Conceptes Fonamentals de Química i Física: Propietats, Mètode Científic i Lleis dels Gasos
Propietats de la Matèria
Propietats Generals i Característiques
- Propietats generals: Aquelles el valor de les quals no serveix per identificar una substància (ex: temperatura, massa, volum).
- Propietats característiques: Aquelles que tenen un valor propi i característic per a cada substància (ex: densitat, punt de fusió, punt d'ebullició, duresa, solubilitat en aigua i conductivitat elèctrica).
Definició de Propietats Característiques
- Densitat: Quantitat de massa per unitat de volum (ex: plom i suro).
- Duresa: Resistència que presenta a ser ratllat (ex: diamant, talc).
- Solubilitat en aigua: Mesura la massa d'una substància que es pot dissoldre en 100 grams d'aigua (ex: sucre soluble, l'oli insoluble i immiscible).
- Conductivitat elèctrica: Mesura la capacitat per transmetre un corrent elèctric (ex: metalls són conductors, plàstics són aïllants).
Les Passes del Mètode Científic
- Observació: Examina i analitza un fenomen concret, plantejant-se preguntes sobre aquest.
- Elaboració d'hipòtesis: Dona una possible explicació del fenomen, responent a les qüestions plantejades.
- Experimentació: S'intenten reproduir els fenòmens observats en condicions controlades per verificar si les hipòtesis són vertaderes.
- Anàlisi de resultats: Els ordinadors permeten efectuar càlculs fàcilment, manejar taules i representar les dades obtingudes en un experiment.
- Obtenció de conclusions, definició de lleis i establiment de teories: Aquestes conclusions prediuen algun fenomen observable en el futur.
- Publicació de resultats: L'objectiu és que altres científics puguin reproduir els resultats o utilitzar-los per als seus estudis.
Lleis dels Gasos Ideals
Llei de Boyle-Mariotte (Temperatura constant)
P1·V1 = P2·V2 (Disminució de volum, augment de pressió)
Llei de Gay-Lussac (Volum constant)
P1/T1 = P2/T2 (Augment de temperatura, augment de pressió)
Llei de Charles (Pressió constant)
V1/T1 = V2/T2 (Augment de volum, augment de temperatura)
Si augmenta la velocitat a què es mouen les partícules, la temperatura d'un gas també augmenta. Si la pressió del gas es manté constant quan s'eleva la temperatura, el volum del recipient també ha d'augmentar. Així, el ritme a què es xoquen les partícules amb les parets del recipient es manté constant. Quan la temperatura baixa, el volum ha de disminuir per mantenir la pressió constant. Les partícules es mouen més lentament, de manera que en reduir-se el volum, el nombre de xocs per segon es manté.
Estats Físics de la Matèria segons la Teoria Cineticomolecular
Estat Sòlid
Forma i volum constants, no s'expandeixen i es comprimeixen amb dificultat.
- Estructura: Les partícules estan unides i formen una estructura rígida.
- Densitat: Les partícules es troben molt properes i ocupen poc volum. Quan la temperatura augmenta, el volum també augmenta i el sòlid es dilata.
Estat Líquid
Forma variable, volum constant, no s'expandeixen i es comprimeixen amb dificultat.
- Estructura: La unió entre partícules és més feble i poden lliscar les unes sobre les altres. Encara que el volum és constant, no és rígid i s'adapta a la forma del recipient.
- Densitat: És menor que la del sòlid. Les partícules estan menys agrupades i ocupen més volum. Quan augmenta la temperatura, es dilaten més que els sòlids.
Estat Gasós
Forma i volum variables, s'expandeixen i es comprimeixen.
- Estructura: Partícules aïllades i amb més llibertat per moure's. Els gasos es poden comprimir ràpidament, ja que podem fer que les seves partícules estiguin molt més pròximes i ocupin menys volum.
- Densitat: És la més baixa. Les partícules estan més separades en un volum màxim.