Unidad i tema 1

CIENCIA Y TECNOLOGÍA I
LOS SISTEMAS MATERIALES
CARACTERÍSTICAS Y CLASIFICACIONES
Prof. Lcdo. Gilberto A. Sánchez B.

Prof. Lcdo. Gilberto A. Sánchez2
Ciencia y Tecnología I - Unidad I - Los Sistemas
Materiales , Características y Clasificación
A manera de Introducción…
 ¿Qué es la Ciencia?
 (Del lat. scientĭa).
 1. f. Conjunto de conocimientos obtenidos
mediante la observación y el razonamiento,
sistemáticamente estructurados y de los que se
deducen principios y leyes generales.
 2~ pura.
 1. f. Estudio de los fenómenos naturales y otros
aspectos del saber por sí mismos, sin tener en
cuenta sus aplicaciones.
Fuente: RAE - http://lema.rae.es/drae/?val=ciencia

A manera de Introducción…
 ¿Qué es la Tecnología?
 tecnología.
 (Del gr. τεχνολογία, de τεχνολόγος, de τέχνη, arte,
y λόγος, tratado).
 1. f. Conjunto de teorías y de técnicas que
permiten el aprovechamiento práctico del
conocimiento científico.
 2. f. Tratado de los términos técnicos.
 3. f. Lenguaje propio de una ciencia o de un arte.
 4. f. Conjunto de los instrumentos y procedimientos
industriales de un determinado sector o producto.
Fuente: RAE - http://lema.rae.es/drae/?val=Tecnologia

Los sistemas materiales
 ¿Qué es un sistema?
 sistema.
 (Del lat. systēma, y este del gr. σύστημα).
 1. m. Ling. Conjunto estructurado de unidades
relacionadas entre sí que se definen por oposición;
p. ej., la lengua o los distintos componentes de la
descripción lingüística.
 2. m. Biol. Conjunto de órganos que intervienen en
alguna de las principales funciones vegetativas.
Sistema nervioso.
 Ej. El de pesas y medidas que tiene por unidades
fundamentales el centímetro, el gramo y el
segundo.
Fuente: RAE - http://lema.rae.es/drae/?val=sistema

 ¿A qué llamamos material (materia)?
 material.
 (Del lat. materiālis)
 1. adj. Perteneciente o relativo a la materia.
 2. adj. Opuesto a lo espiritual.
Fuente: RAE http://lema.rae.es/drae/?val=materiales

 Se llama sistema
material a una porción
limitada del universo que
se separa, real o
imaginariamente, para su
estudio.
 Pueden ser ejemplos de
sistemas materiales: para
un físico nuclear dos
protones que interactúan;
para un astrónomo la vía
láctea; para un químico
una reacción que se
realiza en un erlenmeyer;
etc..Fuente: RAE http://lema.rae.es/drae/?val=materiales

Tipos de sistemas materiales
 En función de la transferencia de masa y energía
entre el sistema y el medio, estos pueden
clasificarse en: abierto, cerrado y aislado

 Sistema Abierto: hay transferencia de masa y
energía entre el sistema y el medio o viceversa.
En este sistema, la masa de agua recibe calor -
energía térmica- procedente de su medio,
simultáneamente parte de la masa de agua
convertida en vapor pasa al medio.

 Sistema Cerrado: solamente hay intercambio de
energía entre el sistema y el medio o viceversa.
El agua que se calienta dentro de un erlenmeyer
tapado constituye un sistema cerrado. Hay
transferencia de calor como en el caso anterior,
pero como el vapor del agua no puede escapar,
no hay transferencia de masa.

 Sistema Aislado: no hay pasaje de masa ni de
energía del sistema al medio o viceversa.
Un termo tapado, cuya doble pared de vidrio no
es atravesada por la masa de agua ni por el
calor, constituye un sistema aislado.

Materia
 Masa:
(Del lat. massa).
1. f. Magnitud física que expresa la cantidad de
materia que contiene un cuerpo. Su unidad en el
Sistema Internacional es el kilogramo (kg).
Fuente: RAE http://lema.rae.es/drae/?val=masa

Materia
 Masa
 La masa de un objeto es una propiedad
fundamental del objeto; es una medida numérica
de su inercia; una medida fundamental de la
cantidad de materia en el objeto.
 Como vimos la masa es la magnitud que
cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo.
Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa
un lugar en el espacio.
 La unidad de masa, en el Sistema Internacional
de Unidades es el kilogramo (kg). el sistema de
múltiplos y submúltiplos se estableció a partir del
gramo:
1 kilogramo = 1.000 gramos
Fuente: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mass.html

Materia
 Volumen
 (Del lat. volūmen).
1. m. Corpulencia o bulto de algo.
2. m. Magnitud física que expresa la extensión de un
cuerpo en tres dimensiones: largo, ancho y alto. Su
unidad en el Sistema Internacional es el metro cúbico
(m3).
3.m. Geom. Espacio ocupado por un cuerpo.
Fuente: http://lema.rae.es/drae/srv/search?id=xJqcIMbfRDXX25t5Z6tO

Materia
 Masa y Volumen
 Las dos propiedades extensivas
más importantes de todos los
cuerpos materiales son: la masa
y el volumen. Ambas sirven
para conocer de modo indirecto
la cantidad de materia que
contiene un cuerpo o sistema
material.
 Todos los cuerpos materiales,
sean sólidos, líquidos o gases,
tienen masa y ocupan un
volumen en el espacio.
Fuente: http://www.educared.org/global/concurso2001/996/masa_vol.htm

Materia
 Densidad.
(Del lat. densĭtas, -ātis).
1. f. Fís. Magnitud que expresa la
relación entre la masa y el volumen
de un cuerpo. Su unidad en el
Sistema Internacional es el
kilogramo por metro cúbico (kg/m3).
Fuente http://lema.rae.es/drae/srv/search?id=M5bBiN5jaDXX2FW11FB8

Materia
 Densidad.
Densidad = Masa / Volumen
Fuente http://web.educastur.princast.es/proyectos/formadultos/materiayenergia/uuno_captres_pauno.htm
Volumen = 100 cm3
Masa = 90 g
Volumen = 100 cm3
Masa = 800 g
Fíjate que los dos cubos tienen el mismo volumen, pero su masa es
diferente. El cubo de acero tiene más masa que el de madera. El acero
es más denso que la madera: en el mismo volumen tiene más cantidad
de materia.

Materia
Densidad = Masa / Volumen
Lado = 15 cms.
Masa = 6000 gr
Densidad = ?

Fuente:
http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/sistemainternacio
nal/sistemainternacional.html
El Sistema Internacional de
Unidades (SI) es el sistema
coherente de unidades, adoptado y
recomendado por la XI Conferencia
General de Pesas y Medidas
(CGPM), en 1960, a partir del
Sistema MKS, constituye un
catálogo de unidades en las que hay
que expresar las medidas de las
diferentes magnitudes.
 ¿Qué es el Sistema
Internacional de Unidades?
Unidades de Volumen y de Masa

Sistema Internacional de Unidades
El Sistema Internacional
de Unidades está
integrado por unidades de
base o fundamentales y
por unidades derivadas,
las cuales en conjunto
forman un sistema
coherente. Las unidades
fundamentales son
aquellas con las cuales se
estructura el Sistema
Internacional, y son las
siguientes:
Unidades de base del Sistema Internacional (SI)
Unidad de longitud

Fuente http://3.bp.blogspot.com/-
Mnu5Di56u1Q/TXveNBEtVRI/AAAAAAAABOo/uhVuGe-
Unidad de longitud
 SI - Unidades Básicas

Sistema Internacional de Unidades
Unidad de longitud
Magnitud
Nombre de
la unidad
Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Intensidad
de
corriente
eléctrica
ampere A
Temperatura kelvin K
Intensidad
luminosa
candela cd
Cantidad de
sustancia
mol mol

 Magnitudes y Unidades:
Fuente http://www.docstoc.com/docs/113473066/UNIDADES-DE-MEDIDA---
Llamamos magnitud a cualquier característica
de la materia que se puede expresar con un
número y unidad de forma inequívoca.
Medir una magnitud es compararla con una
cantidad de su misma naturaleza, que llamamos
unidad para ver cuantas veces la contiene.

 ¿Qué son las Unidades
de Medida?
Una unidad de medida es una
cantidad estandarizada de una
determinada magnitud física.
En general, una unidad de
medida toma su valor a partir
de un patrón o de una
composición de otras unidades
definidas previamente.

 Magnitudes y Unidades:
La Unidad:
Aunque se puede utilizar cualquier magnitud
como unidad, esta debe ser:
Constante: ser siempre la misma
independientemente de dónde se encuentre.
Universal: que pueda ser utilizada por
cualquiera.
Fácil de reproducir: que pueda ser duplicada
de forma sencilla.

Fuente
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_anglosaj%C3%B3n_de_unid
Unidad de longitud
 Otros Sistemas de Unidades
Sistema Ingles, Anglosajón o Sistema
Imperial de Unidades:
El sistema anglosajón de unidades es el
conjunto de las unidades no métricas (que se
utilizan actualmente) es oficial en solo 3 países
en el mundo , como Estados Unidos de América,
Liberia y Birmania, además de otros territorios y
países con influencia anglosajona pero de forma
no oficial, como Bahamas, Barbados, Jamaica,
Puerto Rico o Panamá, y en menor grado
(particularmente en ingeniería y tecnología) en
Latinoamérica.

Fuente http://www.slideshare.net/riangoso/sistema-internacional-de-medidas-y-el-
El Sistema inglés de medidas utiliza las siguientes
unidades: millas, pies, pulgadas, onzas y libras, entre
otras.
Sistema inglés Sistema
internacional
Milla (mi) 1 609.34 m
1.609 km
Yarda (yd) .914 m
91.4 cm
Pie (ft) .304 m
30.48 cm
Pulgada (in) .0254 m
2.54 cm
 Sistema Ingles, Anglosajón o Sistema

otras.
internacional
Libra (lb) .454 kg
454 g
Onza (oz) .0283 kg
28.37 g

otras.
internacional
Galón (gal) 3.785 l
Onza (fl. oz) .295 l
29.57 ml
Pinta (pt) .473 l
Cuarto (qt) .946 l

Fuente http://www.escolar.com/geometr/14GRANDE.gif
 Cálculo de Superficie de figuras
geométricas regulares
Para algunos cuerpos
tridimensionales de forma
regular es muy útil (casi
imprescindible), para
calcular su volumen,
conocer la superficie de
su base y luego
multiplicar esta por su
altura, es el caso de los
prismas, piramides,
cilindros, conos, entre
otros.

Fuente http://www.escolar.com/geometr/14GRANDE.gif
 Cálculo del Volumen de sólidos
regulares
Calcular el volumen de un cuerpo, en este
caso, sólidos de forma regular es determinar
con una magnitud y unidad la cantidad de
espacio que este ocupa en cuanto tres
dimensiones.
Dependiendo de
la forma de un
objeto se
deberá emplear
una
determinada
formula
matemática
para ello.

 Cálculo de Volumen de sólidos
regulares
Fuente http://www.profesorenlinea.cl/geometria/cuerposgeoAreaVolum.htm

 Unidades de Volumen y su equivalencia
Fuente

 Conversión entre Unidades de Volumen
Fuente

Fuente: http://html.rincondelvago.com/000599710.jpg
 Unidades de masa y su equivalencia
Kilo Hecto Deca gramo Deci Centi mili
1000 100 10 1 0,1 0,01 0,001
TODOS CON EL SUFIJO "GRAMO"
Unidad 1 Kilo 1 Hecto 1 Deca 1 gramo 1 deci 1 centi 1 mili
Kilo 1 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,00001 0,000001
Hecto 10 1 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,00001
Deca 100 10 1 0,1 0,01 0,001 0,0001
gramo 1000 100 10 1 0,1 0,01 0,001
deci 10000 1000 100 10 1 0,1 0,01
centi 100000 10000 1000 100 10 1 0,1
mili 1000000 100000 10000 1000 100 10 1

Fuente:
http://mate5y6pchica.pbworks.com/w/file/fetch/61717843/Unidades%20de%20
 Conversión entre Unidades de Masa

 Ejercicios de Conversión entre
UnidadesConvertir las unidades de medida como
indicado
a) 8000 ml = L
b) 250 ml = L
c) 3100 cm3 = L
d) 700 cm = m
e) 10 m2 = mm2
f) 6000 m = Km
g) 7320 cm3 = hm3
h) 0.054 Kg g
I) 0.00012 Hg mg
j) 25648 mm m

 Sistema Internacional de Unidades (SI):
Masa y Peso
 La masa y el peso son cosas
completamente diferentes.
Fuente: http://www.diferencia-entre.com/diferencia-entre-masa-y-peso/
La masa es la materia que tienen
los cuerpos, se relaciona con el
número de partículas que lo
conforman. Se puede medir en
gramos, libras, kilogramos,
onzas, toneladas, etc.
El peso en tanto, es la fuerza con
la que el cuerpo es atraído por la
gravedad y va a depender de la
masa del cuerpo. Por ejemplo, si
un cuerpo es el triple en masa
que otro, también será el triple su
peso. Se puede medir en Newton,
libras-fuerza, kilos-fuerza, etc.Peso = Masa * Gravedad.

Lado = 25 cms.
Masa = 8000 gr
Densidad = ?
 Relación entre Masa y Volumen:

De lo anterior podemos deducir
que:
La densidad es una medida utilizada por la física y la
química para determinar la cantidad de masa
contenida en un determinado volumen.
Su unidad en el SI es el kg/m3. Sin embargo, a nivel de
laboratorio o experimentación la unidad de densidad en el SI
(kg/m3) resulta un poco grande, por lo tanto podemos utilizar
un submúltiplo que se utiliza más que es el g/cm3
Fuente http://www.colegioglenndoman.edu.co/2009a%20quimica%20clase%201.htm
Densidad
del Agua

Densidad
del Plomo
Densidad
del Corcho
Esto quiere decir que 1 cm3 de corcho pesa 0.25 gramos, aquí vemos
que el corcho es casi 4 veces menos pesado que el agua, por lo tanto
es un material muy poco denso o muy liviano y al colocarlo en el agua
tiene que flotar.
Esto quiere decir que 1 cm3 de plomo pesa 11.3 gramos, aquí vemos
que el plomo es casi 10 veces mas pesado que el agua, por lo tanto
es un material muy denso o muy pesado y al colocarlo en el agua
tiene que hundirse.

 Densidades de algunas sustancias :
Sólidos g/cm
Aluminio 2,7
Corcho 0,25
Cobre 8,96
Hielo 0,92
Hierro 7,9
Madera 0,2-0,8
Plomo 11,3
Hielo 0.92
Oro 19.3
Madera 0,9
Líquidos g/cm
Acetona 0,79
Aceite 0,92
Agua de mar 1.025
Agua 1
Alcohol etílico 0,79
Gasolina 0,68
Leche 1,03
Mercurio 13,6
Sangre 1.06
Glicerina 1.26

 Problemas tipo sobre Sistema
Internacional de Unidades:
Vamos a conocer la densidad del objeto x ¿Con los datos
obtenidos podremos saber de qué sustancia pura se trata?
Con la balanza determinamos la masa del objeto; en este caso,
445 g.
Como es un sólido irregular, calculamos su volumen, que
equivale al líquido desplazado en la probeta.

 Problemas tipo sobre Sistema
Internacional de Unidades:
A Partir de la formula para calcular la Densidad,
Despejando, se puede conocer las formulas para calcular la
masa y el volumen, así tendremos que:

 Ejercicios de Cálculo de masa, volumen y
densidad
Para afianzar los conceptos y forma de hallar la densidad, la masa y el
volumen de algunas sustancias resuelva los siguientes ejercicios:
Calcular la densidad en g/cm ³ de:
a) granito, si una pieza rectangular de 0,05 m x 0,1 m x 23 cm, tiene una
masa de 3,22 Kg. Cuál será su densidad en g/cm³
b) Si 2 litros de leche tienen una masa de 2,06 kg. Cuál será su densidad en
g/cm³
c) Cuál será la masa de 86 cm³ de fosfato de bismuto si la densidad es de
6,32 g/cm ³.
d) Cuál será la masa de 610 cm³ de perclorato de bario si la densidad es de
2,74 g/cm ³.
e) Cuál será el volumen de 40,5 g de silicato de cromo si la densidad es de
5,5 g/cm³.
f) Cuál será el volumen de 706 g de sulfato de cerio si la densidad es de 3,17

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