Este documento trata sobre la materia y la energía. Define la materia como todo aquello que tiene masa y ocupa un espacio, y explica que requiere de energía para cambiar o transformarse. Describe las propiedades fundamentales de la materia como el volumen y la masa, y los diferentes estados de la materia como sólido, líquido y gas. Finalmente, distingue entre energías renovables como la solar, eólica e hidráulica, y no renovables como el carbón, gas natural y petróleo.

1. Unidad 1
MATERIA y ENERGIA
GUIDO VILCA ATAMARI
Ingeniero Químico
CIP. 148826

2.  Todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el
espacio, requiere de energía para un cambio o
transformación
 ALBERT EISNTEN
-La materia es la energía sumamente concentrada.

3. La Materia
 Todo lo que podemos ver y tocar es materia. También son
materia cosas que no podemos ver, como el aire.
 Observamos que la materia ocupa una cierta porción de
espacio que llamamos volumen. En el caso del aire esto no
es evidente, pero la siguiente experiencia nos ayudará a
comprobarlo:

4. Experimento
 Sumerge un tubo "vacío" o un vaso con la boca hacia
abajo en un recipiente con agua. El agua no puede
entrar porque el tubo está lleno de aire, y el aire ocupa
su propio volumen (para que el agua pudiera entrar
en el tubo tendríamos que abrir una salida al aire en la
parte superior).

5.  Esta es una propiedad general de la materia: la materia
ocupa volumen.
 Otra propiedad esencial es que la materia tiene masa, lo
que comprobamos cada vez que pesamos distintos objetos
con una balanza. No sólo lo que está a nuestro alcance es
materia. También es materia lo que constituye los planetas,
el Sol y las estrellas, las galaxias... Y a escala microscópica,
son también materia las células, los virus, el ADN...
 Podemos decir que es materia todo lo que ocupa volumen y
tiene masa. La materia forma todos los cuerpos del
universo.

7. brillo
Temperatura
de fusión y
ebullición
viscosidad
textura
color
maleabilidad
conductividad

8. ductibilidad
dureza
densidad
solubilidad
color
.
Sabor
textura
PROPIEDADES ESPECIFICAS
CONTINUACIÓN…

9. masa
volumen
longitud
inercia
divisibilidad
Impenetrabilidad
Indestructibilidad

10. Masa
 La masa, propiedad esencial de la
materia, se mide con la balanza.
 Cuanta más materia tenga un cuerpo,
más masa tendrá y más pesará. La masa
se expresa en kilogramos (kg).Por
ejemplo, una manzana tiene una masa
de 0,15 kg.
 Pero también podemos usar cualquier
otra unidad de masa, como el gramo (g),
la tonelada (t), el gigagramo (Gg), etc.
 La masa de un cuerpo sólo depende de
las masas de sus partículas: es la suma
de la masa de todas ellas.

12. MATERIA
“Todo aquello que tiene masa y
ocupa un espacio”
Materia heterogéneas
“Propiedades y composición distintas,
es siempre una mezcla”
Materia homogéneas
“Composición constante en toda su
extensión”
Sustancias puras
“Composición química
constante y propiedades
únicas”
Mezclas
homogéneas
(soluciones)
“Dos o mas sustancias en
proporciones variables”
Elementos
“No pueden
separarse por
medios físicos o
químicos”
Compuestos
“Formada por 2 o
mas elementos en
proporciones fijas”
Separación por
medios físicos en
Separación por
medios químicos en
Separación por
medios físicos en

18. CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA

20.  Las sustancias ocupan un volumen definido.
 Tienen forma propia
 La movilidad de las partículas que las
constituye es casi nula
 Existe una gran cohesión
 Son incompresibles (es decir que su volumen
no se puede reducir)

21.  Ocupa un volumen fijo, pero es necesario que se le coloque
en un recipiente
 El volumen del líquido tomará la forma del recipiente en que
se coloca.(no posee forma propia)
 La movilidad y las fuerzas de cohesión de sus partículas son
intermedias.
 Pueden comprimirse solo bajo efectos de presiones altas
 Un liquido se dilata al calentarse y se contrae el enfriarlo
 Un liquido puede difundirse a través de otro, si hay
miscibilidad entre ellos.
 Se transforma en gas al incrementar la temperatura
 Se transforma en sólido al bajar su temperatura

22.  No tiene forma ni volumen definidos, por lo que se almacena en un
recipiente cerrado.
 El gas tiende a ocupar todo el volumen del recipiente en que está
confinado.
 Sus partículas poseen gran energía cinética, presentando
movimientos desordenados.
 A volúmenes pequeños se pueden comprimir
 Llenan cualquier recipiente y se expanden fácilmente.
 Se difunden con rapidez en otro gas.
 en el recipiente que los contiene, ejercen una presión sobre sus
paredes
 Conforme aumenta la temperatura , la presión del gas incrementa

23.  En 1930 Langmuir introdujo el
término de plasma (del griego
moldeable).Para designar a los
gases ionizados existentes en el
universo.
 compuesto por electrones y
iones (+) a temperaturas
mayores a 5000º C.
* Cuando la materia se calienta a
estas temperaturas las
colisiones entre las partículas
son violentas que se pueden
desprender electrones de los
átomos.
El plasma se forma en un reactor
nuclear al mezclar isótopos de H2,
Deuterio y Titrio + calor a 100
millones de grados centígrados
produce una fusión.
*La mayoría del universo esta
compuesto de plasma.
EL ESTUDIO DEL PLASMA SE LE
CONOCE COMO:
Magnetohidrodinámica (MHD)
Gas Caliente comprimido
Magnéticamente
Los Científicos esperan emplear el
plasma como fuente de energía al
obtenerla de las reacciones
nucleares de fusión.
* Ejemplo: estrellas, espacio sideral,
propulsión de vehículos espaciales.
ESTADO DE LA MATERIA QUE SE CARACTERIZA POR HABER
SIDO LOS ELECTRONES DE UN GAS ACELERADOS HASTA
SEPARARSE DE LOS ATOMOS

27. NOMBRE COMUN NOMBRE CIENTIFICO FORMULA PARA QUE SE UTILIZA
Sal Cloruro de sodio NaCl Sazonador
Amoniaco Amoniaco NH3 Desinfectante
Leche de magnesia Hidróxido de magnesio Mg(OH)2 Antiácido y laxante
Hielo seco Dióxido de carbono CO2 Extinguidor de fuego
Sosa cáustica Hidróxido de sodio NaOH Fabricación de jabón
Mármol, piedra caliza. Carbonato de calcio CaCO3
En la industria del
cemento, antiácido,
prevenir diarrea
Agua Agua pura H2O Beber, lavar.
Ácido de batería Ácido sulfúrico H2SO4 Limpiador de metales.
Cuarzo Óxido de silicio (IV) SiO2 Arena para construcción
Anestesia Dióxido de nitrógeno N2O Anestésico
Polvo de hornear
Carbonato ácido de sodio
o bicarbonato de
sodio
NaHCO3
Antiácido, extinguidor de
fuego

30. Procedimiento: para la
separación y
purificación de
líquidos, y es el que se
utiliza siempre que se
pretende separar un
líquido de sus
impurezas no volátiles.

31. Ejemplo:
Las Salinas.
Del agua de mar se
obtiene sales: cloruro
de sólido, de potasio,
etc…

32. Procedimiento que
acelera la sedimentación.
Mediante un
movimiento de rotación
constante y rápido,
lográndo que las
partículas de mayor
densidad, se vayan al
fondo y las más livianas
queden en la parte
superior

33. Centrifugación: Método utilizado
para separar un sólido de un liquido
mediante un aparato llamado
centrifuga, por el cual un
movimiento de translación acelerado
aumenta la fuerza gravitacional
provocando un sedimento del sólido
o partículas de mayor densidad.

34. Paso de la mezcla
por medio de
papeles filtros de
distintos tamaños.
Método sencillo y
barato.
No altera las
propiedades de las
sustancias

35.  Cristalización:
consiste en separar un
sólido que esta disuelto
en una solución,
finalmente el sólido
queda como cristal.
Sublimación: Cuando
una sustancia pasa del
estado sólido al gaseoso
por incremento de
temperatura, sin pasar por
él liquido.

36. Método para separar una mezcla de
sólidos que sean solubles en el mismo
disolvente.
Se aplica para mezclas
sólido insoluble – líquido.

37. Se vale de las
propiedades magnéticas
de algunos materiales.
Se emplea para
separar mezclas en donde
uno de sus componentes
es magnético.

38. Se aplica para
mezclas de sólidos con
diferentes tamaños de
partícula, utilizando
para ello mallas.

39. Es la separación de componentes de la
mezcla heterogénea, donde sus componentes son
sólidos y uno de ellos se evapora por aumento de
la temperatura.

40. El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas
con la idea de una capacidad para obrar, transformar, poner en
movimiento.
En física, Energía es la capacidad de obrar, transformar y poner en
movimiento.
En tecnología y economía, energía (tecnología) se refiere a un recurso
natural y la tecnología asociada para explotarla y hacer un uso industrial o
económico del mismo.

41. Energías renovables:
Energía eólica
Energía geotérmica
Energía hidráulica
Energía mareomotriz
Energía solar
Energía cinética
Biomasa
Gradiente térmico oceánico
Fuentes de Energías no renovables (o nuclear-fósil):
Carbón
Centrales nucleares
Gas Natural
Petróleo

42.  Cuáles son los tipos de Energía?
 Los tipos de energía son:
 Energía Mecánica
 Energía Potencial
 Energía Cinética
 Energía Química
 Energía Calórica
 Energía Eléctrica
 Energía Nuclear
 Energía Solar*
 Energía Geotérmica*
 10- Energía eólica*
 11-Energía Hidráulica*
 12- Fuentes de energía renovables
 13- Fuentes de energía no renovable
 14- Energía Mareomotriz*
 Energía Calórica
 ejemplo:
 Tostadora
 Refrigerador
 Ventilador
 Plancha
 Tetera eléctrica

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 Energía Eléctrica. Es la que procede de los electrones de los átomos.
 Energía térmica o interna. Se debe al movimiento de los átomos y las
moléculas: a más movimiento molecular más energía térmica. La
temperatura mide la energía interna de los cuerpos.
 Energía Química. Se debe a la constitución y la forma de las moléculas
propias de cada sustancia y se manifiesta en los procesos y reacciones
químicas.
 Energía radiante. Es la que poseen las ondas electromagnéticas que se
transmiten por el espacio, como la luz, las ondas de TV y de radio, los rayos
ultravioletas, los rayos X…
 Energía mecánica. Engloba a la que poseen los cuerpos que se mueven y a
la que tienen por su posición respecto a la altura:
 La energía cinética de un cuerpo que se mueve aumenta cuando su velocidad
crece. También es mayor cuanto más grande es la masa del cuerpo que se mueve.
Es la que poseen los coches en circulación, las personas al moverse, la Tierra al
desplazarse y girar en el espacio, etc…
 La energía potencial de un cuerpo aumenta con la altura a la que se encuentra.
Posee energía potencial el agua de un río e lo alto de una cascada; un paracaidista
en cualquier punto de su caída; un alpinista en lo alto de una montaña; un vecino
del último piso respecto al del bajo; etc. Esta energía se debe a la atracción
gravitatoria (fuerza de gravedad)

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 El principio de conservación de la energía dice que la energía no se crea ni se
destruye, solo se transforma. Es decir, la cantidad de energía de un sistema (como el
universo) permanece constante, por lo tanto, si durante un proceso, aparentemente, un
tipo de energía desaparece, tiene que haberse convertido en otro tipo.
 LA ENERGÍA SE TRANSFORMA porque cualquier tipo de energía se puede
convertir en otro. Por ejemplo al correr, la energía química de los alimentos de
transforma en energía mecánica; al conectar una lavadora, la energía eléctrica se
convierte en mecánica; en el motor del coche, la energía química del combustible se
transforma en mecánica; en una central hidráulica , la energía cinética del salto de agua
(que antes era potencial) pasa a ser eléctrica, etc…
 DURANTE LA CAÍDA O EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS, los dos tipos de
energía mecánica se transforman entre sí porque la energía potencial se puede convertir
en cinética y la cinética en potencial.

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 Una fuente de energía es un sistema material o un fenómeno del que se
puede extraer y utilizar energía. Por ejemplo el Sol es la mayor fuente de
energía, la energía de sus reacciones químicas se transforma en energía
radiante que a la Tierra llega como energía luminosa y térmica, y origina los
vientos, el calentamiento del agua, el desarrollo de las plantas, etc…
 Las fuente de energía que más utilizamos actualmente no son
renovables, pues se agotarán si se siguen consumiendo. Estas son: el
petróleo (gasolinas, gasoil y otros combustibles), el carbón, el gas natural
(metano) y las sustancias radiactivas (uranio, plutonio). Son energías
contaminantes, pues al usarlas se obtienen gases que pasan al aire y residuos
muy difíciles de eliminar, todos ellos peligrosos para el desarrollo de la vida
en nuestro planeta.
 Las fuentes de energía renovables son las que no se agotan porque se
renuevan conforme se usan y son poco contaminantes. Son fuentes
renovables el Sol (energía solar), los ríos y los saltos de agua (energía
hidráulica), el viento (energía eólica), la biomasa (basuras y residuos
orgánicos que se queman), las mareas (energía mareomotriz), etc…

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Existen unos tipos de energía útiles para el ser humano y otros muy difíciles de
aprovechar.
 Decimos que la energía se degrada cuando se transforma en una forma de
energía que no es aprovechable.
 Normalmente en cualquier proceso o fenómeno, una parte de la energía se
degrada en calor no recuperable que va a parar al aire. Por ejemplo una parte
de la energía cinética de un coche en movimiento se degrada por el rozamiento
de los neumáticos con la carretera, y se transforma en calor que no puede
aprovecharse.
 La energía se puede almacenar para utilizarla posteriormente. Por ejemplo,
la energía eléctrica de la batería de un coches, la que acumula el agua en un
embalse, el calor almacenado en un deposito de agua, la que almacenan las
plantas en las moléculas que fabrican con la energía de la luz, o la que acumula
nuestro cuerpo al alimentarnos.
 Transformamos casi todas las energías en en energía eléctrica porque
es más aprovechable y más cómoda de manejar y de transportar (por medio de
los tendidos eléctricos). Cuando la energía se almacena y se transporta, parte se
convierte en calor (por tanto, no se puede aprovechar totalmente), es decir, parte
de esa energía también se degrada.

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Sistema Transformación de energía Objeto
Horno solar Solar, en térmica Calentar agua
Placa solar Radiante, (luminosa) en eléctrica Obtener electricidad
Molinos eólicos Cinética, (del viento) en eléctrica Obtener electricidad
Salto de agua
Cinética, (hidráulica) en eléctrica
Obtener electricidad
Géiser
Geotérmica (de la Tierra) en
térmica y eléctrica
Calentar agua, uso como aguas
termales y obtener electricidad
Olas Mecánica en eléctrica Obtener electricidad
Mareas
Mecánica en eléctrica
Obtener electricidad
Restos vegetales y
desechos orgánicos
Química en química
Obtener metano (biogás) y otros
combustibles

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 Es necesario ahorrar energía porque las fuentes no renovables
que utilizamos actualmente son limitadas y terminarán
agotándose, y porque al utilizarlas generamos contaminación: a
más energía utilizada más contaminación.
 Debemos reciclar los residuos (vidrio, plásticos, papel y cartón,
etc…) porque al no tener que fabricar nuevos materiales, no se
derrochan las fuentes de enrgía y se generan menos residuos y
menos basura.
Actualmente se investiga para obtener energía de manera similar a
como se produce en nuestro Sol y en las demás estrellas (fusión
nuclear). Es una energía renovable y no contaminante que puede
ser la solución para el futuro.

49. Ejemplos