presión y el volumen, ¿qué le sucede al globo al ir
aumentando laT?
 ¿Cómo lo explica la teoría cinética de la materia?
materia temperatura (ºC) volumen (cm3)
acero 23,0 249,9
50,0
90,0
agua
helio