3.Elementos Químicos

La mayoría se representan por su símbolo.
Ejemplo: Hierro=Fe
Argón=Ar

Excepción: Fomas moleculares de algunos elementos.

Ejemplo: Gases diatómicos: H2, N2 ,O2, F2 , Cl2

Fósforo blanco:P4

Ozono:O3

Azufre amarillo: S8

Valencia y número de oxidacion de un elemento

La valencia es la capacidad de combinación de un elemento o número de enlaces que puede formar unos de sus átomos .

El número de oxidación es la valencia con signo positivo y negativo."Es la carga que deberia poseer un átomo de dicho elemento si el compuesto estuviera formado exclusivamente por iones".
Es una fórmula, la suma de los número sde oxidación de todos los átomos debe ser cero

2.Formulación y Nomenclatura inorgánica

Es el conjunto de reglas que nos permiten escribir correctamente la fórmula y el nombre de las sustancias puras inorgánicas.

Clasificación de las S.P inorgánicas:

Elementos
Óxidos Ácidos
Hidruros Sales
Hidróxidos

1.Representación de la materia

Las sustancias puras se representan en el papel mediante su fórmula química.
Existen , pues , más de 15 millones de fórmulas químicas distintas.
Fórmula química:
Es la representación escrita , de manera simbólica y abreviada , de una sustancia pura.

Una fórmula consta de símbolos (letras ) y subíndices
Ej : Sustancia agua H2O

2.1 cuantas partículas tiene un átomo

lo podemos reducir de sus indices atómicos: A y Z
A= nº másico= suma de protones y neutrones del núcleo
Z= nº atómico= nº de protones del núcleo = nº de electrones de la corteza
Los indices se representan junto con el símbolo X del átomo

3. Modelo atómico

Son las distintas formas de explicar la estructura del átomo que se han sucedido en historia de la ciencia. Han sido fundamentales cinco:

a)Modelo atómico de Dalton. Los átomos son esferas macizas, sin partes

b)Modelo atómico de Thomson. El átomo es una esfera maciza de electricidad positiva, con los electrones (de electricidad negativa) incrustados en ella.

c) Modelo atómico de Rutherford. Modelo planetario. El átomo tiene dos partes, el núcleo y la corteza.

d)Modelo atómico de Bohr. Los electrones de la corteza ordenados en niveles de energía

e)Modelo atómico de orbitales, o modelo mecánico cuántico. Los electrones de la corteza se distribuyen en niveles, y dentro de ellos en Orbitales

4.1. Configuración electrónica de un elemento

Es la distribución de los e- de la corteza del átomo en los distintos niveles (capas) u orden de llenado (Diagrama de Moeller).

El nº de e- en cada tipo de orbitales se escribe como un superíndice a la derecha.

4. Modelo atómico de orbitales (mecánico - cuántico)

Se debe principalmente a E. SHRÖDINGER y W. HEISENBERG (Alemania 1925).
Características:

a) El electrón es a la vez partícula y onda en su movimiento alrededor del núcleo.

b) El electrón no sigue "órbitas" nítidas y definidas, sino que ocupa ciertas zonas de probabilidad llamadas "orbitales".

c) "Orbital atómico" es una zona del espacio alrededor del núcleo donde es máxima la probabilidad de encontrar un electrón de contenido energético determinado.
En cada orbital puede haber 2e- como máximo.

d) Existen cuatro tipos de orbitales: s, p, d, f.

Tipo
s: 1 orbital
p: 3 orbitales
d: 5 orbitales
f: 7 orbitales

Nº máximo de e-
2
6
10
14

2.El átomo : Particulas Fundamentales

Actualmente sabemos que el átomo es una particula de materia que tiene núcleo y corteza.
Atomo : esta formado po el núcleo y la corteza.
Núcleo : carga +
Corteza : carga -
El núcleo y la corteza están formados por otras particulas más pequeñas llamadas "particulas fundamentales", son los protones , neutrones y electrones.


Protón (p+) : carga relativa +1 , masa relativa 1
Neutrón (nº) : carga relativa 0, masa relativa 1
Electrón (e-) : carga relativa -1 , masa relativa 0

Tema 7

Introducción

¿El aire es una sustancia pura? ¿ Y el agua ?
Aire : Mezcla homogénea de varios gases.
Agua : Sustancia pura compuesta.
Actualmente se conocen unos 15 millones de s.p (unas sustancias compuestas , otras simples).
La gran mayoría son s.p compuestas.
Solamente 109 s.p son simples : son los ELEMENTOS QUÍMICOS.
Todos los átomos de un elemento son iguales entre sí , pero distintos de los de otros elememtos . Existen , por tanto , 111 clases de átomos diferentes en la materia que forma el Universo.

3.4 Refracción de la luz

Es el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz cuando pasa de un medio transparente a otro transparente, en el que lleve distinta velocidad.

leyes de la reflexión

1ª ley:

el rayo incidente, la normal, y el rayo reflejado están en el mismo plano.

2ª ley:

El ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales.

3.3 Reflexión de la luz

Es el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz en el mismo medio en el que se propaga, cuando llega a una superficie de separación con otro medio.

ejemplo: aire, agua...

Las ondas electromagnéticas

La luz es una onda electromagnética porque no transporta energia mecánica sino electromagnética. Es transversal porque el sentido de vibración es perpendicular a el de propagación.
Su velocidad en el vacío es de 300000000 m/s pero sin vacío es un poco menor.

Contaminación acústica

Ruido es un conjunto de ondas sonoras, son ondas cuya frecuencia y amplitut varian sin ajustarse a ninguna pauta y produce en el medio variaciones de presión desordenadas y bruscas.
Al ser percividas por el sistema auditivo, puede provocar sobre la s personas lesiones:
Estrés, trastornos del sueño y problemnas auditivos.

3.2 Naturaleza y propagación de la luz

La luz es una forma de transmisión de energia emitida por un objeto luminoso.
Se propaga mediante ondas electromagnéticas y es capaz de estimular el sentido de la vista.

3La luz

Óptica:
Es la parte de la física que estudia la luz y todo lo relacionado con ella.

Objeto luminoso:
Es todo cuerpo que produce luz.

Objeto iluminado:
Lo es todo porque llega luz la refleja y la vemos.

Índice de refracción (n) de un medio transparente

Es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad en dicho medio.

n= c/v

n= índice de refracción del medio transparente (no tiene unidad)
c= velocidad de la luz en el aire vacío 300000000 m/s
v= velocidad de la luz en el medio (m/s)

Ejemplo: en el agua n=1,33
en el vidrio n= 1,5
diamante n= 2,4

El timbre

Es la cualidad por la que se distinguen dos sonidos procedentes de distintasd fuentes, aunque sque tengan el mismo tono y la misma intensidad.

El timbre esta relacionado con la forma de la onda, que es el resultado de la superposición de un tono fundamental con varios tonos armónicos o sobretonos.

Los tonos son característicos de cada instrumento musical o de cada persona.

El tono

Es la cualidad por la que se perciben los sonidos como graves o agudos.

El tono está relacionado con la frecuencia de la onda.

Los sonidos graves son de baja frecuencia.
Y los agudos de alta frecuencia.

1.2 magnitudes características del movimiento ondulatorio

Son:
amplitud (A)
longitud de onda
periodo(t)
frecuenci(f)
velocidad de propagación(v)
Formula:

f:1/T

unidad de frecuenci herzios (hz) o ciclo/segundo

1.1 tipos de ondas

B.Según la forma de la onda:
Pueden ser : longitudinales y transversales.
Ondas longitudinales:
En ellas la dirección de vibración coincide con la dirección de propagación.
Ejemplo: sonido(membrana de un tambor)
Ondas transversales:
En ellas la dirección de vibración es perpendicular a la de propagación
Ejemplo:ondas de una cuerda tensa, olas del mar, ondas electromagnéticas

Cualidades del sonido

Son tres:
- Intensidad
- Tono
- Timbre


Intensidad:
Es el volumen acústico con el que se percibe el sonido.
Según su intensidad los sonidos pueden ser fuertes o débiles.

La intensidad está relacionada con la amplitud de la onda sonora.

El "nivel de intensidad sonora" se mide en decibelios(dB)
El umbral del dolor auditivo está en 120 dB.

El sonido

Llamamos sonido a las ondas mecánicas capaces de ser percibidas por el oído humano.
Las frecuencias audibles están comprendidas entre 20Hz y 20000Hz.


En la producción de sonidos se requieren 3 condiciones:

a) Un foco sonoro en vibración.

b) Un medio material elástico para la propagación. Ese medio puede ser sólido, líquido o gas pero no vacío.

c) Requiere un agente receptor como el oído humano.

La ondas sonoras son ondas mecánicas y longitudinales.
Son ondas de presión.
En el aire el sonido se propaga a una velocidad de 340 m/s.

1.1 Tipos de ondas

A. segun el tipo de energía que se propaga : ondas mecánicas y ondas electromagnéticas.

Ondas mecánicas

En ellas se propaga energía mecánica(cinética y potencial)

y requieren un medio material para propagarse(no se propagan en el vacío).

Ejemplo: el sonido, las olas del mar, la onda en una cuerda tensa.

Ondas electromagnéticas

Se propaga en ellas energía electromagnética.Se pueden propagar en el vacío.

Ejemplo: la luz, las ondas de una radio,etc

Velocidad de propagación

La velocidad de onda es si la onda avanza una longitud de onda en un tiempo y en un período.

Velocidad de propagación= espacio/ tiempo

Velocidad de propagación= longitud de onda · frecuencia

tema 6: Las ondas

1. Las ondas
2.El sonido
3.La luz
-----------------
1. Las ondas

Una onda es la propagación de una vibración en un medio elástico.
Ejemplo: las ondas en la superficie del agua.
En el movimiento ondulatorio se propaga energía sin transporte de materia.

2.3 Leyes de los cambios de estado

4 Leyes :
1ªley - temperatura característica
2ªley -temperatura no cambia
3ªley -calor latente de fusión (Lf)
4ªley -calor latente de vaporización(LV)

1ªLey

Cada sustancia pura tiene una temperatura de cambios de estado llamado punto de fusión y punto de ebullición que son propiedades características.

2ªLey

Mientras se está produciendo el cambio de estado la temperatura permanece constante.
Aplicaciones : baño maría
hielo mientras se derrite

3ªLey

Lf - Calor latente de fusión de una sustancia en el calor que debe absorber un 1kg de la misma para pasar de sólido a líquido (o de líquido a sólido en cuyo caso es calor cedido)
Para el agua Lf= 334´4kj/kg

4ª Ley

El calor latente de vaporización (Lv) de una sustancia en el calor que deba absorver 1 kg de la misma para cambiar de líquido a vapor (o de vapor a líquido en cuyo caso es calor cedido). Lv también es propiedad característica.
Para el agua (100ªc)
Lv =2257´2 kj/kg
(540 cal/j)

3.2 Transformaciones de calor en trabajo:máquina térmica

Una máquina térmica en un dispositivo que funcionando de manera cíclica transforma calor en trabajo mecánico.
Ejemplo motor del coche
Las máquinas térmicas se clasifican en :
A) Máquina de combustión externa:
1. Máquina de vapor
2. Turbina de vapor
B) Máquina de combustión interna:
1. Motores de explosión
* dos tiempos
* cuatro tiempos
* otros
2. Motores de combustión (diesel)
3. Turbina de combustión

Dilataciones

Son los aumentos de volumen que experimentan los cuerpos al aumentar su temperatura.

A) dilataciones en sólido, podemos diferenciar la dilatación lineal, superficial, cúbica, o volumétrica.

B) en líquidos solo distinguimos dilataciones cúbicas que es unas cien veces mayor que en sólidos.

C) en los gases relacionamos la dilatación con las tres variables termodinámicas que son:

La presión.
El volumen.
La temperatura.

Los gases dilatan mucho más que los líquidos y los sólidos.

Intercambios de trabajo y calor

Trabajo y calor son dos formas de transferencia de energía entre los cuerpos.
El inglés James Joule (XIX) demostró experimentalmente que una misma cantidad de energía mecánica siempre produce la misma cantidad de calor.
Esta igualdad recibe el nombre de equivalente mecánico del calor y es:

4'18J de energía = 1 caloría

2.3 Cambios de estado

Fenómenos por los que la materia cambia de un estado de agregación a otro.

Los cambios de estados regresivos requieren absorción de calor, requieren desprendimiento de calor.

La evaporización tiene lugar de dos formas ebullión y evaporización

2.2 Calor específico ( o capacidad calorífica) de una sustancia

Es el calor que debe absorber un kg de esta sustancia, para que su temperatura se eleve a un k
Ejemplo:
agua, Ce=4180 J/Kg.K
hierro, Ce=443J/Kg.K

2.1 Cambios de temperatura Calorimetría

Q= Calor (J)
M= Masa (Kg)
Ta=Temperatura inicail(K)
Tb=Temperatura final(K)

Fórmulas:

AT=Tb - Ta

Ce=Calor específico del cuerpo( J/Kg . K)

Q= m . Ce . At --) ecuación fundamental de la calorimetría

1.3 Calor

El calor es la forma de transferirse la energía de un cuerpo a otro cuando existe una diferencia de temperatura entre ellas.
La energía calorífica (o térmica) pasa expontáneamente desde el cuerpo con más temperatura al de menos temperatura. El proceso de transferencia continúa expontáneamente hasta que se igualan las temperatúras y se alcanza el equilibrio térmico.

UNIDADES DE CALOR:
S.I:
Julio(J)
caloría (cal)

Cuando un cuerpo absorbe o cede calor pueden ocurrir en él tres fenómenos observables
- Cambios de temperatura
- Cambios de estado ( estado de agregación)
- Dilataciones

1.2 Escalas termométricas

S.I :
kelvin(k)
celsius(ºC)
fahrenheit(ºF)

Escalas: ebullición fusión


Celsius 100ºC 0ºC

Kelvin 373,15K 273,15K

Fahrenheit 212ºF 32ºF

Fórmulas:

c /100 =f-32/180

K=C+273

Rendimiento de una máquina

Es la relación entre el trabajo útil y el trabajo motor.

El trabajo útil se llama también "trabajo producido por la máquina" y el trabajo motor es el trabajo que suministramos a una máquina.

Wu
r= ____

Wm

Wm= trabajo motor (J)
Wu= trabajo útil (J)
r= rendimienti (no tiene unidades)

Ley de la palanca

Ley de la palanca(ley general de las máquinas simples)
La potencia de su brazo es igual a las resistencia por el suyo.

R·br = P·bp (si está en equilibrio)

F(P) = fuerza motriz (N)
bm= brazo de fuerza motriz (m)
br= brazo resistente (m)
Fr= fuerza resistente (N)

Máquinas mecánicas

Son dispositivos que reciben el trabajo procedente de una fuerza externa y lo transmiten a algún cuerpo.

Máquinas simples: palanca, polea, torno, plano inclinado, tornillo.

Tema 5:Energía(II):Energía Térmica

1. Temperatura y calor
2. Efectos del calor sobre la materia
3. Intercambio de trabajo y calor
...................................

1.Temperatura y Calor.

1.1 Temperatura.

La temperatura es una propiedad de la materia relacionada con el grado de agitación de las moléculas, es decir, con su velocidad media.
Temperatura baja -) pequeña velocidad de agitación .
Temperatura alta -) gran velocidad de agitación.

Ejemplo: en el aire, la velocidad de las moléculas de oxígeno.

0ºC --) 460 m/s
100ºC--) 538 m/s

Como magnitud física la temperatura es escalar y fundamental

Máquinas

Una máquina es un dispositivo con el que se facilita la acción de una fuerza para producir un trabajo. Las máquinas pueden ser:

- Mecánicas
- Térmicas

Principio de conservación de la energía

Si sobre un cuerpo solo actúa la fuerza peso, su energía mecánica se mantiene constante en todos los puntos de la trayectoria.
Es decir, si un cuerpo se encuentra sometido exclusivamente a fuerzas conservativas, su energía mecánica se mantiene constante.

Ema= Emb= Emc

Energía Mecánica (Em)

Es la suma de la energía cinética y la energía potencial.

Em= Ec + Ep

Ejemplo: Calcular la Em de una bola de 200 g de masa moviéndose con una velocidad de 500 m/s a una altura de 2m:

Ec= 0'5·m·v²
Ec= 0'5·0'2 kg (500)² = 25000 J
Ep= m·g·h
Ep= 0'2·9'8·2= 3'92 J
Em= Ec + Ep
Em= 2500 J + 3'92 J
Em= 2503'92

Teorema de la energía potencial

Al elevar una masa m a una altura h, el trabajo que realizamos queda acumulado en la masa en forma de energía potencial.

Epa + Wexterno= Epb

Epa= energía potencial en el nivel A (J)
Epb= energía potencial en el nivel B (J)
Wexterno= trabajo de la fuerza externa (J)

Teorema de la energía cinética

Cuando una fuerza neta o resultante actúa sobreun móvil durante un espacio, el trabajo realizado por dicha fuerza es igual a la variación de energía cinética que experimenta el móvil.

Eca + Wneto = Ecb
Eca= Energía cinética en A
Wneto= Trabajo neto
Ecb= Energía cinética en B

Energía Potencial Gravitatoria

Es la energía almacenada en un cuerpo por encontrarse situado a una altura en el campo gravitatorio:

Ep=m·g·h
Ep= Energía potencial (J)
m= masa (Kg)
G= gravedad (9'8 m/s²)
h= altura (m)

Ejemplo: Calcular la Ep de un Kg de agua retenida en un pantano a 100 m
de altura:

Ep= m·g·h
Ep= 1·9'8·100
Ep= 980 J

3.2 Teorema de la energía cinética

Cuando una fuerza neta o resultante actúa sobre un móvil durante un espacio de, el trabajo realizado por dicha fuerza es igual a la variacion de energia cinética que experimenta el cuerpo.

La Energia mecánica

La energía mecánica es la que posee un cuerpo en movimiento o por estar sometido a una serie de fuerzas llamadas "fuerzas conservativas".


Em=Ep+Ec

Energía Cinética (Ec)

Ec es la que tiene un cuerpo por el solo hecho de estar en movimiento.
Es la energía asociada a la velocidad:

Ec = m · v² / 2

Ec= Energía cinética (J)
m= masa (kg)
v= velocidad (m/s)

Ejemplo:
Calcular la energía cinética de un coche de 800 kg de masa cuando se mueve a 20 m/s²:

Ec= O'5·m·v²
Ec= 0'5·800·(20²)=
16000

TRABAJO

El trabajo es el producto de una fuerza por la distancia que recorre y por el coseno del ángulo que forman ambas magnitudes vectoriales entre sí.


En mecánica, el trabajo efectuado por una fuerza, aplicada sobre un cuerpo durante un cierto desplazamiento, se calcula mediante la integral del producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento. El trabajo es una magnitud física escalar, y se representa con la letra (del inglés Work) o (de Labor) para distinguirlo de la magnitud temperatura, normalmente representada con la letra .

2.2 Unidades de trabajo

En el S.I la unidad de trabajo es el julio (J) .

1J=1N· 1m J=julio
N=newton
m=metro
Es la unidad de trabajo en el S.I
Es el trabajo realizado por una fuerza de 1N cuando se desplaza un metro en su propia dirección.

2. Trabajo

El trabajo realizado por una fuerza constante aplicado sobre un cuerpo se define como el producto escalar de la fuerza por el desplazamiento.



W=F· d W= Trabajo
F = Fuerza
d = Desplazamiento


El trabajo se define como el producto escalar de la fuerza por el desplazamiento , es decir, el producto de la fuerza por el espacio recorrido por el coseno del ángulo que forman las dos direcciones.

Tema4: La Energía.

Energía es la capacidad que pueden tener los cuerpos para sufrir una transformación en sí mismos o en otros cuerpos, o producir cualquier tipo de efecto.

Ejemplo: un muelle tenso, una pila eléctrica, un cuerpo en movimiento, agua embalsada.

La energía puede ser almacenada y transferida a otros cuerpos.

1.1. Transferencia de energías
De dos formas:

• Como trabajo (mediante fuerzas y desplazamientos)
• Como calor. (Cuando hay una diferencia de temperatura)