Clase 8. Físico Química. Sistemas Homogéneos. Soluciones

 

SISTEMAS HOMOGÉNEOS

MEZCLAS HOMOGÉNEAS: LAS SOLUCIONES

CONCENTRACION DE LAS SOLUCIONES

Clase 7. Físico Química. Los Sistemas Materiales

 

 Los Sistemas Materiales.

 

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CLASIFICACIÓN DE UN SISTEMA MATERIAL SEGÚN SU COMPOSICIÓN 

Los sistemas materiales según su composición pueden clasificarse en 

+ Homogéneos, 

+Heterogéneos 

+Inhomogéneos. 

Para distinguirlas unas de otras, es importante definir varios conceptos, como los presentados a continuación:

FASE, INTERFASE, COMPONENTES 

PROPIEDADES INTENSIVAS Y EXTENSIVAS 

 FASE: es una porción bien definida de un sistema material. 

 INTERFASE: es la línea de separación entre cada fase. 

 COMPONENTES: es cada uno de los elementos que constituyen un sistema material. 

Teniendo en cuenta estos conceptos, se pueden definir los sistemas homogéneos, heterogéneos y los inhomogéneos

Sistemas Inhomogéneos: no presentan una interfase definida, sus propiedades intensivas varían en forma gradual y continua. Ejemplo: la atmósfera terrestre.

 

Sistema Inhomogéneo

Actividad de la Clase .

1) Clasificar las siguientes propiedades en intensivas o extensivas 

a) Color:  __________________

b) sabor:  __________________

c) Volumen:  __________________

d) Peso:  __________________

e) Punto de fusión:  __________________

f) Superficie:  __________________

g) Densidad:  __________________

d) Olor:  __________________

2). Clasificar los siguientes sistemas en homogéneos o heterogéneos: 

a. Azufre y limaduras de hierro: _____

b.Perfume líquido con su vapor:

 c. Vino sin borra: __________________ 

d. Aceite y alcohol: ___________________ 

e. Agua con hielo: ___________________ 

f. Azúcar totalmente disuelta en vinagre: ___________________ 

g. Agua, sal disuelta y alcohol:______________________ 

h. Nafta con limaduras de cobre:____________________  

3) Dados los siguientes sistemas materiales del punto 2) indicar en cada caso, la cantidad de fases y la cantidad de componentes. (sólo van números)

a. Cantidad de fases:.............. Cantidad de componentes:................

b. Cantidad de fases:.............. Cantidad de componentes:................

c. Cantidad de fases:.............. Cantidad de componentes:................

d. Cantidad de fases:.............. Cantidad de componentes:................

e. Cantidad de fases:.............. Cantidad de componentes:................

f. Cantidad de fases:.............. Cantidad de componentes:................

g.Cantidad de fases:.............. Cantidad de componentes:................

h.Cantidad de fases:.............. Cantidad de componentes:................

Clase 6. Físico Química. Los cambios de Estado de la Materia

 

CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA 

La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y presión, ya sea aumentando o disminuyendo la energía calórica. En la naturaleza es frecuente observar que la materia cambia de un estado a otro. 

Tal vez el ejemplo más conocido sea el caso del agua, que se puede encontrar en forma sólida, líquida y gaseosa. 

Los cambios de estado son seis: VOLATILIZACIÓN , FUSIÓN, EVAPORACIÓN, SUBLIMACIÓN REGRESIVA, SOLIDIFICACIÓN Y CONDENSACIÓN.

Los tres primeros se producen cuando un cuerpo recibe energía en modo de calor, y los tres últimos cambios ocurren cuando un cuerpo pierde calor. Las partículas de las sustancias, al ganar calor dejan de estar quietas o a moverse más rápidamente, mientras que al perder calor las partículas se mueven más lentas, o incluso detenerse.

VOLATILIZACIÓN (o sublimación progresiva): Este cambio se produce cuando un cuerpo pasa del estado sólido al gaseoso directamente. Ejemplo: sublimación del yodo, sublimación de la naftalina. 

FUSIÓN (O derretimiento): Es el paso de una sustancia, del estado sólido al líquido por la acción del calor. Ejemplo: Derretimiento de los hielos en los glaciares.

EVAPORACIÓN (Vaporización o Ebullición): Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al gaseoso.  Sin embargo, si se aplica mayor calor al cuerpo líquido, tanto las partículas de la superficie como las del interior del líquido podrán pasar al estado gaseoso. El cambio de estado así producido se llama Ebullición. 

Ejemplo: Agua que hierve en una pava.

SUBLIMACIÓN REGRESIVA (O inversa): Es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia gaseosa se vuelve sólida, sin pasar por el estado líquido. 

SOLIDIFICACIÓN: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al sólido. Este proceso ocurre a una temperatura característica para cada sustancia denominada punto de solidificación y que coincide con su punto de fusión. 

CONDENSACIÓN (O licuación): Es el cambio de estado que se produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso al estado líquido. Ejemplo: El oxígeno a temperatura ambiente que se congela hasta convertirse en oxígeno líquido.

TEMPERATURAS ESPECÍFICAS: 

PUNTO DE FUSIÓN Y PUNTO DE EBULLICIÓN.

Cuando la sustancia de un cuerpo pasa de un estado a otro cercano, lo hace a una determinada temperatura: 

Por ejemplo, la temperatura en donde un cuerpo pasa de sólido a líquido se llama "Punto de Fusión". En cambio, la temperatura en donde la sustancia de un cuerpo pasa de un estado líquido a gaseoso se llama "Punto de Ebullición".

Cada sustancia tiene su propio punto de fusión y ebullición. Por ejemplo, el punto de fusión del agua es de 0°C (Cero grados centígrados) y su punto de ebullición es de 100°C.

Clase 5. Físico Química. Transmisión del Calor

 

FORMAS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR: 

CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN

 

 En nuestro día a día presenciamos estas tres diferentes formas de transmisión de calor, ya que hacemos uso de ellas al calentar la casa, cocinar lo alimentos, tomar el sol…

Conocer con exactitud la diferencia entre las tres es importante tanto para comprender correctamente el funcionamiento de los sistemas de calefacción como el de algunas energías renovables.

1. CONDUCCIÓN

El calor por conducción se produce cuando dos objetos a diferentes temperaturas entran en contacto. El calor fluirá a través del objeto de mayor temperatura hacia el de menor buscando alcanzar el equilibrio térmico (ambos objetos a la misma temperatura).

Un ejemplo lo tenemos a la hora de cocinar. Cuando estamos cocinando en una sartén, si se nos ocurre dejar un cubierto metálico apoyado en el borde, al cogerlo notaremos que se ha calentado (incluso puede que nos quememos). El calor se ha transferido de la sartén al cubierto por conducción.

2. CONVECCIÓN

La transmisión de calor por convección tiene lugar en líquidos y gases. Ésta se produce cuando las partes más calientes de un fluido ascienden hacia las zonas más frías, generando de esta manera una circulación continua del fluido (corriente convectiva) y transmitiendo así el calor hacía las zonas frías.

Los líquidos y gases, al aumentar de temperatura disminuyen de densidad, provocando la ascensión. El hueco dejado por el fluido caliente lo ocupa el fluido más frío (de mayor densidad).

                          

3. RADIACIÓN

La transferencia de calor por radiación no necesita el contacto de la fuente de calor con el objeto que se desea calentar. A diferencia de la conducción y convección, no precisa de materia para calentar.

El calor es emitido por un cuerpo debido a su temperatura. Para este caso podemos tomar como ejemplo el sol. El calor que nos llega del sol viaja por el espacio vacío y calienta la superficie de la Tierra.

De entre todas las energías renovables es la energía solar la que más aprovecha la radiación, pero en concreto la energía solar térmica juega con estas formas de transferencia de calor. Los tubos por los que transportan el agua están al vacío, de manera que todo el calor lo captan mediante radiación y evitan todas las pérdidas que se producirían por convección.

Resumen

Las tres formas de transmisión de calor se puede resumir en la siguiente imagen:

• Conducción: El calor que se transmite a través de la cuchara metálica.
• Convección: El flujo del café dentro de la taza.
• Radiación: La foto en sí. Al ser una imagen térmica tomada con una cámara termográfica capta el calor emitido por radiación de los cuerpos.