Diferentes estados de la materia

2. Estados de Agregación de la Materia
La materia se presenta en tres
estados o formas de
agregación: sólido, líquido y
gaseoso. Dadas las condiciones
existentes en la superficie
terrestre, sólo algunas sustancias
pueden hallarse de modo natural
en los tres estados, tal es el caso
del agua.

3. Entre las moléculas no hay nada, sólo
espacio vacío.
Están en continuo movimiento.
Aumentando la velocidad cuando
aumenta la temperatura.
Cada sustancia está formada por
moléculas iguales y diferentes a las de
otras sustancias.
A las moléculas se les asignan propiedades
como la masa y el volumen.
La teoría cinético-molecular
supone que todas las sustancias
están formadas por moléculas.
Temperatura alta
Temperatura baja

4. La teoría cinético-molecular supone
que todas las sustancias están
formadas por moléculas.
En el estado gaseoso las
moléculas están muy separadas...
...y se mueven libremente.

6. Modelo Cinético Molecular

7. El número de moléculas es grande, así como la
separación promedio entre ellas comparadas con sus
dimensiones. El volumen de las moléculas es despreciable
cuando se comparan con el volumen del recipiente.
Las moléculas obedecen las leyes del movimiento de
newton, pero como todo se mueven aleatoriamente, de
esta manera cualquier molécula puede moverse en
cualquier dirección y a cualquier velocidad. Un porcentaje
se mueve a altas velocidades y otro a bajas velocidades
Las moléculas tienen colisiones elásticas y entre ellas y
las paredes del recipiente.
Las fuerzas entre moléculas son despreciables excepto
durante una colisión.
El gas debe considerarse una sustancia pura.
Modelo Cinético Molecular

8. Según esta teoría la temperatura es una medida de la energía
cinética media de los átomos y moléculas que constituyen un
sistema. Dado que la energía cinética depende de la
velocidad, podemos decir que la temperatura está relacionada
con las velocidades medias de las moléculas del gas. A más
velocidad, más energía y más temperatura.
Presión: la presión de un gas está relacionado con el número
de choques por unidad de tiempo de las moléculas del gas
contra las paredes del recipiente. Cuando la presión aumenta,
quiere decir que el número de choque por unidad de tiempo
es mayor.

9. Donde, r1 y r2 = tasas de difusión de gas 1 y 2
V1 y V2 = velocidades molecular promedio de los gases
M1 y M2 = masas moleculares de los gases.
Luego, relación de difusión de dos gases a diferentes temperaturas. T1 y T2 son
las temperaturas absolutas de gases es:

Mezcla de moléculas de un gas con
moléculas de otro gas
El olor de un perfume o una comida
en una habitación son algunos
ejemplos comunes de difusión de los
gases
Ley de difusión
de Graham
Difusión molecular
Los gases tienen diferentes tasas de difusión a diferentes
temperaturas. Fórmula siguiente muestra relación de las
tasas de difusión de dos gases a la misma temperatura.

11. Cuando usamos la ley de los gases ideales hacemos un par de suposiciones:
Podemos ignorar el volumen que ocupan las moléculas imaginarias de los
gases ideales.
Las moléculas de gas no se atraen ni se repelen entre sí.
Sin embargo, sabemos que en la vida real los gases están formados de
átomos y moléculas que de verdad ocupan un volumen finito, y también
sabemos que los átomos y moléculas interactúan entre sí a través de fuerzas
intermoleculares.
¿Qué pasa si queremos estudiar un gas que se
comporta de una forma “no ideal”?

13. Volumen molar
En condiciones normales de presión y temperatura (CNPT) (P = 1 atm y T = 273°K),
el volumen ocupado por 1 mol de cualquier gas es de 22.4 dm3.

14. Propiedades de los gases
Todos los gases comparten ciertas propiedades físicas que los distinguen de los sólidos y los
líquidos.
 Son fluidos, porque se derraman si no están en un recipiente.
 Son elásticos, pues cuando cesa la causa que los comprime o los expande, tienden a
recuperar sus dimensiones originales.
 No tienen forma ni volumen definidos, y adoptan la forma y ocupan el espacio del
recipiente que los contiene.
 Son compresibles, es decir, disminuyen su volumen ante el aumento de la presión o por la
disminución de la temperatura.
 La mayoría son incoloros, aunque algunos, como el F2, Cl2 y el NO2, tienen color.
 Son expansibles, es decir, aumentan su volumen con el incremento de la temperatura o con
la disminución de la presión.
 Tienen densidad baja, por ello, una pequeña masa de gas es capaz de ocupar un gran
volumen en comparación con los sólidos o los líquidos.
 Se difunden con facilidad, es decir, atraviesan materiales porosos de manera espontánea y
completa.

15. Ley de Boyle
Relaciona el volumen y la
presión de una cierta
cantidad de gas mantenida
a temperatura constante.
La ley dice que el volumen
es inversamente
proporcional a la presión:

16. Ley de Charles
Estudió la influencia de la
temperatura en el
comportamiento de los gases.
Estableció que "El cambio en
volumen o presión de un volumen
de gas dado es directamente
proporcional al cambio en la
temperatura absoluta."

17. Ley de Gay-Lussac
Si el volumen de una cierta cantidad de gas
a presión moderada se mantiene constante,
el cociente entre presión y temperatura
(Kelvin) permanece constante:

18. Ley combinada o Ecuación General de los Gases Ideales
La ley combinada de los gases
es una ley de los gases que
combina la Ley de Charles y
Gay-Lussac, la ley de Boyle y la
ley de Gay-Lussac.

19. Ley de Dalton
Cada componente de una mezcla gaseosa ejerce una
presión parcial igual a la que ejercercería si estuviera solo
en el mismo volumen, y la presión total de la mezcla es la
suma de las presiones parciales de todos los componentes

20. Fracción molar

21. Ecuación Universal o de Estado de los Gases Ideales
(Ley de Clapeyron)

22. Ley de los volúmenes parciales: Ley de Amagat

24. 01
Un gas es sometido a tres procesos identificados con las letras X, Y y
Z. Estos procesos son esquematizados en los gráficos que se presentan
a continuación:
Las propiedades que cambian en el proceso Z son
A. V , T.
B. P , V.
C. T , P.

25. 03
El volumen de un gas varía de 300lt a 500lt cuando su
temperatura varía de 27ºC a 127ºC. ¿En qué porcentaje
disminuye la presión con respecto a la inicial?
a) 120% b) 20% c) 80%

26. 06 ¿Cuántos átomos de hidrógeno existen en un recipiente
que contiene 11,2 litros de hidrógeno gaseoso (H2) a 0ºC y
760mmHg?
No = Número de Avogadro
a) No b) 2No c) 0,5No

27. 07 En dos recipientes se pesan, separadamente, 24 g de
hidrógeno y 336 g de nitrógeno. ¿Qué afirmación es
verdadera?
A. En ambos recipientes, los gases ejercen igual presión.
B. En ambos recipientes, hay el mismo número de moléculas.
C. En ambos recipientes, los gases ocupan el mismo volumen.

28. 09 ¿Cuántos gráficos están correctamente representados?
A) 1 B) 2 C) 3

29. 10
Respecto al diagrama, lo incorrecto es:
a) AB : isobárico.
b) BC : isotérmico.
c) DC : isotérmico.

30. 11
Del gráfico, calcular «X».
A. 2
B. 1
C. 0,5

31. 12 Calcular la temperatura en el punto "B".
a) 320
b) 300
c) 360

32. 14

33. Observe el siguiente sistema que consiste en
dos balones unidos mediante una válvula que
se encuentra cerrada:
Luego de abrir la válvula del sistema, ¿qué
sucede con los gases?
a. Solo se desplaza el helio.
b. Ambos gases se desplazan.
c. Ninguno de los gases se desplaza.
15

34. 17

36. 18

37. 37
En el marco de una unidad didáctica sobre las propiedades de los líquidos, un docente realizó
la siguiente actividad:
1. Consiguió dos bolsas iguales de plástico transparente y las rotuló como bolsa 1 y bolsa 2.
2. En la bolsa 1 colocó 100 mL de alcohol etílico también conocido como etanol y, en la bolsa
2, colocó 100 mL de agua. Retiró el aire del interior de las bolsas y las cerró haciéndoles
un nudo. Se aseguró de dejar un pequeño espacio libre entre el líquido y el nudo.
3. Colocó ambas bolsas en una bandeja de vidrio resistente al calor.
4. Vertió, con mucho cuidado, 200 mL de agua recién hervida sobre las bolsas.
5. Finalmente, solicitó a los estudiantes que comenten lo que observaron. Los estudiantes
comentaron que la bolsa 1 se hinchó hasta su máxima capacidad, mientras que la bolsa 2
no presentó cambios observables.
Luego, el docente realizó la siguiente pregunta a los estudiantes:
“¿Por qué creen que la bolsa 1 se hinchó y la bolsa 2 no?”.

38. 38
Miguel, un estudiante, respondió lo siguiente:
“Lo que pasa es que, en la bolsa 1, el etanol hierve al contacto con el agua recién hervida,
porque su temperatura de ebullición es menor a la del agua. Por eso, la bolsa 1 se hincha”.
¿Cuál es el aprendizaje evidenciado en la respuesta del estudiante?
a. Identifica que, a mayor temperatura, las sustancias líquidas ocupan mayor espacio.
b. Identifica que el volumen de una sustancia cambia en función de su estado de
agregación.
c. Identifica que, a mayor temperatura, las sustancias líquidas cambian de estado en
menor tiempo.
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39. 39
Ángel, un estudiante, respondió lo siguiente:
“Lo que ocurre es que, cuando la bolsa 1 entra en contacto con el agua recién hervida, el
etanol se calienta y se transforma en una nueva sustancia pero en estado gaseoso”.
El docente identifica aciertos y errores en la respuesta del estudiante. ¿Cuál de los
siguientes aprendizajes se evidencia en su respuesta?
a. Identifica que una misma sustancia puede ser líquida o gaseosa a una misma
temperatura.
b. Identifica que el calor puede ser transferido entre cuerpos con diferente
temperatura.
c. Identifica que el aumento de temperatura acelera las reacciones químicas entre las
sustancias.
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40. 40
En la actividad realizada por el docente, ¿por qué es necesario retirar el aire de ambas bolsas?
a. Porque el aire, al calentarse, podría intervenir en el resultado de la actividad, al ejercer una
mayor fuerza en las paredes de las bolsas.
b. Porque el volumen del aire se tendría que mantener constante en ambas bolsas para poder
comparar los resultados.
c. Porque el aire podría contener partículas suspendidas que impiden la manifestación de algún
cambio en las bolsas.
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41. 23

42. 24

43. El profesor de Ciencia y Tecnología propone la siguiente situación problemática: los
restaurantes de comida rápida sirven las bebidas gaseosas a una temperatura inferior a
los 5°C y adicionan hielo picado en los vasos con el fin de mantener baja la temperatura
de las gaseosas por mayor tiempo, de esta forma se aseguran que el gas (CO2) esté
disuelto en líquido por mayor tiempo. A partir de lo anterior, ¿cuál de las siguientes
preguntas de investigación permite relacionar correctamente las variables descritas?
A. ¿Cuál es la relación entre la temperatura de un gas y la de hielo agregado a una
solución?
B. ¿Cómo afecta el tiempo de disolución del gas a la temperatura de un líquido?
C. ¿Cómo influye la temperatura en el comportamiento de un gas en solución?
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