Propiedades de los Sistemas Físicos

Clasificación de las Propiedades

• Extensivas: Son aquellas cuyo valor depende de la cantidad de materia.
• Intensivas: Son aquellas cuyo valor no depende de la cantidad de materia.
• Generales: Su valor no permite diferenciar unas sustancias de otras.
• Características: Su valor permite diferenciar unas sustancias de otras.
• Físicas: Son aquellas que pueden ser determinadas sin que cambie la composición química de la sustancia.
• Químicas: Son aquellas que se manifiestan cuando cambia la composición química de la sustancia.

Conductividad Térmica

Es la capacidad de un material que mide su habilidad para conducir el calor a través de él mismo.

Clasificación de materiales según su conductividad térmica:

• Buenos conductores: Son aquellos materiales que permiten la rápida conducción de energía a través de ellos. También pueden ser llamados diatérmicos. Por ejemplo, el metal.
• Malos conductores (Aislantes): Son aquellos materiales donde la transferencia de energía a través de ellos es muy lenta. También pueden ser llamados materiales adiabáticos. Por ejemplo, la madera, el plástico, el aire, el corcho, etc.

Conductividad Eléctrica

Es la propiedad que mide la capacidad de un material para conducir la electricidad a través de él.

Clasificación de materiales según su conductividad eléctrica:

• Buenos conductores: Son aquellos materiales que permiten transferir electricidad a través de ellos. Por ejemplo, el metal y el grafito.
• Malos conductores (Aislantes): Son aquellos materiales que dificultan o simplemente no dejan pasar la electricidad a través de ellos. Por ejemplo, la madera, la goma y el plástico.

Propiedades Mecánicas de los Materiales

Son propiedades físicas que describen el comportamiento de un material sólido al aplicarle fuerzas externas.

• Elasticidad: Consiste en la capacidad de los materiales (denominados cuerpos elásticos) para recuperar su forma y dimensiones iniciales cuando cesa de actuar la fuerza que determinó su deformación.
• Dilatación Térmica: Es el aumento de volumen que experimenta un material. Cuando está asociado a un cambio de temperatura, se lo denomina dilatación térmica.

Propiedades de la dilatación:

1. Se dilata mucho con pocas variaciones de temperatura.
2. Se visualiza bien (de lo contrario, se colorea).
3. No moja las paredes del capilar.
4. Experimenta igual dilatación ante la misma variación de temperatura (es directamente proporcional).

Cambios de Estado de la Materia

Tipos de Cambios de Estado

Procesos Endotérmicos (Absorben calor)

• De sólido a líquido: Fusión.
• De líquido a gaseoso: Vaporización.
• De sólido a gaseoso: Sublimación.

Procesos Exotérmicos (Liberan calor)

• De gaseoso a líquido: Condensación.
• De líquido a sólido: Solidificación.
• De gaseoso a sólido: Condensación sólida o sublimación inversa.

Definiciones de Procesos y Puntos de Transición

• Procesos endotérmicos: Son las transformaciones o cambios que ocurren con absorción de energía en forma de calor.
• Procesos exotérmicos: Son las transformaciones o cambios que ocurren con la liberación de energía en forma de calor.
• Sublimación: Es el cambio de estado de sólido a gaseoso sin que aparezca la fase líquida. Si bien no es un cambio de estado frecuente, conocemos ejemplos de sustancias que subliman en condiciones ambientales, como el hielo seco, la naftalina y el paradiclorobenceno.
• Punto de fusión: Es la temperatura constante a la cual una sustancia cambia del estado sólido al estado líquido. Se la denomina también temperatura de fusión.
• Punto de solidificación: Es la temperatura constante a la cual una sustancia cambia del estado líquido al estado sólido. Se la denomina también temperatura de solidificación.
• Punto de ebullición: Es la temperatura constante a la cual hierve una sustancia. Se la denomina también temperatura de ebullición.
• Punto de ebullición normal: Es la temperatura de ebullición de una sustancia medida a la presión normal (1 atmósfera).

Escalas Termométricas

¿Qué es una escala?

• Es un intervalo dividido en partes iguales con valores numéricos ordenados y relacionados con una magnitud.
• Todos los instrumentos de medición están calibrados en relación con una escala determinada.
• Están creadas para realizar medidas de distintas magnitudes.

¿Qué significa escala termométrica?

Una escala termométrica (del griego thermos, ‘temperatura’, y metron, ‘medida’) nos permite medir la temperatura.

Fórmulas de Conversión

• De Celsius (°C) a Fahrenheit (°F): (°C × 1.8) + 32 = °F
• De Fahrenheit (°F) a Celsius (°C): (°F – 32) × 0.56 ≈ °C
• De Kelvin (K) a Celsius (°C): K – 273.15 = °C
• De Celsius (°C) a Kelvin (K): °C + 273.15 = K

Ley de Hooke

Esta ley establece que la relación entre la fuerza aplicada a un resorte (F) y su alargamiento (ΔL) es directamente proporcional, siempre que no se supere el límite de elasticidad. La constante de elasticidad, también llamada constante del resorte, se representa como K.

Cálculo de la Constante Elástica del Resorte (K)

Fórmula: K = F / ΔL

La constante elástica (K) puede determinarse dividiendo la fuerza que se ejerce sobre el resorte (F) por la variación de longitud del resorte (ΔL).

Cálculo de la Fuerza ejercida sobre el Resorte (F)

Fórmula: F = K * ΔL

La fuerza que se ejerce sobre el resorte (F) puede determinarse multiplicando la constante elástica (K) por la variación de longitud del resorte (ΔL).

Cálculo de la Variación de Longitud del Resorte (ΔL)

Método 1: Usando la Fuerza y la Constante

Fórmula: ΔL = F / K

La variación de longitud del resorte (ΔL) puede determinarse dividiendo la fuerza que se ejerce sobre el resorte (F) por la constante elástica (K).

Método 2: Usando las Longitudes

Fórmula: ΔL = Lf - Lo

La variación de longitud del resorte (ΔL) puede determinarse restando la longitud inicial del resorte (Lo) de la longitud final del resorte (Lf).