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La Química es una ciencia experimental que
estudia la materia, sus propiedades y sus
transformaciones. Dentro de tales aspectos, es
relevante mencionar que la materia es todo aquello
que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio; es
decir, tiene volumen.
La materia puede presentarse de diferentes
formas, a lo que se le conoce con el nombre de
materiales. Además; corresponde destacar que estos
materiales poseen ciertas propiedades que ocupan
este estudio, las Propiedades No Características.
Las propiedades no características se definen
como
aquellas
que
no
permiten
identificar
exactamente el material que se analiza, porque
dependen de la cantidad de materia presente en la
muestra, no de su naturaleza química.
Las propiedades no características de
la materia, son:
Masa (m): es la cantidad de materia que posee un
cuerpo o material. Se mide con una balanza y se
expresa en gramos (g), sus múltiplos y
submúltiplos.
Volumen (V): es el espacio que ocupa un cuerpo. Se
mide con instrumentos como cilindro graduado,
bureta, pipeta, entre otros. Se expresa en litros (L) o
metros cúbicos (m3), sus múltiplos y submúltiplos.
Temperatura (T): es el grado o nivel de calor que
posee un cuerpo. Se mide con un termómetro y se
expresa en Grados Centígrados (ºC), Grados
Farenheit (ºF) o Grados Kelvin (K).
Los materiales pueden encontrarse en tres fases físicas que son:
sólido, líquido o gaseoso. A todos ellos se les puede determinar
cualquiera de las tres propiedades no características. Sin embargo;
por razones de conveniencia a tu estudio se determinará el volumen a
sólidos regulares y a sólidos irregulares, según el método que
corresponda, pues esto es posible realizarlo analíticamente, es decir,
a través de cálculos matemáticos y fórmulas matemáticas.
En cuanto se refiere a la determinación de masa y temperatura,
conviene hacerlo experimentalmente, mediante el empleo de la
balanza y el termómetro, respectivamente, lo que por ahora no será
posible.
QUÉ
CURIOSO!!!
UNIDADES DE MEDIDA
Las unidades a utilizar en cada medida para
expresar las magnitudes de masa, volumen y
temperatura son:
Masa (m): kilogramo (Kg), Hectogramo
Decagramo (Dg), gramo (g), decigramo
centigramo (cg), miligramo (mg).
(Hg),
(dg),
Volumen (V): kilolitro (KL), Hectolitro (HL), Decalitro
(DL), litro (L), decilitro (dL), centilitro (cL), mililitro
(mL).
Temperatura (T): Grados Centígrados (ºC), Grados
Farenheit (ºF) o Grados Kelvin (ºK).
Longitud:
kilómetro
(Km),
Hectómetro
Decámetro (Dm), metro (m), decímetro
centímetro (cm), milímetro (mm).
(Hm),
(dm),
Éstas pueden transformarse o convertirse entre sí.
NOTA: 1mL = 1cm3
TRANSFORMACIÓN DE UNIDADES
DE MASA, VOLUMEN Y LONGITUD
Para transformar una unidad de medida en otra equivalente, se
sugiere emplear la siguiente “escalera” que facilitará la tarea:
KILO
Si estás subiendo
la escalera debes
dividir la cantidad
que
vas
a
transformar entre
la unidad seguida
de tantos ceros
como
escalones
subas.
(KL, Km, Kg)
HECTO (HL, Hm, Hg)
DECA
(DL, Dm, Dg)
Unidad
(L, m, g)
deci
(dL, dm, dg)
centi
(cL, cm, cg)
mili
(mL, mm, mg)
Si estás bajando la
escalera
debes
multiplicar
la
cantidad que vas a
transformar por la
unidad seguida de
tantos ceros como
escalones bajes.
PROBLEMA RESUELTO
1. Transforma 0,5mg a g:
Solución:
Debo revisar la escalera para verificar si bajaré o subiré:
en este caso de mg a g, se deben subir tres
escalones, por lo tanto dividiré entre 1000.
Como subo tres espacios en la escalera, divido y agrego
tres ceros a la unidad (1000).
0,5mg ÷ 1000 = 0,0005g
Respuesta: los 0,5mg de una sustancia, equivalen
a 0,0005g de la misma.
NOTA: de igual manera se procede cuando se
trata de unidades de volumen y longitud.
TRANSFORMACIÓN DE
UNIDADES DE TEMPERATURA
Para convertir o transformar unidades de temperatura
se utilizan fórmulas matemáticas, según la conversión
que se desee realizar:
CASO
FÓRMULA
De ºC a ºF
ºF=(ºCx9/5)+32
De ºF a ºC
ºC=(ºF-32)x5/9
De ºC a ºK
ºK=ºC+273
De ºK a ºC
ºC=ºK-273
PROBLEMAS RESUELTOS
1. La señora Iris es repostera y debe preparar unas ricas
galletas de chocolate, éstas deben ser horneadas durante
20 minutos a 150ºC. Sin embargo; se encuentra en
problemas porque el horno de su cocina sólo mide la
temperatura en ºF. Ayúdala a resolver esta situación,
indicándole a qué temperatura debe hornear las galletas
en su horno.
SOLUCIÓN
DATOS:
La temperatura que tengo es: 150ºC
La temperatura que debo conocer es: ºF=? (para hornear las galletas).
Entonces: debo convertir los ºC en ºF.
Fórmula que debo usar:
ºF=(ºCx9/5)+32
ºF=(150ºCx9/5)+32
ºF=(270)+32
ºF=302ºF
Respuesta: la señora Iris
debe hornear sus galletas
de
chocolate
a
una
temperatura de 302ºF, en
el horno de su cocina.
2. Convertir -85ºC en ºK:
SOLUCIÓN
DATOS:
La temperatura que tengo es: -85ºC
La temperatura que debo conocer es: ºK=?
Entonces: debo convertir los ºC en ºK.
Fórmula que debo usar:
ºK=ºC+273
ºK=-85ºC+273
ºK=188ºK
Respuesta: los -85ºC equivalen
a 188ºK.
DETERMINACIÓN DEL
VOLUMEN DE LOS
SÓLIDOS IRREGULARES
Para determinar el volumen a los sólidos irregulares,
debe conocerse primero que se llaman sólidos irregulares
a aquellos materiales sólidos amorfos, o que no tienen
forma definida. Ejemplos: piedras, televisor, reloj, entre
otros.
Su determinación es posible mediante el uso del
Método de Desplazamiento de Volumen, el cual consiste
en partir de un volumen conocido de líquido (puede ser
agua) en un recipiente graduado (cilindro graduado o
probeta, tetero, por ejemplo), añadiendo el sólido de
modo que el volumen de líquido aumente, y luego calcular
la diferencia entre ambos. Esto responde a la ecuación
siguiente:
Vsólido irregular = Vfinal - Vinicial
PROBLEMAS RESUELTOS
1. Se desea determinar el volumen de una pequeña
muestra de un sólido amorfo, usando 10mL de
agua, sabiendo que luego de agregar a este
volumen de agua el sólido analizado, el volumen
era de 18mL. Realiza el procedimiento requerido.
SOLUCIÓN
V sólido irregular = Vfinal - Vinicial
V sól. irreg. = Vf - Vi
Vf 18mL
Vi
Volumen desplazado
10mL
Cilindro graduado o Tetero
V sól. irreg. = 18mL – 10mL
V sól. irreg. = 8mL
Respuesta: El sólido irregular tiene un
volumen de 8mL.
2.
Determina el espacio ocupado por un cuerpo
amorfo, si experimentalmente se partió de un
volumen de 25mL de agua, y después de añadir la
muestra, el volumen indicado por el recipiente
graduado fue de 32mL.
SOLUCIÓN
V sólido irregular = Vfinal - Vinicial
Vf 32mL
Vi
V sól. irreg. = Vf - Vi
Volumen desplazado
25mL
V sól. irreg. = 32mL – 25mL
V sól. irreg. = 7mL
Cilindro graduado o Tetero
Respuesta: El sólido irregular tiene un
volumen de 7mL.
DETERMINACIÓN DEL
VOLUMEN DE LOS SÓLIDOS
REGULARES
Los sólidos regulares, son aquellos en los cuales se puede
observar una forma geométrica definida. Ejemplo: borrador
de pizarra (paralelepípedo), balón (esfera), tubo (cilindro),
entre otros.
Para determinar su volumen, se aplican fórmulas
matemáticas establecidas para cada forma geométrica. Se
debe iniciar con la identificación de la forma geométrica que
posee, puesto que de eso depende la ecuación o fórmula
matemática que corresponde utilizar.
Resumiendo, sólo se debe identificar la figura geométrica
y aplicar la fórmula que se corresponda con ella.
FÓRMULAS MATEMÁTICAS PARA
DETERMINAR EL VOLUMEN DE
SÓLIDOS REGULARES
SÓLIDOS
REGULARES
PIRÁMIDE
FÓRMULA
CILINDRO
V= ¶.r².h
PRISMA RECTO
V=l.A.h
V=b.h/3
(paralelepípedo)
ESFERA
V=4. ¶.r3/3
CONO
V= ¶.r².h/3
CUBO
V=a3
LEYENDA:
V= volumen
b= base
h= altura
¶= letra pi= 3,14
l.= largo
r= radio
a= arista
A= ancho
PROBLEMA RESUELTO
1. Cuál es el volumen de agua que puede
contener un recipiente que mide 30cm de
largo, 30cm de ancho y que tiene una
altura de 25cm.
SOLUCIÓN
Primero se determina qué figura tiene: en este caso nos dan las
longitudes de largo, ancho y altura. Por ello se concluye que es un
prisma recto (paralelepípedo).
Datos:
l =30cm
A=30cm
h=25cm
Fórmula que debo usar:
V=l.A.h
V=30cm . 30cm . 25cm
V= 22500cm3
V= 22500mL
Respuesta: el volumen de agua
que puede contener este
recipiente es de 22500mL.
PROBLEMAS
PROPUESTOS
1.
Determina el espacio que ocupa una roca, cuyo análisis experimental
indica que un volumen de agua igual a 8mL se desplazó hasta 15,5mL;
luego de agregar la muestra mencionada.
2. Un par de niños están jugando con una pelota de béisbol cuyo radio (r)
es de 7cm. ¿Cuál será el espacio que ocupa este juguete?. Recuerda que
el valor de la letra ¶ es 3,14.
3. ¿Cuál será el volumen de un cubo de plomo cuyas aristas miden 5cm?
4. Si se conoce que el punto de fusión del oro (Au) es de 1063ºC, ¿a qué
temperatura expresada en ºK equivaldrá?
5. Se calentará determinado alimento a 68ºF, pero la cocina sólo mide la
temperatura en ºC, ¿A qué temperatura debo calentarlo?
6. Transforma 10ºC a ºK
7. Un termómetro indica que la temperatura ambiental es de 98,6ºC, ¿a
cuánto equivale si se expresa en ºF?
8. Una persona tiene una temperatura corporal de 312ºK. Determina si se
encuentra en estado febril o no.
9. Transforma 1238,8L de leche en KL.
10. El señor Mario, ha cosechado en su siembra de papas 1350,5Kg de ese
producto. ¿A cuántos gramos equivale?
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Solución