Biologia

Zum03.qxd

12/9/06

10:58 am

Page 54

3
3.1 Materia 3.2 Propiedades y cambios físicos y químicos 3.3 Elementos y compuestos 3.4 Mezclas y sustancias puras 3.5 Separación de mezclas 3.6 Energía, temperatura y calor 3.7 Cálculo de los cambios de energía

Materia y energía

Manantial Gran Prisma en el Parque Nacional Yellowstone. ▼

54

Zum03.qxd

12/9/06

10:58 am

Page 553.1

Materia

55

C

uando se mira alrededor surgen preguntas acerca de las propiedades de la materia: ¿por qué crecen las plantas y por qué son verdes?; ¿por qué es caliente el Sol?; ¿por qué se calienta un hot dog en un horno de microondas?; ¿por qué la madera se quema y las rocas no?; ¿qué es una flama?; ¿cómo funciona el jabón?; ¿por qué los refrescos burbujean al abrirlos?; ¿qué eslo que sucede cuando el hierro se enmohece?; ¿por qué el aluminio no se enmohece?; ¿por qué los paquetes fríos para lesiones atléticas que se almacenan durante semanas y meses a temperatura ambiente se enfrían de manera repentina al usarlos?; ¿cómo funciona el permanente para el cabello? Las respuestas a éstas y otras preguntas se encuentran en el campo de la química. En el presente capítulo secomenzará a explorar la naturaleza de la materia: su organización, además de cómo y por qué sufre cambios. También se considerará la energía que acompaña a ¿Por qué los refrescos burbujean al abrirlos? estos cambios.

•••••

3.1

Materia
OBJETIVO: Definir la materia y caracterizarla en sus tres estados. La materia de la cual está compuesta el universo tiene dos características: posee masa yocupa un lugar en el espacio. La materia se presenta de diversas formas: las estrellas, el aire que respiramos, la gasolina de los automóviles, las sillas, el emparedado de pavo del almuerzo, los tejidos cerebrales que permiten leer y comprender este material, etcétera. Para tratar de explicar la naturaleza de la materia, ésta se clasifica de diversas formas; por ejemplo, la madera, las rocas, loshuesos y el acero comparten ciertas características. Todos son rígidos, es decir, tienen una forma definida difícil de cambiar. Por otra parte, el agua y la gasolina toman la forma de cualquier recipiente que los contenga (véase la figura 3.1). A pesar de ello, un litro de agua tiene volumen de 1 L sin importar que se encuentre en una cubeta o en un vaso de precipitados. En contraste, el airetoma la forma del recipiente que lo contiene y lo llena de manera uniforme. Las sustancias antes descritas corresponden a los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Éstos se definen y se ilustran en la tabla 3.1. El estado de una muestra dada de materia depende de la fuerza entre las partículas que la forman; mientras más fuerte sea ésta, más rígida será la materia. Esto se trata conmayor detalle en la siguiente sección.

Figura 3.1 El agua toma la forma de cualquier recipiente que la contenga.

Zum03.qxd

12/9/06

10:58 am

Page 56

56

Capítulo 3

Materia y energía

Tabla 3.1
Estado

Los tres estados de la materia
Definición Ejemplos

Sólido Líquido Gaseoso

Rígido; tiene forma y volumen fijos Tiene volumen definido pero toma la forma delrecipiente que lo contiene No tiene ni volumen ni forma fija; toma la forma y el volumen del recipiente que lo contiene

Cubo de hielo, diamante, barra de hierro Gasolina, agua, alcohol, sangre Aire, helio, oxígeno

¿Por qué es tan exuberante la vegetación de un bosque de lluvia tropical? ¿Por qué es verde?

•••••

3.2

Propiedades y cambios físicos y químicos
OBJETIVO: Establecer la diferenciaentre propiedades físicas y químicas. Reconocer la diferencia entre cambios físicos y químicos. Al ver a una persona conocida inmediatamente se le llama por su nombre. Se reconoce a las personas porque cada una tiene características o propiedades exclusivas; pueden ser altas y delgadas, tener cabello rubio y ojos azules, etc. Las características recién mencionadas son ejemplos de propiedades...