Ing. Sol de María Jiménez González

Transcripción

1 Ing. Sol de María Jiménez González 1

2 02 de junio I Tutoría Presencial 16 de junio II Tutoría Presencial Entrega de Tarea 30 de junio: I Examen Ordinario 14 de julio III Tutoría Presencial Entrega de proyecto investigación 28 de julio IV Tutoría Presencial 11 de agosto: II Examen Ordinario 2

3 Evaluación I Ordinario 35% II Ordinario 35% Tarea 1 10% Proyecto de investigación 20% Total 100% Si su nota en un examen ordinario es inferior a 7,0, tendrá derecho a realizar un examen de reposición, cuya nota sustituirá la anterior (I ordinario o II ordinario). Letra inicial de primer apellido del estudiante Formulario de tarea a realizar por el estudiante Dónde obtener su tarea? A-E Tarea A F-M Tarea B exactas/catedras/ quimicas.shtml N-Z Tarea C Centro Universitario donde está matriculado. Cuándo entregar su tarea? Ver cronograma de actividades de cada documento 3

4 Horario 8:00 am 10:00 am Aclara dudas de los contenidos del curso Orientar al estudiante Motivar al estudiante Asistencia no es obligatoria 4

5 Revise que tiene todos los materiales mencionados: el libro, las orientaciones. Al estudiar el texto, siga la secuencia de contenidos que se indica en el Cronograma de actividades de la sección IV del documento de Orientación. Si tiene alguna duda, consúltela al tutor por medio de correo electrónico o en la tutoría presencial. Realice los ejercicios de autoevaluación al final del capítulo Es muy importante que entienda los conceptos básicos primero. Dedique horas de estudio y mucha práctica todas las semanas, de esta forma si asiste a la tutoría será más fácil comprender los conceptos. 5

6 Se denomina materia todo lo que posee masa, o sea, que ocupa un lugar en el espacio Estudio de la materia: 1. Propiedades 2. Clasificación de las propiedades 3. Sustancias puras y mezclas 4. Medición de las propiedades físicas 5. Incertidumbre en las medidas 6

7 Calor específico Estados de agregación Masa y peso Conductividad eléctrica Temperatura Maleabilidad Propiedades de la materia Presión Dureza y elasticidad Densidad Puntos de fusión y ebullición Solubilidad 7

8 Gaseoso Líquido Sólido Volumen No tiene, ocupa todo el recipiente Fijo, pero no son rígidos Fijo Forma No tiene, se adapta al recipiente Según el recipiente Fija Compresibilidad Es compresible Incompresible Incompresible Movimiento de partículas Traslación Traslación y vibración Vibración 8

9 Gas - Líquido - Sólidos Sólidos - Líquido - Gas Sólidos - Líquido - Gas Cuando aumenta la temperatura, aumenta la energía del movimiento (cinética) 9

10 Sublimación Fusión Evaporación Solidificación Condensación g-l Condensación g-s 10

11 11

12 En cada punto que se encuentran las tres curvas, existe equilibrio entre dos fases. Punto triple: Se unen las tres curvas, las tres fases coexisten en equilibrio. Punto crítico: es el punto en el cual, aunque se aumente la presión, el gas no se condensa. 12

13 Masa Cantidad de materia Peso Fuerza (N) Segunda ley de Newton: F = m x a Por lo tanto p = m x g p = peso m = masa g = gravedad 9,8 m/s 2 Si la masa de un libro es de 1,5 kg, Cuál es su peso? 13

14 Escala Celsius Fahrenheit Termodinámica Unidad Grado Celsius, C Fahrenheit, F Kelvin, K Punto ebullición agua 100 C 180 F 373,15K Punto de congelación del agua 0 C 32 F 273,15K Punto triple (273,16 K) Cero absoluto (0 K) 14

15 De C a F o 9 F F x C 32 F o 5 C o o o De C a K K o C 273,15 Ejercicio: La temperatura para hornear un pastel es de 300 o C, exprese esa temperatura en grados kelvin y en grados Fahrenheit. o C 1 1 o K C 15

16 Ejercicio: El peso de una persona de 70 kg sentada sobre una silla es soportado, uniformemente, por una superficie horizontal de 0,07 m 2. Cuál es la fuerza, expresada en newtons, sobre la superficie indicada en la silla? Cuál es la presión sobre esa superficie? 16

17 Ejercicio Una muestra de hierro, Fe, de 48,5 g ocupa un volumen de 4,25 cm 3. Cuál es la densidad del hierro? 17

18 Propiedad física Propiedad química Propiedad Extensiva Propiedad Intensiva Su determinación no altera la identidad de la sustancia. Estados de agregación, color, olor, sabor, textura, densidad, solubilidad, p. fusión, longitud, masa. Su determinación sí altera la identidad de la sustancia Combustión, hidrólisis, fermentación, cocción, digestión, corrosión Varía con la cantidad de materia que se observa Volumen, masa, altura No cambia al variar la cantidad de materia que se observa Densidad, color, punto de fusión 18

19 Sustancia pura Elementos químicos Compuestos Clasificación Homogéneas Mezclas: conjunto de dos o más sustancias Heterogéneas Componentes pueden separarse 19

20 Dimensión física Nombre de la unidad del patrón Símbolo de la unidad Longitud Metro m Masa Kilogramo kg Tiempo Segundo s Corriente eléctrica Temperatura termodinámica Cantidad de sustancia Intensidad luminosa Amperio Kelvin Mole candela Fundamentales A K mol cd Dimensión física Nombre de la unidad Símbolo de la unidad Área Metro cuadrado m 2 Volumen Metro cúbico m 3 Velocidad Aceleración Densidad Concentración Derivadas Metro por segundo Metro por segundo cuadrado Kilogramo por metro cúbico Mole por metro cúbico m/s m/s 2 kg/m 3 Mol/m 3 20

21 Factores de conversión Por ejemplo: Sirven para convertir una medición que no se encuentra expresada en las unidades del SI. Factor de conversión: 1 pulg = 0,0254 m A cuánto equivale en metros 635 pulgadas? 21

22 Resultado Número de cifras 5,422 m 4 1,05 m 3 0,0091 m 2 984,06 m 5 16,0280 m 6 2,30 x 10-2 m 3 7,118 x 10 5 m 4 Las cifras con las que se anota una medición deben ser significativas, o sea, que corresponden con la incertidumbre asociada a la medición. 22

23 0, ,2 Hacia la derecha hasta la primer cifra significativa Hacia la izquierda hasta el primer dígito Número En notación científica 0,123 1,23x10-1 0, ,23x10-4 0, ,23x ,2 6,02x ,02x ,02x

24 Incertidumbre en medidas Es el ámbito de valores alrededor del resultado, dentro del cual se considera probable que se encuentre el verdadero valor de la cantidad física. X ± δ Temperatura = 37,5 C ± 0,5 C = (37,5 ± 0,5) C Directas Indirectas 24

25 Incertidumbre absoluta: Es la expresión explícita del ámbito de incertidumbre que acompaña el resultado de una medición. Temperatura = 37,5 C ± 0,5 C 25

26 Suma y resta de incertidumbres absolutas La incertidumbre absoluta de una suma o resta es igual a la suma de las incertidumbres absolutas de las cantidades involucradas. Si el número de sumandos es bajo, por ejemplo, cuatro sumandos, y uno de ellos está expresado con un número de decimales menor que el de los otros, la incertidumbre del resultado final es igual a la incertidumbre de ese sumando. Suma = 2, , ,2 + 1,8658 Si el número de sumando es alto (6 o más) y las incertidumbres no difieren mucho, para determinar el número de cifras con las que se reporta el resultado, las incertidumbres deben ser estrictamente sumadas. Cuando no se indica la incertidumbre de una medición se supone que es ± 1 en el último dígito. 26

27 Suma y resta de incertidumbres absolutas Suma = 2, , ,2 + 1,8658 Número Cifras Incertidumbre 2,683 4 ±0,001 23,56 4 ±0,01 126,2 4 ±0,1 1, ±0,0001 =154,3088 =±0,1111 =154,3 4 =±0,1 SUMA = 154,3 ±0,1 En términos de cifras significativas, el número de decimales del resultado no puede ser mayor que el número de decimales del sumando que tiene la mayor de las incertidumbres absolutas 27

28 Multiplicación y división: suma de incertidumbres relativas La incertidumbre relativa del producto o el cociente es igual a la suma de las incertidumbres relativas de los factores. El resultado no puede tener más cifras significativas que las que tiene el factor con el menor número de cifras significativas. 28

29 Multiplique: 17,325 x 0,4502 x 3,73 Valor Cifras Incertidumbre absoluta Incertidumbre relativa porcentual 17,325 5 ±0,001 ±0,0058% 0, ±0,0001 ±0,022% 3,73 3 ±0,01 ±0,27% =29, ±0,2978% =29,1 (redondeo) 3 - =±0,3 %(redondeo) El resultado no puede tener más cifras significativas que las que tiene el factor con el menor número de cifras significativas. Incertidumbre absoluta Con ±0,09, el resultado se expresaría con 2 decimales: 29,09 que tiene 4 cifras significativas, por eso se redondea. PRODUCTO = 29,1 ±0,1 29

30 Mediciones directas: incertidumbre absoluta Se midió el volumen vertido por una bureta y las lecturas fueron: Volumen inicial = (0,00±0,05) cm 3 Volumen final = (18,25±0,05) cm 3 Exprese el resultado del volumen vertido con la incertidumbre correspondiente: 30

31 Mediciones indirectas: incertidumbre relativa La masa y el volumen de una cantidad de líquido, con sus respectivas incertidumbres absolutas son: Masa = (8,55 ± 0,02) g Volumen = (31,6 ± 0,1) cm 3 Cuál es el valor de la densidad con la correspondiente incertidumbre, expresada en términos absolutos y relativos? Paso 1. Realizar operación Paso 4. Incertidumbre relativa de la división Paso 2. Incertidumbre porcentual de la masa Paso 5. Incertidumbre absoluta de la densidad Paso 3. Incertidumbre porcentual del volumen Paso 6. Expresión del resultado 31

32 Es el promedio del valor absoluto de las diferencias de cada uno de los valores respecto al resultado o promedio de los valores. 1. Se calcula el resultado a partir del promedio de los valores de las mediciones. 2. Se obtiene la diferencia entre cada uno de los valores de las mediciones y el resultado (promedio). Se expresa como valor absoluto. 3. Se calcula el promedio de las diferencias obtenidas (del valor absoluto) en el paso anterior. 32

33 Ejemplo Se realizan cinco mediciones de la masa de un objeto. Los valores obtenidos se incluyen en el siguiente cuadro, con su respectiva incertidumbre absoluta. Cuál es la masa del objeto expresada con la incertidumbre? N de medición Masa (g) Incertidumbre absoluta (g) 1 0,2452 ±0, ,2459 ±0, ,2454 ±0, ,2458 ±0, ,2452 ±0,

34 Paso 1. Calcular masa promedio Es el promedio de los valores obtenidos en las mediciones. 34

35 Paso 2. Calcular el desvío absoluto Se calcula el desvío o la diferencia de cada medición con respecto al valor promedio. Promedio Masa (g) Desvío Desvío absoluto 0,2452 0,0003 0,0003 0,2459-0,0004 0,0004 0,2455 0,2454 0,0001 0,0001 0,2458-0,0003 0,0003 0,2452 0,0003 0,

36 Paso 3. Incertidumbre estadística Es el promedio de los desvíos absolutos Paso 4. Reporte del resultado Masa = (0,2455 ± 0,0003) g 36