Para comenzar me gustaría compartir unas palabras que un hombre sabio y comprometido con la educación científica en sus estudiantes repetía en constantes ocasiones:
-Dr. Francisco Quintanilla Guerrero. director de la licenciatura Q.F.B.T. en la UVM
"Tenemos que ser protagonistas de la ciencia, descubrir e innovar, estudiar lo que nosotros descubrimos, no lo que ya fue estudiado"
Para comprender la relación de la ciencia con el arte debemos entender cada una de ellas por separado y entender las dimensiones que hay en la materia con respecto a la perspectiva de las personas. Entonces tenemos que conocer la composición y estructura de la materia de una forma fácil y conocer su interacción con la energía. Como todos sabemos la materia está formada por átomos y estos a su vez por partículas subatómicas (electrones, protones y neutrones) y estas a su vez por constituyentes fundamentales de la materia como podrían ser los quarks (up, down, etc.). A continuación se muestra un video acerca de partículas que constituyen la materia y la energía.
Los científicos utilizan la palabra "teoría" para explicar algo de lo que no están seguros, cada rama de la ciencia tiene su teoría, en las ciencias naturales como la física, le corresponde la teoría del origen del universo el llamado Big Bang con Einstein y su teoría de la relatividad general, la química con la teoría cinético-corpuscular junto con la teoría atómica para explicar la composición de la materia y su interacción con la energía y por último en biología presentando la teoría del origen de la vida; estos por ser ejemplos, pero existen muchas más, para entender los conceptos básicos de la composición de la materia necesitamos las teorías químicas y biología para ponernos a pensar sobre ¿cómo surgió el primer ser vivo en el planeta y por qué existen los virus, las bacterias etc.?
Teoría cinético-corpuscular
Teoría cinético-corpuscular
Esta establece las siguientes hipótesis:
-La materia es discontinua; Sin importar el estado de agregación de la materia, está formada por partículas diminutas, su tamaño es pequeño comparado con la distancia que hay entre ellas, por tanto entre partículas no hay nada solo espacios vacíos.
-Las partículas están en continuo movimiento.
-Su energía cinética o velocidad de movimiento depende de la temperatura, a mayor temperatura mayor velocidad de movimiento.
-Entre las partículas hay fuerzas de atracción y cohesión y su intensidad disminuye al aumentar la distancia entre ellas.
-Las partículas se mueven aleatoriamente en todas las direcciones, en el caso de un gas chocan continuamente y el resultado de estos choques es la presión gaseosa.
-La temperatura a la cual todas las partículas están quietas se conoce como "cero absoluto" y es de -273.15 °C (0 K)
Se puede utilizar la densidad para comprender la estructura de los gases, líquidos y sólidos, tomando en cuenta que en líquidos la densidad es 800 veces más grande que en los gases. estos cuentan con características que los distinguen a continuación les presento una imagen del agua en un matraz, donde se explican 6 puntos importantes, el 4 tiene algo especial ya que existen líquidos raros con excepciones.
Al momento de elaborar un análisis de distintos gases en diferentes estados se logra observar una escala de factores donde nos indican que la densidad se ve afectada por el estado de agregación en el que se encuentren las sustancias como dice la imagen con los signos mayor que, de acuerdo con distintos estudios sobre los estados de agregación, pero... como toda regla tiene sus excepciones. respondiendo a la pregunta ¿por qué el hielo flota en el agua si se supone que la densidad de un sólido es mayor a la de un líquido correspondiente? tiene que ver con la estructura de los puentes de hidrógeno al enfriarse logrando una mayor distancia entre las moléculas. Se abordará en las propiedades químicas-físicas del agua.
La física contribuye mucho a la química para lograr mediante un análisis matemático la explicación de las leyes de la naturaleza, vemos aquí una fórmula muy usada por todos los científicos. La densidad tiene flechas que nos indican que cuando la masa permanece constante pero hay un aumento en el volumen la densidad disminuye, con esto explicamos cómo se aplica esta fórmula a los distintos estados de agregación, esto resume lo de la tabla de distintas densidades. El agua es un caso especial no todos los líquidos presentan esas propiedades.
Se muestra una tabla de densidades del agua a diferentes temperaturas. tenemos que observar lo que ocurre con las densidades a 0°C y ¿por qué ocurre esto de una manera tan drástica?
