¿Cuáles son las propiedades de la materia? (Con ejemplos)
Las propiedades de la materiason aquellas características distintivas, que permiten reconocerla y distinguirla de lo que no se considera materia. Se tiene una descripción adecuada de la materia a través de sus propiedades.
Como la materia adopta las formas más diversas, tiene muchas propiedades y para estudiarlas se las agrupa en dos categorías, que son: propiedades generales de la materia y propiedades específicas de la materia.
Las propiedades generales son características que tiene toda la materia. Aquí se incluyen las dimensiones, el volumen, la masa y la temperatura: si algo tiene masa y volumen, es seguro que se trata de materia. Pero esto no es suficiente para saber qué tipo de materia es.
Para ello se necesita saber las propiedades específicas, que son características muy particulares de las sustancias y ayudan a distinguir entre los diversos tipos de materia. Entre ellas cabe mencionar el color, la dureza, la densidad, la conductividad y muchas otras.
Propiedades generales de la materia
Las propiedades generales son comunes a todas las sustancias, por eso no permiten la distinción entre ellas, pero no por eso dejan de ser importantes. Entre las principales están:
Masa
Representa la cantidad de materia que contiene una muestra dada de sustancia y constituye la medida de la inercia. La inercia es una propiedad fundamental de la materia, que se puede describir como la resistencia que esta opone a cambiar su movimiento.
Para introducir una variación en el movimiento de un objeto muy masivo es preciso aplicar una fuerza mayor que si se trata de un objeto liviano. Entonces, los cuerpos se resisten a los cambios de movimiento y la masa es la medida de esta resistencia.
- En el Sistema Internacional (SI), la masa se mide en kilogramosy se mide con una balanza.
Peso
El peso suele confundirse con la masa, pero en realidad se trata de una fuerza: la que ejerce la Tierra sobre cualquier objeto cercano a su superficie. Peso y masa, aunque estrechamente relacionados, no son iguales, ya que el peso de un mismo objeto es diferente en la Tierra que en la Luna.
Esto se debe a que el peso depende de la gravedad ejercida por el cuerpo celeste y la gravedad lunar es mucho menor que la terrestre. En cambio, en Júpiter un mismo objeto pesaría mucho más que en la Tierra, ya que la gravedad del planeta gigante es mayor que la de la Tierra.
El peso de un cuerpo se calcula mediante la fórmula:
P = m.g
Donde P es el peso, m es la masa y g el valor de la aceleración de la gravedad. Siempre está dirigido verticalmente hacia la superficie terrestre.
- La unidad del SI para el peso es el newton, abreviado N.
Volumen
La masa ocupa un espacio, cuya medida es el volumen.
Si un objeto tiene forma geométrica regular, como un cubo por ejemplo, es posible calcular fácilmente su volumen conociendo sus dimensiones. En cambio, para los objetos irregulares hay que recurrir a métodos indirectos, por ejemplo sumergiéndolos en agua y midiendo el volumen de líquido desplazado.
- En unidades SI, el volumen se mide en metros cúbicos: m3.
Temperatura
La temperatura es una medida de la energía interna de los objetos. Una sustancia se compone de átomos y moléculas con movimiento vibracional propio y cuanto mayor es este movimiento, más temperatura posee el cuerpo.
- La unidad de temperatura en el SI es el kelvin, que se abrevia K. Otras unidades muy utilizadas son los grados Celsius y los grados Fahrenheit.
Elasticidad
Es posible deformar un objeto aplicando fuerzas. El objeto puede regresar a sus dimensiones originales una vez que esta desaparece, pero otras veces la deformación es permanente, sobre todo si la fuerza era grande.
La materia tiene elasticidad, una medida de la habilidad de las sustancias para volver a su estado original tras ser deformadas. Mientras actúa la fuerza, aparecen atracciones y repulsiones entre las moléculas, pero cuando desaparece, ellas regresan al estado previo y el objeto vuelve a sus dimensiones originales.
Si las fuerzas externas no son muy grandes, la elasticidad de un objeto se calcula mediante la ley de Hooke:
E = Y.ℓ
Donde E es el esfuerzo, que se mide en unidades de newton/metro cuadrado, ℓ es la deformación unitaria o cociente entre la variación de longitud y la longitud total y Y es una constante que depende del material, conocida como módulo de Young.
El módulo de Young indica la fuerza que se debe aplicar para deformar el objeto y cada material tiene un valor característico dentro de un cierto rango de temperaturas.
Divisibilidad
Es la cualidad que tiene un objeto o cuerpo de dividirse en otras partes.
Inercia
Es la propiedad que tienen los objetos o cuerpos de mantenerse en su estado de reposo.
Porosidad
Es la cantidad de espacios vacíos que existe en un objeto o cuerpo.
Propiedades específicas de la materia
Las propiedades específicas son el conjunto de características propias de una sustancia, gracias a las cuales se la distingue de otras. Entre ellas están las que se perciben con los sentidos, como el color, el olor y la textura, y otras que se miden, entre las que se encuentran la densidad, la conductividad eléctrica, la conductividad térmica, la dureza y muchas otras.
Densidad
Es el cociente entre la masa y el volumen, y en unidades SI se mide en kg/m3. En un cierto rango de temperaturas, la densidad de una sustancia es la misma, sin importar el tamaño de la muestra.
La densidad es una propiedad distintiva, por ejemplo, el aceite y la madera son menos densos que el agua, pero el acero, el plomo y los metales tienen una densidad mayor.
Los gases por su parte son menos densos que los líquidos y los sólidos, al estar sus moléculas más desligadas entre sí, lo cual les permite mayor libertad de movimiento.
Conductividad eléctrica y térmica
Es la propiedad que describe la facilidad del material para transportar corriente eléctrica o calor. En el primer caso se habla de conductividad eléctrica, en el segundo, de conductividad térmica.
Los metales son buenos conductores de electricidad y calor debido a que poseen electrones libres capaces de moverse a través del material.
- La unidad SI para la conductividad eléctrica es el siemens/metro, mientras que la conductividad térmica se mide en watios/kelvin.metro.
Viscosidad
En un fluido, la viscosidad mide el grado de fricción interna entre las moléculas, que se opone a que el fluido fluya. Depende de la atracción molecular: a medida que esta aumenta, también lo hace la viscosidad.
Una gran viscosidad no depende de la densidad, por ejemplo el aceite de motor es más viscoso que el agua, pero menos denso que esta.
- En unidades SI, la viscosidad se mide en Pa.s, donde Pa es la abreviatura de pascal, que a su vez es la unidad para la presión.
Punto de fusión
Es la temperatura a la que una sustancia cambia de estado sólido a líquido. Por ejemplo, la temperatura de fusión del cobre es 1085ºC
Punto de ebullición
Es la temperatura a la que una sustancia cambia de líquido a gaseoso. Por ejemplo, la temperatura de ebullición del agua es 100ºC.
Dureza
Es la oposición que presentan los materiales a ser rayados. El diamante es la sustancia natural más dura que se conoce, con una dureza de 10 en la escala Mohs, mientras que el talco es la menos dura de todas, con dureza de 1 en la misma escala.
Maleabilidad
Esta propiedad describe la facilidad de un material para convertirse en láminas. Se refiere sobre todo a los metales como el oro, el más maleable de todos, seguido del aluminio, el plomo, la plata, el cobre y más.
Solubilidad
Se refiere a la capacidad de una sustancia de disolverse en un líquido. La mayor parte de las sustancias se disuelve en agua, pero no todas. Por ejemplo, la pintura en base de aceite tiene solvente específicos, como la acetona.
Temas de interés
Referencias
- Chang, R. 2013. Química. 11va. Edición. Mc Graw Hill Educación.
- Chemistry Libretexts. Properties of matter. Recuperado de: chem.libretexts.org.
- Hewitt, Paul. 2012. Conceptual Physical Science. 5th. Ed. Pearson.
- Shipman, J. 2009. An Introduction to Physical Science. Twelfth edition. Brooks/Cole, Cengage Editions.
- Thomas Griffith, W. 2007. Física Conceptual. Mc Graw Hill.