Sustancias, mezclas y conceptos.

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- Conceptos de presión y temperatura

La temperatura es definida como una magnitud escalar relacionada con la energía cinética molecular de un cuerpo. Tiene 4 escalas de medida, la primera y la más usada son los grados Celsius, esta unidad tiene como puntos de referencia los 0ºC, ya que, es a esta temperatura que el agua se convierte en hielo, y los 100ºC porque a esta temperatura el agua comienza a ebullir, siempre y cuando esté a una atmósfera de presión. Este intervalo se divide en 100 partes iguales. La segunda escala es la escala Kelvin, esta unidad utiliza como puntos de referencia los 0K que equivalen a -273,15ºC, esta temperatura es considerada como el cero absoluto. Su intervalo se divide igual a la escala Celsius, y esta escala no tiene temperaturas negativas, es decir, es una escala absoluta por lo que se utiliza principalmente en los laboratorios para estudiar el comportamiento de los gases. Otra es la escala Fahrenheit, esta escala toma como referencia el punto de 32ºF, esta temperatura equivale a 0ºC, y los 212ºF que equivale a 100ºC. Su intervalo está dividido en 180 partes iguales. Por último, se encuentra la escala menos conocida, los grados Rankine (), los cuales se definen al medir en grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos. Esta escala fue propuesta por el físico e ingeniero escocés William Rankine en 1859. [pic 1]

Fórmulas de conversión

- Conversión de grados Celsius a kelvin

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- Conversión de grados Celsius a Fahrenheit

(2)[pic 3]

- Conversión de grados Fahrenheit a grados Celsius

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- Conversión de Kelvin a Rankine

(4)[pic 5]

Dónde:

C: grados Celsius

K: Kelvin

F: grados Fahrenheit

R: Rankine

Se sitúan Y porque la escala Celsius se divide en partes iguales y la Fahrenheit en es equivalente a tener y respectivamente.[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

- La presión

Esta se define como la fuerza sobre una unidad de área determinada, en el S.I se usa el newton () como unidad de medida de la fuerza y para el área se usa el metro cuadrado (), la ecuación la propuso el científico Blaise pascal (1632-1662).[pic 12][pic 13]

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Presión: en pascales

Fuerza: en newton

Área: en metros

Tipos de presiones

Presión atmosférica

Esta es la fuerza que el aire ejerce sobre la atmósfera que rodea la tierra, en cualquiera de sus puntos y a todos los objetos que actúan sobre ella. La presión atmosférica varía con la altitud, a mayor altitud menor presión atmosférica. Dentro de la presión atmosférica se identifican dos variantes: la absoluta y la relativa.

Presión relativa o manométrica

Se denomina de esta manera a aquella presión que resulta de la diferencia que se establece entre la absoluta y la atmosférica en un determinado lugar.

Presión absoluta

Esta equivale a la sumatoria de la presión manométrica y la atmosférica. La presión absoluta es, por lo tanto, superior a la atmosférica, en caso de que sea menor, se habla de depresión y si se encuentra superior de la atmosférica se habla de sobrepresión.

Uno de los elementos más utilizados para medir la presión atmosférica es el barómetro, que fue propuesto por el matemático y físico evangelista Torricelli (1608-1647).

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Figura 1 Barómetro de mercurio. Tomada de

http://www.construmatica.com/construpedia/Presi%C3%B3n

- Solubilidad

La solubilidad solo ocurre en mezclas homogéneas y se define como la medida de la cantidad del soluto (sustancia presente en menor cantidad), que disuelve un disolvente (sustancia en mayor proporción) a una temperatura específica.

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La solubilidad puede involucrar componentes en los 3 diferentes estados de agregación.

Clasificación de las soluciones basado en el concepto de saturación:

Solución saturada

Máxima cantidad de soluto que puede disolverse en un disolvente.

Solución sobresaturada

Contiene más cantidad de soluto del que puede disolver el solvente.

Solución insaturada

contiene menor cantidad de soluto del que es capaz de disolver el solvente.

La solvatación es el proceso mediante el cual un ion o molécula se rodea por las moléculas del disolvente, si el proceso ocurre con el agua como disolvente se le conoce como hidratación.

La temperatura influye significativamente en el caso de sólidos en líquidos o líquidos en líquidos generalmente, al aumentar la temperatura, aumenta también la solubilidad del sólido o el líquido en el solvente, por el contrario, el caso de gas en líquido generalmente al aumentar la temperatura disminuye la solubilidad del gas en el solvente.

La presión juega un rol importante en el caso de los gases inclusive más determinante que la temperatura. Al aumentar la presión aumenta la solubilidad, este comportamiento se ajusta a la expresión del químico William Henry (1775-1837), que dice que: la solubilidad del gas en un solvente determinado es proporcional a la presión parcial del gas sobre la disolución y la constante de proporcionalidad de Henry.

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- Estados de agregación

La