Introducción a la Química

Definiciones de: masa, volumen, densidad, energía y trabajo

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Definiciones básicas para afrontar el estudio de la Química

La masa es una magnitud física fundamental que indica la cantidad de materia contenida en un cuerpo. Como ya hemos visto anteriormente, la unidad de medida de la masa, según el S.I (Sistema Internacional de Unidades) es el Kilogramo (Kg).

En la vida cotidiana se suelen utilizar el termino masa y peso indistintamente con el mismo significado. En realidad masa y peso son dos magnitudes diferentes: la primera (masa) es una magnitud escalar y la segunda (peso) es una magnitud vectorial que representa una fuerza.

El peso es una fuerza que depende de la atracción gravitacional. En términos de física clásica, la fuerza peso que actúa sobre un cuerpo es la fuerza de atracción que un campo gravitacional aplica sobre el mismo (sobre el cuerpo). El peso, por lo tanto, dado que es una fuerza, se mide en Newton (N)

El peso puede ser calculado multiplicando la masa por el valor de la aceleración de la gravedad.

P = m.g

P es peso

m es masa

g es la aceleración de la gravedad.

Diferencia entre peso y masa

Como hemos apenas visto, la diferencia entre peso y masa es notable. La masa es una propiedad de los cuerpos y no depende de ninguna otra magnitud, mientras que el peso depende del lugar en el cual se efectúa la medición, ya que es un efecto producido por la atracción de un campo gravitacional sobre una masa.


¿Por qué pesamos menos en la luna? Como hemos explicado antes, hay una notable diferencia entre masa y peso. En la luna, aunque nuestra masa sea la misma (nuestro cuerpo contiene la misma cantidad de materia) el peso es inferior porque la fuerza de gravedad ejercida sobre el cuerpo es menor a la fuerza de atracción ejercida por la Tierra.

¿Qué pesa más: un kilo de plumas o un kilo de hierro? Seguro que alguna vez te han hecho esta broma, y si eras pequeño e ingenuo has respondido “un kilo de hierro”. Hoy sabes que ambos pesan igual (1 kilo), lo que cambia es la densidad. 1Kg de hierro tendrá un volumen muy inferior a 1Kg de plumas.

Volumen

El Volumen es una magnitud escalar derivada que se obtiene multiplicando las longitudes referidas a las 3 dimensiones del espacio. X,Y,Z (o bien, podemos simplificar llamando los ejes cartesianos largo, ancho, profundidad. O también alto, ancho y profundidad) el volumen, por lo tanto, representa el espacio ocupado por un cuerpo. Su unidad de medida en el sistema internacional es el metro cubo (obtenido por la multiplicación de m x m x m, es decir 3 longitudes). Sin embargo es bastante común la utilización del litro. La equivalencia de un litro en unidades del SI es de 0.1 m3 o 10 dm3

Densidad

La densidad es una propiedad de la materia, ya sea al estado solido, liquido o gaseoso. La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen. Podemos interpretar esta definición como el grado de compactación de un material. Mayor cantidad de masa en igual volumen equivale a mayor densidad.
Tomemos como ejemplo el agua y el mercurio. El agua contenida en un volumen de 1cm3 pesará 1 gramo, mientras el mercurio utilizado para llenar el mismo volumen (1cm3) pesa 13,6 gramos; es decir, la densidad del mercurio es mayor.

La densidad es una magnitud derivada y se obtiene, como su definición explica, dividiendo la masa por el volumen (m/v = d). Haciendo el análisis dimensional de la formula se obtiene que la unidad de medida es kg/m3 (o múltiplos y submúltiplos equivalentes)

Energía

Existen diferentes definiciones de energía y con el progreso científico estas son modificadas o cambiadas. Para el objetivo de este curso utilizaremos la siguiente definición, dejando al usuario la posibilidad de indagar mayormente al respecto.

Energía es la capacidad de realizar trabajo o de cambiar el estado de quietud de un cuerpo, es decir, provocar movimiento.

En otras palabras, es la capacidad de un cuerpo (o sistema) de ejercer fuerzas sobre otros cuerpos (o sistemas) o entre sus propios subsistemas.

Si las fuerzas provocan variaciones microscópicas temporales y desordenadas, la energía es transmitida en forma de calor. Si por el contrario las variaciones son macroscópicas o microscópicas ordenadas hay transmisión de energía en forma de trabajo (ver fuente de esta definición)

El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra W (del inglés Work = Trabajo) y se expresa en Joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.

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