Ciencias fisicas.
       
 

Ciencias Fisicas

Este sitio ha sido creado con la finalidad de aportar material de apoyo e incentivo para el estudiante o cualquier persona que desee adquirir el conocimiento básico de las Ciencias Fisicas.
Tratando de complementar dichos conocimientos de iniciación en el tema aportaremos alguna lectura de interés y afín con el mismo.



Ciencias Fisicas  

Introducción al mundo de las ciencias fisica

Como ya hemos visto, todos los cuerpos están formados por materia. Ésta es una sustancia extensa e impenetrable que puede recibir o tomar toda clase de formas. Además, cada cuerpo está constituido por una determinada cantidad de materia, la que ocupa un espacio (tiene volumen) y tiene masa. Así como el hierro, el mármol, la manzana, el perro, etc., son cuerpos formados por materia.
Pero es diferente la materia que forma el hierro de la que forma el mármol.
Ya que la materia (según los estudios de ciencias fisicas), se presenta bajo particulares especies, y cada una de ellas con sus propiedades características que la distinguen de la otra.
La “sustancia” es el tipo particular de materia. El hierro, el mármol, la manzana, el perro, atc.,son sustancias cada una con sus propiedades características.
Todo lo que existe en el universo está constituido por materia.

 
La materia y el átomo

La Tierra, como parte del universo, se mueve (cambia de lugar), se calienta, se enfría, emite y también absorbe la luz, se electriza y puede sufrir transformaciones químicas.
Como ya hemos repasado anteriormente en la introducción a los conocimientos, todos los cuerpos están constituidos o formados por materia y sufren acciones que los modifican y que a la vez pueden provocar que modifiquen a otros.
Pero no olvidemos el famoso principio que dice: la materia (ni la energía) no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

 

 

Las pequeñísimas partículas que forman la materia se llaman moléculas. La molécula es la partícula menor que de un cuerpo puede existir por sí misma con los caracteres químicos propios del mismo. Ésta puede estar formada por un solo átomo, o de varios, según esté constituida por uno solo, o que en su composición entren dos o más, la molécula es “monoatómica”, “biatómica”, “triatómica”, etc
Antiguamente, los estudiosos y sabios de las ciencias, suponían que el átomo era indivisible. Luego probaron que no era así, y que el átomo está formado, a su vez, por electrones que giran alrededor de un núcleo.

Cada átomo es como un pequeñísimo sistema solar; el núcleo es como si fuera el Sol, alrededor del cual giran los planetas (electrones), siguiendo diversas órbitas.
Los átomos se diferencian entre ellos por la constitución del núcleo y por el número de electrones que giran a su alrededor.
El átomo de hidrógeno es el más simple: sólo tiene un electrón; el electrón de helio (un gas) tiene dos electrones, y el del cobre 29 electrones, que giran en diferentes órbitas. Uno de los átomos más complejos es el del uranio, con 92 electrones, en diferentes órbitas y un núcleo muy complejo. El tema del átomo y su composición es uno de los más fascinantes.

Cuerpos simples y compuestos

Existen cuerpos que aunque les sometamos a cualquier tratamiento, siempre están constituidos por la misma y única sustancia homogénea: son los cuerpos simples. Es imposible transformar estos cuerpos en otros más simples. El hierro, el oro, el oxígeno, el hidrógeno, son cuerpos simples

Ciencias FisicasOtros, como el agua, son compuestos, es decir, están formados por otros distintos entre sí.
* El agua está compuesta de oxígeno e hidrógeno.
El oxígeno y el hidrógeno son los elementos que forman el agua.
* El gas carbónico está formado por otros dos elementos: el carbono y el oxígeno. El oxígeno, es un elemento común a estos dos cuerpos.
Es sabido que muchos otros cuerpos están formados por más elementos aún.
Todos los cuerpos llamados compuestos están formados por varios componentes simples, llamados elementos.
Los cuerpos simples están formados por un solo elemento. Así como el gas oxígeno, que está formado sólo por oxígeno.
En realidad, la mayoría de los cuerpos son compuestos y están formados por varios elementos.

Los cuerpos sufren constantemente cambios o fenómenos que los modifican o alteran.
Un fenómeno, para las ciencias fisicas, ocurre cuando se realiza un cambio en la posición, en los caracteres externos, o en la íntima naturaleza de un ser viviente.

Cuando estos fenómenos no modifican la sustancia de un cuerpo, son fenómenos físicos ( la caída de un cuerpo, la evaporación del agua, etc.). Sin embargo, cuando el fenómeno modifica la sustancia y la altera, es un fenómeno químico, ejemplo: la combustión.
Recordemos que los cuerpos se presentan en tres estados fundamentales: sólido, líquido y gaseoso.


• Los cuerpos sólidos tienen forma y volumen propios y son los que ofrecen mayor resistencia a las fuerzas que tienden a cambiar su forma y su volumen.
• Hemos aprendido en nuestras clases de ciencias fisicas que los cuerpos líquidos tienen volumen propio, pero adoptan la forma del recipiente que los contiene; resisten a las fuerzas que tienden a cambiar su volumen, pero no a los que tienden a cambiar su forma.
A los cuerpos líquidos y a los gases se les denomina fluidos, porque fluyen o se mueven fácilmente.

Dejando el tema de los cuerpos, la materia, los elementos y los átomos, pasaremos a estudiar y desarrollar el concepto de:

Calor – Temperatura

En la vida cotidiana, con frecuencia utilizamos dos palabras cuyo significado suele confundirse: calor y temperatura., ya que ambas están íntimamente ligadas. Y seguramente que si se preguntaran qué es el calor y qué es la temperatura, la mayoría de ustedes, ha asociado dichos conceptos con las sensaciones que producen en nuestra piel los cuerpos fríos o calientes.
Quizá habrán podido clasificar los cuerpos como: fríos, tibios o templados, calientes y muy calientes.
Estas sensaciones no nos permiten aclarar las nociones de calor y temperatura, así como tampoco apreciar diferencias pequeñas de temperatura o medida con precisión.
En realidad, esa noción de temperatura resulta poco eficiente y real, y lo podemos probar exponiendo el siguiente caso:

1 - Colocamos una de nuestras manos en una vasija o recipiente que contenga agua caliente y luego la sumergimos en otro que contiene agua a la temperatura ambiente. Entonces tendremos la sensación de que esta última está fría.
2 - Si en cambio, la colocamos primero en un recipiente que contenga agua con hielo y luego en la que contiene agua a la temperatura ambiente, tendremos la sensación de que esta última está caliente.

En ambos casos el recipiente con agua a temperatura ambiente es el mismo y sin embargo nuestra sensación es totalmente diferente.
Por eso esa razón es que para medir la temperatura de manera exacta es necesario contar con el termómetro.

En esta clase básica aprenderemos que la palabra termómetro proviene de:
“termo” = temperatura y “metro” = medida
El termómetro es un instrumento que permite determinar la temperatura de un cuerpo midiendo alguna propiedad que se modifique proporcionalmente con la temperatura.
Los termómetros comunes utilizan como propiedad la dilatación de un líquido (a mayor temperatura mayor volumen). La dilatación sufrida debe ser suficientemente notoria y tener el mismo valor para la misma variación de temperatura, cualquiera sea el entorno en el que se produzca.

De esta manera y gracias a los conocimiento básicos de ciencias fisicas, sabemos que se pueden medir aumentos o descensos de temperatura observando las variaciones de volumen que experimenta un cuerpo que se toma como referencia y que se denomina sustancia termométrica.

El calor es una forma de energía cinética, y es la consecuencia de la vibración de que están animadas las moléculas. Esta vibración se produce entre todas las moléculas de todas las sustancias, por lo cual ningún cuerpo está totalmente privado de calor.

Las sensaciones de calor y frío son debidas a la notable propiedad que tiene el calor de poder pasar de un cuerpo a otro. Pero, según los conocimientos esto sólo ocurre cuando entre los dos cuerpos considerados existe una diferencia de temperatura, y entonces el cuerpo con temperatura más elevada cede calor al otro. Pero el fenómeno cesa cuando ambos cuerpos alcanzan la misma temperatura.
Entonces, el calor es una magnitud física diferente a la temperatura.

Lectura de interés:

Por el uso del termómetro hemos aprendido que, si tomamos diferentes clases de materia, tales como metal, piedras, sales, madera, corcho, plumas, lana, agua y una variedad de otros fluidos, aunque al principio estén todos ellos a diferentes temperaturas, y si lo ponemos juntos en un cuarto sin un fuego dentro del cual no brille el Sol, el calor, será comunicado del más caliente de estos cuerpos al más frió, durante algunas horas quizá, o el curso de un día; al final de ese tiempo, está probado por las ciencias, si aplicamos un termómetro a todos ellos en sucesión, dará precisamente la misma lectura. El calor, por tanto, se distribuye en este caso hasta que ninguno de estos cuerpos tiene una mayor demanda o atracción por el calor que cualquier otro… El calor es llevado así a un estado de equilibrio… Debemos adoptar, por tanto, como una de las leyes más generales del calor, el principio de que todos los cuerpos que se comunican libremente entre sí y que no estén expuestos a desigualdad alguna debida a atracción externa, adquieren la misma temperatura, como es indicado por un termómetro. Esperamos que esta sencilla lectura de interés para la clase básica les haya resultado de carácter aclaratorio.

  

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