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La materia es todo aquello que posee masa y ocupa espacio. Además, tiene propiedades que pueden describirse mediante la densidad, la solubilidad, la conductividad o el magnetismo.
La materia es todo aquello que tiene masa y volumen. Para entender qué es la materia es importante tener en cuenta que está formada por elementos que se organizan en átomos y moléculas. Los átomos cuentan con un núcleo de protones y neutrones, con electrones orbitando alrededor; las moléculas son combinaciones de átomos que forman sustancias puras.
Comprender qué es la materia y sus propiedades es fundamental para los estudiantes del Grado en Física online de UNIR, ya que esta formación proporciona la base para entender fenómenos físicos y químicos esenciales.
Por otra parte, quienes cursan el Máster en Didáctica de Física y Química en Educación Secundaria online de UNIR aprenden a explicar cómo la estructura atómica influye en las propiedades y comportamientos de la materia, desarrollando habilidades pedagógicas para enseñar conceptos complejos de manera accesible, preparando a futuras generaciones de científicos y educadores en un campo en constante evolución.
¿Qué es la materia?
La materia es todo lo que tiene masa, ocupa espacio y puede convertirse en energía. Se manifiesta en estados como sólido, líquido, gaseoso y plasma, y se define por sus propiedades físicas y químicas.
Materia vs. antimateria
La materia es cualquier cosa con masa y volumen y que puede transformarse en energía. La antimateria está formada por partículas opuestas a las de la materia común, que se aniquilan mutuamente al encontrarse, liberando energía. Aunque no se encuentra en grandes cantidades en nuestra vida diaria, la antimateria es importante en física y cosmología.
La materia y la antimateria explican la estructura y dinámica del universo, mientras que la materia oscura y la energía oscura abordan fenómenos cosmológicos complejos.
¿Qué es la materia oscura?
Cuando nos preguntamos qué es la materia oscura del universo, una de las características más destacadas es su invisibilidad porque no interactúa con la luz, pero su presencia se infiere por sus efectos gravitacionales en objetos visibles.
Es esencial para entender la estructura y el futuro del universo, ya que influye en la forma y el tamaño de galaxias y cúmulos de galaxias.
¿Cuáles son las propiedades de la materia?
Para entender qué son las propiedades de la materia, las dividiremos en dos categorías:
- Propiedades extensivas: dependen de la cantidad de materia, como la masa y el volumen.
- Propiedades intensivas: no dependen de la cantidad de materia, como la dureza y la densidad.
Las propiedades físicas de la materia son observables sin alterar la sustancia, como masa, volumen, divisibilidad, compresibilidad, elasticidad, inercia y propiedades organolépticas (color, sabor, etc.).
Las propiedades químicas involucran cambios en la estructura de la materia durante reacciones químicas, como el calor de combustión y la estabilidad química.
Estados de la materia
La materia puede presentarse (principalmente) en cuatro estados o formas de agregación: sólido, líquido, gaseoso y plasma. Estos estados de la materia se manifiestan según las condiciones ambientales y algunas sustancias pueden encontrarse en diferentes estados bajo diversas condiciones.
- Materia en estado sólido: tienen forma y volumen constantes debido a la rigidez y regularidad en la disposición de sus partículas. Entre los ejemplos estarían los metales y minerales, que se encuentran en este estado de manera natural en la Tierra.
- Materia en estado líquido: poseen un volumen fijo, pero no forma definida. Se adaptan a la forma del recipiente que los contiene y presentan propiedades específicas. El agua es un ejemplo notable, la cual puede encontrarse en todos los estados en condiciones terrestres.
- Materia en estado gaseoso: sin forma ni volumen fijos y pueden variar significativamente en volumen con cambios en temperatura y presión. Entre los ejemplos citar el oxígeno y el dióxido de carbono, que se encuentran en estado gaseoso en condiciones normales.
- Materia en estado plasma: el plasma es un gas ionizado a alta temperatura, formado por cationes y electrones libres. Se localiza en auroras boreales, rayos, luces de neón, tubos fluorescentes o pantallas de plasma. Aunque el plasma es eléctricamente neutro en su conjunto, las partículas individuales tienen carga, lo que le permite ser conductor de electricidad y ser confinado en campos magnéticos. Se estima que el 99 % de la materia del universo observable está en estado de plasma.
Procedimientos de transformación de la materia
Los cambios de estado de la materia son transformaciones que ocurren sin alterar su composición, generalmente inducidos por variaciones de temperatura y/o presión:
- Solidificación (líquido a sólido): ocurre cuando la temperatura de un líquido desciende, haciendo que las partículas se compacten y se reduzca su movimiento. Ejemplos: formación de hielo, endurecimiento del chocolate o gelatina.
- Fusión o derretimiento (sólido a líquido): sucede cuando un sólido se expone a un aumento de temperatura, separando sus partículas y ganando fluidez. Ejemplos: deshielo de los casquetes polares, mantequilla derretida o cera de vela.
- Vaporización o evaporación (líquido a gaseoso): tiene lugar cuando un líquido se calienta, haciendo que sus partículas se separen y se expandan. Ejemplos: vapor de agua hirviendo, evaporación del sudor o secado de la ropa al aire libre.
- Condensación (gaseoso a líquido): ocurre cuando la temperatura baja o la presión aumenta, causando que las partículas de gas se acerquen y pierdan movilidad. Ejemplos: la lluvia, la transpiración de un vaso frío o el rocío.
- Sublimación (sólido a gaseoso): es el paso directo de sólido a gas sin pasar por el estado líquido, generalmente cuando un sólido en temperaturas bajas se expone a una temperatura mayor bajo una presión determinada. Ejemplos: sublimación de hielo seco o naftalina.
- Sublimación inversa o deposición (gaseoso a sólido): es el cambio directo de gas a sólido, generalmente cuando el gas se expone a temperaturas muy bajas rápidamente. Ejemplos: formación de nieve, escarcha o estelas de aviones.
- Ionización (gaseoso a plasmático): se produce cuando un gas se calienta, haciendo que sus partículas ganen energía y se conviertan en iones, generando plasma. Ejemplos: rayos, auroras polares o luces de neón.
- Desionización (plasmático a gaseoso): proceso inverso a la ionización, donde un gas cargado eléctricamente se enfría y pierde su carga energética, regresando al estado gaseoso. Ejemplo: humo generado durante la soldadura.
La materia en las distintas disciplinas
- Ciencias Naturales: desde la perspectiva de las ciencias naturales, la materia es todo lo que tiene masa y ocupa espacio. Puede existir en estados sólido, líquido o gaseoso y se transforma mediante procesos físicos y químicos, interactuando con la energía para explicar fenómenos naturales y el funcionamiento del universo.
- Química: al responder qué es la materia en química, la definimos como cualquier sustancia que ocupa espacio y tiene masa. La materia está formada por átomos y moléculas y puede existir en estados sólido, líquido o gaseoso. Sus propiedades y comportamientos se rigen por las leyes químicas y físicas.
- Física: en esta disciplina se estudian las propiedades fundamentales de la materia y las leyes que la rigen, desde partículas subatómicas hasta la estructura del universo, abarcando áreas como la mecánica cuántica y la física de partículas.
Comprender la materia y sus propiedades es esencial no solo para el estudio avanzado de la física y la química, sino también para la educación secundaria y superior. Este conocimiento permite a los estudiantes y futuros educadores desentrañar la complejidad del universo material, facilitando una comprensión más profunda de los fenómenos naturales.
