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Tema 5.- La Materia 2ª Sesión 12-02-2026 - Contenido educativo

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Subido el 18 de febrero de 2026 por Angel Luis S.

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Buenas tardes, esta es la clase de ciencias del día 12 de febrero. 00:00:00
Estábamos viendo ya el tema de la materia y el último día estuvimos viendo las propiedades generales de la materia. 00:00:06
Vamos a recordarlas en un segundito antes de pasar a esas propiedades características. 00:00:14
Y dijimos que eran propiedades generales aquellas que tenían cualquier objeto o cuerpo material 00:00:21
que no nos iban a permitir distinguirlo de otro objeto distinto o de otro material. 00:00:28
Entonces, estas propiedades eran la masa, la primera, todos los cuerpos tienen masa 00:00:33
y no me permiten distinguirnos de otros, el volumen, exactamente lo mismo, 00:00:40
estuvimos viendo cómo se podía calcular volúmenes de cuerpos regulares y de cuerpos irregulares, 00:00:47
utilizando el principio de Pascal 00:00:53
además del volumen y la masa 00:00:56
tendríamos también la temperatura 00:01:00
que dijimos que venía debido a cómo se movían las partículas 00:01:02
dentro de la materia de ese cuerpo 00:01:07
que teníamos una cosa importante 00:01:10
habría tres unidades de medida de esta temperatura 00:01:14
y nosotros dijimos que nos teníamos que quedar con los grados Kelvin 00:01:17
y los grados Celsius o centígrados 00:01:20
que en los ejercicios nos van a dar las temperaturas o nos van a pedir en grados Kelvin 00:01:23
para poder utilizar las fórmulas que vamos a ver hoy por ejemplo 00:01:27
pero los datos nos los dan en grados Celsius, o sea que tendríamos que hacer esta conversión 00:01:31
que tenemos aquí al final que es que los grados centígrados son 00:01:36
restar a los grados Kelvin 273 o al revés, si quiero pasar de centígrados a Kelvin 00:01:41
tengo que sumar 273, esta formulita que tenemos aquí arriba 00:01:47
De los Fahrenheit no nos vamos a preocupar, porque dijimos que era una notación anglosajona que nosotros no utilizamos. 00:01:51
Bueno, visto estas propiedades generales, dijimos que había otro tipo de propiedades de la materia, que es lo que llamamos propiedades características. 00:01:59
Y que son aquellas que me permiten ya identificar la materia. 00:02:10
O sea que cada materia o cada cuerpo tendrá unas propiedades distintas, unos valores distintos. 00:02:13
¿Vale? Que no dependerán de la cantidad que tome de esa materia, sino que serán generales. 00:02:21
Entonces, algunas de esas propiedades se expresarán con características físicas, ¿vale? 00:02:29
Y cuáles son las que vamos a utilizar para medir, por ejemplo, y observar si que se modifique la composición de la sustancia. 00:02:36
Y en esta tenemos la primera, la densidad. 00:02:43
Que la densidad es masa partido de volumen. 00:02:48
No todos los materiales ni todos los cuerpos tienen la misma densidad. 00:02:52
Entonces, estos ya me van a permitir, esta propiedad, distinguir unos materiales de otros. 00:02:58
¿Cómo se mide la densidad? 00:03:05
Pues como estamos haciendo una relación entre masa y volumen, 00:03:08
La masa la medíamos en kilogramos y el volumen en metros cúbicos, pues en el sistema internacional la unidad de densidad es kilogramo partido de metro cúbico o si estamos con cantidades pequeñas a lo mejor pues utilizamos unas unidades menores pero que guarden proporción con esta y sería la de gramo partido de centímetro cúbico, ¿vale? 00:03:11
Entonces, ahora ya sí, si tomamos diversos materiales que tengan un mismo volumen, podemos observar que no tienen por qué tener la misma masa, porque van a tener distintas densidades, o al revés, cogemos distintos materiales con la misma masa y resulta que no tienen el mismo volumen. 00:03:37
Lo típico que nos decían de niños, que me decían, ¿qué pesa más, un kilo de paja o un kilo de hierro? Y nosotros confundíamos ese peso con el volumen que ocupaban, o sea, ese peso que nosotros luego identificamos aquí con masa, con el volumen que ocupan. 00:03:57
Evidentemente, como la paja tiene mucha menor densidad que el hierro, a mismo peso, a misma masa, resulta que el volumen de la paja es muchísimo mayor que el de hierro. 00:04:18
Pues esto es lo que decíamos antes, que es una propiedad ya característica, porque esa propiedad de la densidad, en este caso del ejemplo que estamos diciendo, me permitiría distinguir la paja de hierro. 00:04:32
Ahora, otra propiedad característica por la temperatura o punto de fusión. No todos los materiales se funden a la misma temperatura. Ese punto de cesión entendemos como que es aquel punto en el que pasamos de estado sólido a estado líquido. 00:04:48
¿Vale? Por ejemplo, si pensamos en el agua, el agua hierve a 100 grados centígrados. ¿Vale? Pasa de sólido a gas, pero se funde a 0 grados centígrados. A 0 grados ya empieza a pasar de hielo a líquido. 00:05:09
Si nosotros pensásemos en el hierro, pues para fundir el hierro, desde luego, no necesitamos cero grados centígrados, necesitamos muchísimos más. Entonces, ese punto de fusión me está indicando que estoy tratando con materiales distintos. En este caso, ese agua y ese hierro. 00:05:29
Luego, temperatura o punto de fusión, propiedad característica. Dentro de un mismo material, sus puntos de fusión, sus puntos de ebullición, tal y cual, van a seguir siempre unos mismos patrones. 00:05:50
igual que hemos visto ese punto de fusión 00:06:05
vamos a pensar en qué es el punto de ebullición 00:06:09
y el punto de ebullición, que lo acabo de decir hace un segundo 00:06:11
en el caso del agua es cuando paso de estado líquido 00:06:15
a estado gaseoso 00:06:18
¿vale? entonces 00:06:20
vemos aquí una pequeña tablita 00:06:22
de la diferencia entre unos y otros 00:06:25
vemos que en el agua tenemos un punto de fusión de 0 grados 00:06:29
y de ebullición de 100, que ya decimos antes. 00:06:33
Y el agua tiene una densidad de 1, que sería 1 kilo por metro cúbico 00:06:36
o 1 gramo por centímetro cúbico. 00:06:41
La relación peso-volumen en el agua es la misma. 00:06:44
Por ejemplo, podríamos pensar que un litro de agua pesa 1 kilo. 00:06:48
En otros materiales eso no va a ocurrir. 00:06:54
Imaginaos, en el hierro que estábamos diciendo, 00:06:56
Por su punto de fusión, para que se funda hierro y pase de sólido al líquido, me hacen falta 1539 grados centígrados. 00:06:59
Pero para que ese líquido, vamos a pensarlo como si ese hierro fundido fuese lava, para que empiece a evaporarse me hacen falta 2740 grados centígrados. 00:07:09
Claro, ¿a qué se debe esto? Pues a que la densidad de hierro es 7,8. 00:07:20
O sea, que cada metro cúbico de hierro, perdón, que el hierro pesaría 7,8 gramos por cada centímetro cúbico que coja de él. 00:07:25
Vamos a hacer una relación más cercana en algo que conocemos más, que también lo tenemos en la cabeza, como un líquido, el alcohol. 00:07:41
fijaos, algo muy curioso aquí 00:07:48
me dice, el punto de fusión del alcohol es 00:07:51
menos 115 grados y el punto de evolución 00:07:55
79, ¿cómo va a ser por debajo 00:07:58
de cero el punto de fusión? pues sí 00:08:01
por eso nosotros podemos utilizar alcohol para derretir 00:08:04
hielo, en la sal me pasaría 00:08:07
algo parecido 00:08:10
la reacción química que genera 00:08:12
hace que el hielo se funda. 00:08:16
Pues cuando yo quiero deshelar, por ejemplo, el parabrisas de mi coche, 00:08:18
si yo echo alcohol, se funde rápidamente el hielo 00:08:22
porque al mezclarse se generaría ese nuevo líquido 00:08:25
con esa composición alcohólica 00:08:30
y fijaos, para que ese líquido se congele necesito 115 grados bajo cero. 00:08:33
El punto de ebullición, pues el agua empezaba a hervir a 100 grados, 00:08:40
Pero el alcohol no, el alcohol empieza a hervir a 79 grados, o sea que empieza a evaporarse mucho antes. Otro ejemplo que os puedo poner que seguro que os habéis fijado en alguna ocasión aunque no lo hayáis relacionado. 00:08:44
La gasolina y el gasoil. La gasolina a temperatura ambiente ya empieza a evaporarse, o sea, su punto de ebullición es muy bajito, mientras que el gasoil no. 00:08:58
Entonces, ¿qué ocurre diferente en los motores de gasolina a los motores de gasoil? 00:09:13
Pues que los motores de gasoil necesitamos algo que se llaman calentadores para subir la temperatura del gasoil hasta 80 grados, que es su punto de ebullición, para que genere gases ese gasoil y esos gases pues prendan y hagan la combustión en el motor del coche. 00:09:19
Mientras que la gasolina no necesita calentadores porque a temperatura ambiente ya está generando esos vapores y ya podrían arder. 00:09:41
Entonces, cuando yo en invierno intento arrancar un coche de gasoil, le cuesta muchísimo más trabajo. 00:09:50
Hay veces que le tengo que dar varias veces a la llave para que calienten esos calentadores o el gasoil, 00:09:56
mientras que el coche de gasolina, a la primera que le doy, arranca y no tiene más las bujías. 00:10:03
pues eso se debería a estas temperaturas de fusión y de ebullición que estamos diciendo 00:10:09
y esas densidades de esos distintos materiales 00:10:15
con estas temperaturas de fusión, de ebullición y con estas densidades 00:10:19
yo sería capaz de distinguir el agua del alcohol, el gasoil de la gasolina 00:10:24
ya no digamos el agua del hierro 00:10:28
luego propiedades características 00:10:30
cada material tiene las suyas 00:10:33
y es el que hace que yo les pueda diferenciar propiedades generales, todos los materiales tenían las mismas propiedades 00:10:36
y no era capaz de diferenciar unos de otros usando dichas propiedades. 00:10:44
Bueno, visto estas propiedades de los materiales, vamos a pasar ahora a lo que se llama teoría cinético-molecular. 00:10:50
Vamos a ver cómo se comportan los gases, a aprender unas leyes que son muy importantes en física 00:10:57
sobre el comportamiento de los gases 00:11:03
entonces, lo primero 00:11:06
¿quién propuso esta teoría? ¿quién empezó a publicar estudios 00:11:09
al respecto de esto? y sobre los que luego se fueron 00:11:13
completando las cosas 00:11:16
pues fue el señor Boyle 00:11:18
ya por el siglo XIX 00:11:23
seguido de Clasius, Maxwell 00:11:25
von Mahn, ¿vale? 00:11:29
y inicialmente lo que estudiaron fue 00:11:31
los gases, pensando que todos se iban a comportar de forma similar en cuanto a que por la densidad 00:11:34
que tienen, el movimiento de las partículas que les componen iba a ser muy parecida. 00:11:43
Entonces, lo que hicieron fue dar una serie de enunciados sobre los resultados de estos estudios, 00:11:49
que son los siguientes. 00:11:57
lo primero, que los gases están formados por partículas 00:11:58
que están en continuo movimiento 00:12:03
esas partículas se desplazan siempre en línea recta 00:12:05
y lo que va a ocurrir en esos desplazamientos es que van a empezar a chocar entre sí 00:12:11
y también con el recipiente en el que estén contenidas 00:12:16
el tipo de choque que se produce son choques elásticos 00:12:19
que hacíamos el otro día, que eran aquellos en los que cuando desaparecía la fuerza 00:12:24
se volvía a recuperar la forma original, ¿vale? 00:12:31
Entonces, en esos choques elásticos, ¿qué va a ocurrir? 00:12:36
Que esas partículas que están chocando, la energía que pierde una en el choque lo absorbe la otra. 00:12:40
Entonces, hay una energía cinética media que se va a mantener siempre constante 00:12:47
porque está ocurriendo aquí lo del dicho ese de las gallinas que entran por las que salen 00:12:53
la partícula que se frena en el choque hace que la que estaba parada 00:12:58
se acelere, entonces la media final 00:13:02
siempre es la misma, ¿qué otro enunciado 00:13:06
dieron estos señores? pues que las moléculas de un gas 00:13:10
se encuentran separadas entre sí 00:13:14
por una distancia mucho mayor a su tamaño 00:13:17
Entonces, el efecto que produce esto es como que hay vacío entre medias de ellas. 00:13:21
Entonces, el volumen que ocupan estas moléculas va a ser insignificante en comparación con el volumen total que ocuparía ese gas. 00:13:27
¿Vale? ¿Por qué? Porque la mayor parte de ese volumen estamos diciendo que es vacío, es un espacio vacío entre ellas. 00:13:38
Bueno, otra cosa que se dieron cuenta es que las fuerzas atractivas que hay entre las moléculas, pues, se pueden considerar despreciables. 00:13:46
O sea, no se atraen unas partículas a otras. Entonces, esos gases se están moviendo, pues, de una forma independiente unas partículas de otras. 00:13:57
Cada una va a su libre albedrío, por así decirlo. 00:14:07
La temperatura absoluta, que acordaos, la vamos a tratar en grados Kelvin, que es el sistema internacional, va a ser siempre proporcional a la energía cinética de esas partículas. 00:14:10
O sea que el movimiento de esas partículas es lo que me genera esa energía y esa energía sería la que me daría lugar a esa temperatura cuando esas partículas chocan entre sí o cuando chocan contra el recipiente. 00:14:23
Y esta formulita ya la habréis visto alguna vez en vuestra vida, nos va sonando ya un poco, 00:14:40
porque luego más adelante la trataremos en otro tema. 00:14:46
Y es que la energía cinética es un medio de la masa por la velocidad al cuadrado, 00:14:49
o sea que es directamente proporcional a la masa de esas partículas 00:14:54
y también directamente proporcional al cuadrado de la velocidad con la que se estén moviendo esas partículas. 00:14:59
¿Vale? Y por último, que la presión que ejerce un gas siempre va a ser proporcional al choque de esas partículas por unidad de superficie dentro del recipiente en el que esté contenida. 00:15:05
¿Vale? Bueno, pues este modelo que estos señores enunciaron para los gases también vale para los sólidos y los líquidos. ¿Vale? Digamos que estas pautas de estudio también se dieron cuenta después que se podían aplicar a los sólidos y a los líquidos. 00:15:22
¿Qué va a ocurrir de diferente? 00:15:42
En los sólidos y los líquidos la movilidad de esas partículas va a ser mucho menor 00:15:45
La distancia entre esas partículas va a ser también bastante menor 00:15:51
Con lo cual el comportamiento de las partículas de un líquido o de un sólido 00:15:57
Pues también va a ir variando 00:16:06
pero las pautas de estudio nos valen las mismas 00:16:08
eso lo pone un poquito en el párrafo ese 00:16:14
y lo que quiero es que os fijéis en este dibujo 00:16:16
que sería un poco el resumen de lo que hemos dicho 00:16:20
en el gas las partículas están separadas 00:16:23
se mueven libremente 00:16:28
en un líquido las partículas están bastante más juntas 00:16:29
ya no se mueven tan libremente 00:16:35
y en un sólido están pegadas unas a otras, se mueven aún menos libremente. 00:16:37
Fijaos, si yo caliento ese sólido y consigo que se vuelva líquido por su punto de fusión, 00:16:43
ese calor que les estoy dando, esa energía que estoy dando a estas partículas sólidas, 00:16:50
son la energía que se transforma en la velocidad que imprime en movimiento las partículas luego en estado líquido. 00:16:57
Si yo sigo calentándose el líquido y paso de estado líquido a gaseoso con su punto de ebullición, pues todavía esas partículas ganan más energía con lo cual se mueven más. 00:17:04
Toda esa energía es la que luego está chocando aquí con el recipiente por ese movimiento de las partículas. 00:17:16
Un principio básico en la física es que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. 00:17:24
Y aquí vemos un ejemplo en el dibujo de esa transformación de la energía. En este caso, de calor a movimiento. Esa energía calorífica se transforma en energía cinética, que hemos dicho que es la que depende de la velocidad con la que se estén moviendo las partículas. 00:17:31
Bueno, esto era un poco conocimiento general y ver cómo estos señores afrontaron este estudio inicial de la materia. 00:17:53
¿Con qué nos vamos a quedar nosotros? Pues como os pongo en el resumen de este cuadrito. 00:18:03
Y es que la teoría cinético-molecular me lleva a estas conclusiones que os he anotado aquí. 00:18:11
que cuando la materia está en estado sólido 00:18:17
las partículas que tengo están unidas mediante fuerzas muy grandes 00:18:21
¿qué ocurre? que entonces el movimiento es un poco limitado 00:18:26
solo hay movimiento de vibración 00:18:29
las partículas se mueven muy poquito 00:18:32
como digamos así, vibrando 00:18:34
y que al aumentar la temperatura 00:18:36
esa vibración aumentaría 00:18:40
y ese sólido se dilataría 00:18:42
porque empiezan a generar más espacio entre ellas al chocar. 00:18:45
Bueno, si me voy a estado líquido, las partículas están unidas por fuerzas más débiles que en el estado sólido, 00:18:49
ya no solo hay movimientos de hibridación, sino que ya también hay movimientos de rotación y de traslación, 00:18:58
las partículas pueden también girar sobre sí mismas y pueden empezar a desplazarse un poquito. 00:19:04
y las partículas cuando están en estado líquido 00:19:09
son capaces de adaptarse a la forma del recipiente 00:19:13
en el que las tengamos que contener 00:19:17
mientras que en estado sólido tenían su forma propia 00:19:19
no las podíamos meter en cualquier recipiente 00:19:22
y por último, en estado líquido 00:19:25
esas partículas se vuelven poco comprensibles 00:19:28
¿qué es eso de comprensibles? 00:19:32
pues que no quieren juntarse 00:19:34
no quieren volver a ese estado sólido que decíamos 00:19:36
entonces no las puedo comprimir 00:19:39
todo lo que a lo mejor yo quisiera 00:19:42
y cuando estoy en estado gaseoso 00:19:45
¿qué ocurre? que la fuerza entre partículas es prácticamente nula 00:19:48
por lo cual las partículas se van a mover 00:19:52
libremente con cualquier tipo 00:19:55
de movimiento, esos movimientos lineales 00:19:59
se van a mover en cualquier dirección 00:20:02
las distancias entre partículas van a ser 00:20:04
mucho más grandes que en el estado sólido del líquido y también los gases se adaptan al volumen del recipiente 00:20:08
que yo les deje, tanto en forma como en volumen. Yo a un gas le tengo comprimido en una botella de medio litro 00:20:18
y abro la botella en una habitación de 200 metros cúbicos y ese gas ocupa los 200 metros cúbicos de la habitación. 00:20:24
Todo el espacio que le deje lo va a terminar ocupando. Entonces, ese gas ya sí que le puedo comprimir y expandir muy fácilmente. Expandirse, expandiría él solo por ese movimiento libre de sus partículas. Comprimirlo me costaría mucho menos que en un líquido porque al haber tanta distancia entre esas partículas, tengo mucho espacio libre que puedo quitar, por así decirlo, al comprimirles. 00:20:32
Bueno, pues este cuadrito tenedlo muy en cuenta porque me resume toda esa teoría cinético-molecular 00:21:02
de la que estábamos hablando que dio origen al estudio de la materia. 00:21:10
Vamos a ver cómo esa teoría cinético-molecular se ajusta expresamente a los gases 00:21:15
y qué leyes produce que para nosotros van a ser muy importantes 00:21:22
y que tendríamos que controlarlas bien porque luego vamos a hacer problemas con ellas. 00:21:28
Habrá operaciones matemáticas que vengan derivadas de las fórmulas que nos van a salir de aplicar estas propiedades. 00:21:33
Bueno, pues, dentro que hemos visto que teníamos unas propiedades fundamentales de masa, volumen, presión y temperatura, 00:21:43
Ahora, cuando se estudió estas propiedades, se llegó a una serie de conclusiones que vamos a ver ahora, pero antes de ello vamos a repasar aquí una serie de unidades que vamos a utilizar luego en los problemas y en la teoría esta. 00:21:50
La primera, la propiedad de la presión 00:22:15
pues llevaba aparejada con ella unas unidades 00:22:21
que eran las atmósferas, pero teníamos unas unidades más pequeñas 00:22:25
o unas unidades equivalentes, que eran los milímetros 00:22:28
de mercurio y los mascales, y aquí tenemos que tener 00:22:33
cuidado con esta relación, porque según me den los datos en los problemas 00:22:37
yo tendré que hacer el paso de unas unidades a otras para poder hacer 00:22:41
Y la relación es que una atmósfera de presión son 760 milímetros de mercurio, acordaos de ese experimento que montamos el otro día de Torre y Félix, de cómo midió la presión a nivel del mar, y esos 760 milímetros de mercurio, si los pesamos en pascales, o esa atmósfera, son 1.1300 pascales. 00:22:45
Nosotros vamos a estar refiriendo normalmente a atmósferas y milímetros de mercurio, para que no os asustéis mucho. 00:23:09
Y la propiedad esta, pensada en forma microscópica de la presión, lo que me dice es los choques y fuerza que hacen estos choques de esas partículas de gas cuando golpean las paredes de un recipiente. 00:23:17
Bueno, si nos vamos a la temperatura, tenemos que recordar que en el sistema internacional lo que se utiliza son los grados Kelvin, que como nosotros los grados Kelvin no los utilizamos, sino que utilizamos los grados centígrados, 00:23:32
nos tenemos que acordar de qué relación hay entre unos y otros. 00:23:55
La relación era que para pasar de grados centígrados a Kelvin 00:23:59
había que sumar 273. 00:24:03
Si voy al revés, de Kelvin a centígrados, 00:24:06
pues tendré que restarle 273. 00:24:10
Y recordamos aquí, desde el punto de vista microscópico, 00:24:14
que la temperatura está relacionada con lo agitadas 00:24:19
que estuviesen las partículas dentro del recipiente. 00:24:22
Y por último, pues el volumen. El volumen le medimos en metros cúbicos en el sistema internacional, pero nosotros estamos acostumbrados a relacionarle, como decía el otro día, con la capacidad y la capacidad se medía en litros. 00:24:25
Entonces, la relación que nosotros nos tenemos que quedar es que un litro es lo mismo que un decímetro cúbico, que sería lo mismo que mil mililitros. 00:24:38
Y la propiedad microscópica que va relacionada con el volumen es que las partículas se adaptaban al volumen del recipiente en el que las echásemos y ocupaban todo ese recipiente. 00:24:51
Bueno, pues vamos a ir viendo ahora poco a poco cada uno y explicando lo interesante de cada cosa 00:25:05
Empezamos con la presión, ya hemos dicho que la presión en el sistema internacional la puedo medir en pascales 00:25:16
que equivale a la fuerza de un newton por la unidad de superficie de un metro cuadrado 00:25:23
Vaya rollo, eso que me estás contando. Bueno, solo es para que tengáis esos conocimientos generales. Como los pascales son muy pequeños, pues tenemos otras unidades que son las atmósferas, que sería la presión que ejerce nuestra atmósfera, nuestra atmósfera terrestre a nivel del mar y que equivalía, como hemos dicho antes, a 1.300 pascales. 00:25:30
Como es una unidad muy pequeña el Pascal, pues es más posible que nos encontremos mediciones en atmósferas 00:25:56
También nos encontramos muchas veces que en meteorología me utilizan otras unidades 00:26:05
Y me hablan de los bares, de los milibares, cuando me dicen si hay borrascas, si hay anticiclones 00:26:12
Pues esos bares y milibares tendrían su equivalencia en milímetros de mercurio 00:26:17
pero solo se están utilizando cuando estamos hablando de condiciones atmosféricas 00:26:23
en otros casos, pues a lo mejor los utilizo, por ejemplo, cuando mido la presión de las ruedas de un coche 00:26:32
que también me dicen que las puedo medir en bares o en PSIs 00:26:39
o sea, me está hablando un poco de esa presión de aire que estábamos diciendo 00:26:43
bueno, os comentaba antes, que el otro día lo dije así a mí de pasada 00:26:47
cómo se encontró esta unidad de medida de la atmósfera 00:26:51
y por qué equivale a esos 760 milímetros de mercurio. 00:26:57
Bueno, pues os muestro aquí en el dibujo literalmente, 00:27:02
o gráficamente mejor dicho, el experimento que hizo Torricelli 00:27:06
allá por el año 1644. 00:27:11
Y lo que hizo Torricelli es decir, bueno, voy a coger un tubo de un metro de altura 00:27:13
y lo voy a llenar de mercurio y a su vez voy a poner en un recipiente 00:27:19
pues también una cierta cantidad de mercurio 00:27:25
si doy la vuelta al tubo, que no lo he tapado con el dedo 00:27:29
le sumerjo ese mercurio con el recipiente y quito el dedo 00:27:34
pues resulta que el mercurio empezó a bajar 00:27:39
podríamos pensar que se podría vaciar toda esa barra de mercurio 00:27:43
en ese recipiente de abajo, pues no, no se vació 00:27:48
bajó solo hasta los 76 cm de altura y ahí se estabilizó 00:27:51
¿por qué se estabilizó? este experimento lo podemos realizar 00:27:56
con agua también si queremos, pues se estabilizó porque 00:27:59
la presión que estaba ejerciendo el aire sobre 00:28:03
esta zona del mercurio que habíamos 00:28:07
que había echado en el recipiente 00:28:11
el aire está oprimiendo aquí 00:28:13
está oprimiendo aquí 00:28:18
con tal fuerza digamos que 00:28:19
no dejaba caer más mercurio 00:28:22
que este líquido que había aquí abajo ya 00:28:27
a su vez también estaba presionando hacia arriba 00:28:29
a esta varita de mercurio 00:28:33
¿vale? 00:28:35
y con qué fuerza o presión estaba ejerciendo 00:28:38
el aire 00:28:42
ahí al mercurio 00:28:43
el recipiente para no dejar caer 00:28:46
eso pues con lo que se denominó 00:28:47
una atmósfera de presión 00:28:50
que es 00:28:52
digamos todo el aire que tengo 00:28:54
por encima de mí cuando estoy 00:28:56
al nivel del mar, tengo toda la atmósfera 00:28:58
entera encima de mí 00:29:00
pues 00:29:02
eso es lo que él dio 00:29:03
como unidad de medida 00:29:05
la atmósfera y dio esta equivalencia 00:29:07
con esos 760 00:29:09
milímetros de mercurio, que sería el equivalente a esos 00:29:12
76 centímetros que quedaron de mercurio dentro 00:29:15
de esa barrita que él dio la vuelta, ¿vale? 00:29:20
Pues a partir de ahí, de este experimento, ya se empezó a utilizar esta 00:29:24
unidad de medida también, los milímetros 00:29:28
de mercurio, ¿vale? Bueno, si nos vamos a la 00:29:32
temperatura, estamos diciendo que la podemos expresar 00:29:36
en grados Celsius o centígrados o en Kelvin, que en Kelvin es lo que utilizamos en el sistema 00:29:40
internacional para que en todos los países nos intentamos. Y la relación, os la vuelvo 00:29:48
a poner aquí y nos lo parecerá más veces porque la necesitamos para los problemas, 00:29:55
es que la temperatura en grados Kelvin es sumarle a la temperatura en grados centígrados 00:29:58
eso 273 00:30:04
si quiero la temperatura en grados centígrados 00:30:06
hago la vuelta al revés 00:30:09
los Kelvin de resto son 273 00:30:11
¿vale? 00:30:13
entonces cuando 00:30:15
por ejemplo yo esté aquí en grados centígrados 00:30:17
de temperatura 00:30:20
en grados Kelvin estaría eso 00:30:20
100 más 273 00:30:22
373 grados Kelvin 00:30:24
y si yo estoy en 500 grados Kelvin 00:30:26
de temperatura 00:30:30
si no voy a centígrada 00:30:30
pues tendré que hacer 500 menos 273 00:30:32
227 grados centígrados 00:30:36
esta relación, quedaos bien con ella 00:30:38
porque la vamos a utilizar bastante 00:30:42
y por último, el volumen 00:30:43
el volumen hemos dicho que la unidad del sistema internacional es metros cúbicos 00:30:47
pero es que el metro cúbico es una unidad muy grande 00:30:51
un metro cúbico son mil litros 00:30:54
si yo quiero medir cantidades pequeñas 00:30:56
tendrían que salir decimales 00:31:00
y los decimales no nos gustan mucho 00:31:03
pues vamos a hacer unidades más pequeñas 00:31:05
entonces me quedo con esa proporción 00:31:08
un metro cúbico, mil litros 00:31:10
un centímetro cúbico, lo mismo que un mililitro 00:31:12
y un decímetro cúbico, que son lo mismo que mil centímetros cúbicos 00:31:16
también la relación a un litro 00:31:20
eso es lo que nosotros vamos a utilizar luego 00:31:22
en nuestros ejercicios 00:31:25
bueno, visto y repasado 00:31:26
estas unidades que vamos a utilizar todo el rato 00:31:30
vamos a por esas propiedades de los gases 00:31:34
que os comentaba que van a ser tan importantes 00:31:38
y vamos a utilizar tanto 00:31:42
luego veremos que las puedo resumir en una sola formulita 00:31:43
y de esa formulita sacar todas 00:31:47
y vamos a ver cómo se fueron descubriendo 00:31:48
y quién las fue descubriendo 00:31:52
la primera, que es la que se llama Ley de Boyle-Mariott 00:31:54
pues la publicó en el 1662 00:32:00
este químico inglés 00:32:04
que se llamaba Robert Boyle, y lo que hizo este señor 00:32:08
es estudiar qué efectos tenía la presión sobre el volumen 00:32:12
del aire, o sea, quiso ver qué relacionaría entre la presión y el volumen 00:32:16
y lo que observó este hombre es que cuando duplicaba 00:32:20
la presión, el volumen se reducía a la mitad. 00:32:24
Y si la presión la multiplicaba 00:32:29
por cuatro, el volumen se reducía a la cuarta parte. 00:32:33
Bueno, esto tiene que ser porque 00:32:37
haya una relación entre ambos. 00:32:40
Bueno, pues, ¿qué relación es la que el vino como 00:32:44
válida que se cumple siempre para cualquier 00:32:48
gas. ¿Vale? Pues esto, que nos va a quedar, nos tiene que quedar muy claro que el volumen 00:32:52
del gas es inversamente proporcional a la presión, si la temperatura se mantiene constante. 00:33:00
Vamos a verlo en una formulita. El volumen sería igual a esa constante partido de la 00:33:10
presión, ¿vale? Pero esto se nos queda un poco así raro. Vamos a verlo de otra manera. 00:33:21
Para una misma masa de un gas y a temperatura constante, el resultado de multiplicar el 00:33:29
volumen de ese gas por la presión que ejerce en el recipiente tiene que dar siempre lo 00:33:36
mismo. O sea que lo que nosotros nos tenemos que dar es que la presión por el volumen 00:33:40
siempre me va a dar el mismo resultado 00:33:46
y ahora 00:33:48
fijaos en otra cosa 00:33:52
que 00:33:54
si yo hiciese dos comparaciones 00:33:56
con dos condiciones 00:33:59
distintas de presión y volumen 00:34:01
me tendría que ocurrir esto 00:34:03
que es lo que nosotros vamos a utilizar 00:34:05
la presión inicial que tenga yo 00:34:06
ese gas y el volumen inicial 00:34:09
que ocupa 00:34:11
tiene que ser igual a la presión final 00:34:12
con el volumen final que ocupa ese gas 00:34:15
o sea, se tiene que mantener constante 00:34:18
entonces, ¿a qué me va a llamar esto? 00:34:20
a que si yo en un momento dado 00:34:23
aumento el volumen que le dejo ocupar al gas 00:34:24
la presión va a disminuir 00:34:28
ahora, si aumento la presión de ese gas 00:34:30
quien disminuye es el volumen 00:34:34
son directamente proporcionales una a la otra 00:34:35
con lo cual 00:34:40
esto es lo que nosotros vamos a utilizar 00:34:41
en nuestros ejercicios. Luego esta formulita final aquí de que esta presión por volumen 00:34:44
tiene que mantenerse siempre constante y esto fijaos que a temperatura constante porque 00:34:52
luego vamos a ver un poquito más adelante que si la temperatura varía esto cambia. 00:35:03
Por ejemplo lo vemos en verano que cuando la temperatura aumenta la presión de nuestras 00:35:07
ruedas del coche aumenta y en invierno, cuando la temperatura disminuye, la presión de las 00:35:13
ruedas de mi coche disminuye. Y por qué ocurre eso si el volumen de las ruedas es el mismo? 00:35:19
O sea, mi llanta es del mismo tamaño verano que el invierno. Pues es un efecto de la temperatura 00:35:25
que veremos luego un poquito más adelante. Entonces, no os asustéis si en invierno empieza 00:35:31
al coche a pitarme ahora que ya tienen tantos sensores diciendo que tengo las ruedas bajas 00:35:37
de presión, pues porque eso es efecto de la disminución de temperatura. Ahora, si 00:35:43
tengo que tener lo mismo cuando circule y la rueda se caliente, pues ya se quita el 00:35:50
aviso. Ahora, en verano sí tengo que tener mucho cuidado porque si yo llevo las ruedas 00:35:55
con mucha presión, hago un viaje muy largo con mucha temperatura, pues como la presión 00:36:01
va a aumentar dentro de ese mismo volumen de la rueda, pues la rueda me puede llegar 00:36:07
a aumentar, ¿vale? O sea que hay que tener cuidadito. Bueno, ejemplo de esta primera 00:36:11
ley que hemos visto de Boyd-Mariott que me llevaría a ver qué ejercicios me pueden 00:36:19
aparecer. Pues me dice, en un sistema que estamos a temperatura constante, sometido 00:36:25
una presión de una atmósfera, un gas ocuparía 3 litros. Si yo aumento la presión a dos 00:36:31
atmósferas, ¿qué va a ocurrir con el volumen de ese gas? Nosotros decimos, bueno, estamos 00:36:39
diciendo que el volumen que va a ocupar es presión, y aquí se escapa, que la presión 00:36:46
inicial por ese volumen inicial tiene que dar el mismo resultado que esa presión final 00:36:54
por ese volumen final. Bueno, pues como mi presión inicial, aquí se ha descolocado 00:36:58
la línea, no sé por qué, era una atmósfera y volumen inicial era de 3 litros, cuando 00:37:04
yo pongo una presión de 2 atmósferas, ¿qué volumen me quedará? Pues una ecuación de 00:37:11
primer grado. Este incógnita, que es el volumen después de haber aumentado la presión, lo 00:37:19
despejo y este 2 pasaría dividiendo para acá. Entonces, el volumen final que voy a 00:37:26
tener va a ser 1 por 3, 3, entre 2, 1 litro y medio, o sea, justo la mitad. Aumento la 00:37:31
presión al doble, el volumen se reduce a la mitad, que fue eso que este señor observó 00:37:40
cuando hacía sus experimentos empíricos. Bueno, en definitiva, lo que me tengo que 00:37:46
aprender de esta ley es esta forma, que la presión inicial por el volumen inicial tiene 00:37:54
que ser igual a la presión final por el volumen final, siempre. O sea, que esa presión por 00:37:59
volumen se tiene que mantener constante, si la temperatura no varía. Llegó más adelante 00:38:04
este otro señor, el señor Charles y el señor Gay-Lusser, y dijeron, bueno, vamos a darle 00:38:11
una vuelta. Este señor anterior, el señor Boyle, dijo que no podíamos variar la temperatura 00:38:20
para que se cumpliese su relación, su fórmula. ¿Qué pasaría si la revariásemos? Y fijaros 00:38:26
que os pongo aquí que esto lo dijeron 100 años después. Nadie se le había ocurrido, 00:38:32
no había sido capaz de encontrar ninguna relación con la temperatura hasta estos señores, 00:38:40
tardarán 100 años. Bueno, por lo que dicen estos señores, es que para una determinada 00:38:46
masa de gas, si lo que mantengo ahora es constante es la presión, el volumen va a ser proporcional 00:38:55
a la temperatura. O sea, fijaos lo que quiere decir esto. Si yo tengo una misma presión, 00:39:04
al aumentar la temperatura 00:39:11
el cuerpo se va a dilatar y va a aumentar de movimiento 00:39:15
con una misma presión 00:39:18
si cambio la presión las cosas se pueden 00:39:21
digamos enmascarar 00:39:24
entonces este señor lo que me dice es que 00:39:27
el volumen va a ser 00:39:30
inversamente proporcional a la temperatura 00:39:34
si aumento la temperatura 00:39:37
aumenta el volumen 00:39:39
perdón, directamente proporcional 00:39:40
y si disminuye la temperatura disminuye el volumen 00:39:43
y lo hicieron pues 00:39:45
haciendo este estudio con los gases 00:39:49
en un recipiente con gas 00:39:51
y a medida que le calentaban veían 00:39:53
que el volumen aumentaba 00:39:55
para esa misma presión que ellos 00:39:57
lo que hicieron fue presión ambiente 00:39:59
de una atmósfera y ver qué pasaba 00:40:01
entonces, ¿con qué nos vamos a quedar 00:40:02
nosotros equivalente a la 00:40:05
formulita que hicimos antes? con esta 00:40:06
que volumen inicial partido 00:40:09
de temperatura inicial tiene que ser igual a volumen final partido de temperatura final. 00:40:11
¿Cómo lo vamos a aplicar esto a los ejercicios? Pues aquí tenemos un ejemplo. Tengo un gas 00:40:16
que está a presión constante y que ocupa inicialmente 2 litros cuando la temperatura 00:40:22
a la que está es de 25 grados centígrados. Y me dicen, si aumentásemos esa temperatura 00:40:30
hasta 30 grados, ¿qué volumen va a ocupar el gas? 00:40:36
Pues digo, bueno, cuidadito, me están dando 00:40:40
la temperatura en grados centígrados. Y dijimos que 00:40:44
para poder hacer operaciones 00:40:48
con temperaturas, queríamos que estuviesen en grados Kelvin. 00:40:51
No olvidéis esto, que esto va a ser una cosa muy importante 00:40:56
en los problemas. Entonces, ¿qué voy a hacer? Pues lo primero, transformar los grados centígrados 00:41:00
en Kelvin. Pues mi temperatura inicial de 25 grados, si le sumo los 273, me daría 298 00:41:04
grados Kelvin. Mi temperatura final de 30 grados, si le sumo 273, se iría a esos 303 00:41:12
grados Kelvin. Si ahora aplico la formulita esta que me han dicho Charles y Gay-Lussat 00:41:19
de que esos volúmenes y temperaturas son inversamente proporcionales, ¿qué va a 00:41:25
por litro. Digo, pues teníamos volumen de 2 litros 00:41:30
cuando estaba a 298 grados Kelvin. Quiero calcular 00:41:34
qué volumen voy a tener cuando esté a 303 grados Kelvin, por la misma 00:41:38
historia de antes. La ecuación de primer grado solo es despejar. 00:41:42
Ahora este 303 está dividiendo, pasa al otro lado 00:41:46
multiplicando, y me queda 303 grados Kelvin 00:41:50
multiplicados por 2, y luego el resultado es dividirlo entre 298. 00:41:54
Y resulta que me encuentro que el volumen pasa a ser de 2,03 litros. O sea que solo con 5 grados centígrados de variación de la temperatura, el volumen ha aumentado en esos 0,03 litros. 00:41:58
O sea, que fijaos lo importante que es tener controlada la temperatura. Por ejemplo, esto es lo que hace que cuando se hacen edificios o se hacen carreteras, dejen juntas de dilatación. Esas carreteras y esos edificios están siempre en una misma posición en el planeta, digamos. Luego siempre van a tener una misma presión atmosférica en esa zona. 00:42:15
Ahora, ¿qué es lo que pueden cambiar? 00:42:39
Las temperaturas a lo largo del año 00:42:42
Pues cuando voy hacia el verano, que aumentan las temperaturas 00:42:44
Va a aumentar el volumen que ocupan esos materiales 00:42:48
Luego, si no dejas esas juntas de dilatación 00:42:51
Chocarían unas placas con otras 00:42:54
Si estoy en una carretera, se agrietaría la carretera 00:42:56
Cuando llega el invierno 00:42:59
Esas placas se contraen y se separarían 00:43:02
Con lo cual, si yo dejo mucha separación entre las placas 00:43:05
Llega el invierno, se separan todavía más por el enfriamiento y se me hacen grietas en el edificio. O sea, que tan malo lo uno como lo otro. Entonces hay que tener cuidado con esas cosas y por eso los ingenieros pues hacen esas separaciones de las dilataciones. 00:43:08
Bueno, llegamos a la última ley, que ya fue Gay-Lussac quien la publicó. Ya el señor Charles se olvidó, quedó ahí en el camino, y Gay-Lussac dijo, bueno, ¿y qué relación habría entre la temperatura y la presión? 00:43:24
que es lo último que me falta por estudiar. 00:43:45
Pues lo que hizo este señor es decir, bueno, pues si yo tengo un volumen constante, 00:43:48
meto un gas dentro de ese recipiente de ese volumen constante y empiezo a calentarle, 00:43:55
¿qué va a ocurrir con las partículas de gas que hay dentro de ese recipiente? 00:44:00
Pues que van a empezar a intentar separarse, a dietarse, van a empezar a moverse mucho. 00:44:04
¿Qué va a ocurrir cuando empiecen a moverse tanto? 00:44:10
pues que van a chocar con un recipiente 00:44:13
y esos choques van a producir presión sobre el recipiente 00:44:15
bueno, pues esto es lo que está estudiando este señor 00:44:18
entonces dice, para una determinada cantidad de masa 00:44:23
de un gas, si yo mantengo tanto el volumen 00:44:26
la presión va a ser proporcional 00:44:29
a la temperatura, si aumento la presión 00:44:32
perdón, si aumento la temperatura va a aumentar también 00:44:35
la presión dentro del recipiente porque las partículas 00:44:38
empiezan a moverse con más velocidad 00:44:41
entonces la relación que me queda es que 00:44:44
la presión inicial partido de la temperatura inicial 00:44:47
tiene que ser igual a esa presión final partido de la temperatura final 00:44:50
o sea que si aumento 00:44:54
la temperatura va a aumentar la presión 00:44:56
si disminuye la temperatura va a disminuir la presión 00:44:59
¿vale? proporción directa que la hemos visto 00:45:02
en cursos anteriores 00:45:05
en matemáticas, esas proporciones directas 00:45:08
Es cuando las magnitudes se comportan de la misma manera, en este caso, presión y temperatura, si una aumenta, la otra también. Si una disminuye, la otra también. Y en el caso anterior, en la de Charles Gay-Lussat, decíamos proporciones inversas porque las magnitudes se comportaban al contrario una que la otra. Cuando una aumentaba, la otra disminuía. 00:45:11
¿Vale? Bueno, pues ejemplo para rematar hoy esta parte 00:45:35
que a lo mejor es un poco densa, pero ya haremos el próximo día 00:45:40
problemas y ejercicios para que veamos que 00:45:43
termina siendo un poco mecánico, que lo que tengo que darme es con la ley 00:45:47
y luego siempre es hacer la misma operación. Bueno, en un sistema con volumen constante 00:45:50
yo tengo un gas a dos atmósferas de presión 00:45:56
cuando está a 25 grados centígrados. ¿Qué pasaría con su presión 00:46:00
si aumento la temperatura hasta 30 grados 00:46:04
igual que en los ejercicios de antes 00:46:07
siempre que hablemos de temperaturas 00:46:09
quiero que esas estén en grados Kelvin 00:46:13
no en grados centígrados 00:46:16
entonces vuelvo a hacer la misma conversión que hicimos en el problema anterior 00:46:17
con los mismos resultados puesto que estoy utilizando los mismos datos 00:46:21
y ahora la diferencia es que 00:46:24
en vez de ponerlo en multiplicaciones que lo poníamos en la ley anterior 00:46:26
del problema anterior, ahora son divisiones 00:46:31
Digo, esas dos atmósferas divididas entre los 298 grados Kelvin me tienen que dar el mismo resultado que la presión que quiero aliar dividida entre sus 303 grados Kelvin. 00:46:34
Como ya decíamos, este 303 que está dividiendo pasa multiplicando y a lo que llego es que la presión final que va a tener, 00:46:45
imaginaos que esto fuese un neumático, cuando yo subo esos 5 grados de temperatura es que pasa de 2 atmósferas a 2,03 atmósferas de presión. 00:46:56
Y con esto remato y cambiamos a mates que nos hemos escapado mucho del tiempo. 00:47:08
este es el principio de las ollas a presión 00:47:12
en una olla a presión yo obligo a que el volumen sea siempre el mismo 00:47:15
porque el recipiente tiene el mismo tamaño 00:47:19
y estoy cerrando con una tapa hermética 00:47:22
cuando yo caliento esa olla 00:47:24
que ocurre que la presión del líquido que hay dentro 00:47:27
del agua empieza a aumentar muchísimo 00:47:31
cuando empieza a evaporarse 00:47:33
la válvula de mi olla no deja que se vaya 00:47:34
ese gas que se está generando 00:47:38
Ese vapor de agua. ¿Qué hace esto? Pues que las partículas de ese agua, de ese vapor, empiecen a moverse muy deprisa, muy deprisa, muy deprisa y lo que hacen es terminar haciendo que las partículas de la carne que yo he metido en ese agua también se muevan. 00:47:41
Y entonces esa carne se cueza, se vuelva más blanda, porque sus partículas tienden a separarse y entonces a ser, digamos, eso, pues más blandas por la elasticidad que se va a generar en esa separación. 00:47:57
Bueno, pues esto sería el principio de la olla a presión, que fijaos si nos ha ahorrado tiempo y dinero en las casas al hacer las comidas. 00:48:13
lo dejamos aquí, el próximo día 00:48:20
haremos problemitas de esto 00:48:23
para que veáis su aplicación y volveremos 00:48:25
a repasar esta red, no os asustéis 00:48:27
venga, hasta dentro 00:48:29
un momentito más 00:48:31
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Angel Sanchez Sanchez
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18 de febrero de 2026 - 9:57
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