PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA MATERIA

MATERIA
Todo cuanto nos rodea en la naturaleza está constituido por materia, que es lo que forma los cuerpos. La materia se nos presenta en tres estados físicos, llamados estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso.

PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA MATERIA
La materia tiene propiedades que varían de unos cuerpos a otros. Aunque son muchas las que podemos estudiar: el color, el sabor, la dureza..., sabemos que no todas se dan en todas las sustancias; porque ¿qué dureza tienen los líquidos?, ¿a qué huele un trozo de hierro? o ¿qué sabor tiene el aire?
Por ello, nos fijamos en dos que sí tienen todos los cuerpos, llamadas propiedades fundamentales: el volumen y la masa.
El volumen de un cuerpo es el espacio que ocupa. Para medirlo utilizamos como unidad principal el metro cúbico (m3), que es el volumen que ocupa un cubo cuyo lado mide 1 metro. Aunque como esta unidad es bastante grande, con frecuencia usamos otras unidades más pequeñas, sus submúltiplos, en especial el decímetro cúbico (dm3) y el centímetro cúbico (cm3).
Utilizamos las unidades de volumen cuando tratamos con cuerpos sólidos, pero para los líquidos y gases solemos usar las unidades de capacidad, cuya unidad principal es el litro (l), y cuya equivalencia con la unidad principal de volumen es: 1 m3 = 1000 l
Podemos medir el volumen de un cuerpo de diferentes maneras:
Usando instrumentos de medida. Por ejemplo, con ayuda de una probeta u otro recipiente graduado podemos saber el volumen de un líquido. También podemos conocer el volumen de un cuerpo pequeño e irregular sumergiéndolo en un líquido y viendo la diferencia entre la altura del nivel del líquido después y antes de sumergirlo.
Efectuando cálculos matemáticos, si se trata de un sólido de forma sencilla, multiplicando el área de su base por su altura.
Como los gases ocupan todo el recipiente que los contiene, su volumen es el volumen del recipiente.
La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, y sus unidades principales son el kilogramo (kg), que coloquialmente llamamos kilo, y el gramo (g). Aunque midan igual, no debes confundir masa con peso de un cuerpo, ya que son conceptos físicos diferentes que mezclamos al hablar.
Mediante una balanza podemos medir la masa de cuerpos pequeños.
DENSIDAD
La relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa recibe el nombre de densidad. Cada sustancia, en su estado natural, tiene una densidad característica. Por ejemplo, 1 litro de agua en estado líquido tiene una masa de 1 kilogramo: decimos que la densidad del agua es 1 kg/l. Y 1 litro de hierro, en estado sólido, tiene una masa de 7,9 kg: decimos que su densidad es de 7,9 kg/l.
Los cuerpos más densos que el agua, como una llave o un objeto de hierro, se hunden en ella; los menos densos, como un tapón de corcho o un trozo de madera, flotan sobre ella.
Si en un vaso echamos agua (densidad = 1 kg/l), aceite (densidad = 0,92 kg/l) y alcohol etílico (densidad = 0,8 kg/l), vemos cómo se forman tres capas de líquido: la de arriba de alcohol, la de en medio de aceite y la inferior de agua. Los tres líquidos se sitúan según el valor de sus densidades, sin mezclarse.
Para calcular la densidad de una sustancia hemos de medir primero su masa y su volumen. Su densidad será el resultado de dividir la masa entre el volumen hallado.
Para obtener la densidad de un sólido, lo podemos pesar en una balanza para saber su masa, y sumergirlo en un vaso con agua para calcular su volumen por diferencia entre los niveles del líquido.
Para medir la densidad de un líquido podemos utilizar un vaso graduado: primero hemos de pesar el vaso vacío y después lleno con el líquido, y restando obtenemos su masa. El volumen que ocupa lo vemos sobre la escala graduada. La densidad de un líquido también se puede medir directamente con un aparato llamado densímetro.
Para obtener la densidad de un gas utilizamos un recipiente cerrado de volumen conocido. Primero hemos de pesar el recipiente vacío, y luego lleno con el gas; restando obtenemos su masa. El volumen que ocupa es el del recipiente.
En la naturaleza, la materia se nos presenta en tres estados físicos diferentes: sólido, líquido y gaseoso. Aunque algunas sustancias, como el agua, pueden existir en los tres estados, lo normal es que, en su estado natural, cada sustancia aparezca en uno solo de ellos.
Por ejemplo, el hierro se encuentra en estado sólido (formando parte de distintos minerales), para pasarlo al estado líquido hay que fundirlo a temperaturas muy altas (en los altos hornos), y en el Sol, a millones de grados centígrados, está en estado gaseoso.
PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS
Las partículas que constituyen un sólido están unidas entre sí por fuerzas muy intensas, de manera que resulta muy difícil separarlas; por ello los sólidos tienen una forma bien definida.
Las partículas que constituyen un cuerpo sólido están tan próximas entre sí que por mucha fuerza que hagamos no las podemos acercar más; los sólidos son difíciles de comprimir, no cambian de volumen.
Algunas propiedades de los sólidos se deben precisamente a la forma y a la fuerza con que están unidas sus partículas. Estas propiedades son:
La dureza, o dificultad para rayar el cuerpo. Por ejemplo, el diamante es mucho más duro que un trozo de yeso.
La fragilidad, o tendencia de un sólido a romperse sin deformarse. Por ejemplo, el vidrio o el barro cocido son frágiles.
La ductilidad, o facilidad que ofrece un sólido a extenderse formando hilos. Por ejemplo, el cobre del que están hechos los hilos en el interior de los cables de la luz.
La maleabilidad, o capacidad que presenta un sólido para extenderse en forma de láminas. Por ejemplo, el oro y el aluminio son metales muy maleables.
La elasticidad, o tendencia de un sólido a recuperar su forma original tras ser sometido a una fuerza. Por ejemplo, una cinta de goma o un muelle son muy elásticos.
La flexibilidad, o facilidad de un sólido a doblarse sin romperse. Por ejemplo, podemos doblar una varita de mimbre o un folio de papel sin que se rompan.
La resistencia, o capacidad de un sólido para soportar pesos sin romperse. Por ejemplo, las casas se hacen con vigas de hierro o de hormigón, que soportan el peso de muros y techos.
PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS
Los líquidos no tienen forma propia, sino que adoptan la forma del recipiente que los contiene.
Las partículas que constituyen los líquidos están más alejadas entre sí que en los sólidos, pero esta distancia no se puede hacer menor; por ello el volumen de un líquido no cambia, es decir, los líquidos tienen volumen constante.
Otras propiedades de los líquidos son la viscosidad y la volatilidad. Decimos que un líquido es viscoso cuando fluye muy lentamente, como la miel o el aceite, que son más viscosos que el agua.
Decimos que un líquido es volátil cuando se evapora con facilidad. El olor a gasolina en una gasolinera nos indica que se trata de un líquido volátil.
PROPIEDADES DE LOS GASES
Las partículas que forman los gases están unidas por fuerzas muy débiles. Debido a ello, los gases carecen de forma y volumen propios, adoptan la forma y tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene.
Si al inflar un globo, no paramos de soplar, llegará un momento en que la presión sea tan grande que lo reviente, expandiéndose el aire de su interior.
Si con un dedo tapamos la boca de una jeringuilla y apretamos su émbolo, éste avanzará pues el aire que hay en su interior se comprime, mientras que si tiene agua, nos resultará imposible mover el émbolo, ya que los líquidos no se comprimen.
Los gases pueden pues comprimirse y expandirse (los líquidos y sólidos no). Comprimiendo o enfriando un gas, éste puede pasar al estado líquido, como sucede con el gas licuado que contienen las bombonas de butano.
Al estallar un castillo de fuegos artificiales, tiene lugar una transformación instantánea de la materia que forma los cohetes. De la misma forma, el agua de un río pule continuamente los cantos del fondo y de sus orillas, modificando su forma.
La materia que forma todos los cuerpos de la naturaleza no es inalterable, sino que cambia con el tiempo, aunque a veces no podamos apreciar los cambios que están sucediendo, hasta que no transcurre un largo periodo.