Conceptes Clau de Química i Física: Matèria, Energia i Canvis

La Matèria i les Seves Propietats

Massa i Unitats

La matèria té massa, que es mesura en unitats com el quilogram (kg), gram (g), decigram (dg), centigram (cg), mil·ligram (mg), tona (t) o megagram (Mg).

Múltiples i Submúltiples

• 1 Mg (megagram) = 10⁶ g
• 1 kg (quilogram) = 10³ g
• 1 hg (hectogram) = 10² g
• 1 dag (decagram) = 10¹ g
• 1 g (gram)
• 1 dg (decigram) = 10^-1 g
• 1 cg (centigram) = 10^-2 g
• 1 mg (mil·ligram) = 10^-3 g
• 1 µg (microgram) = 10^-6 g

Volum i Unitats

La matèria ocupa volum. Unitats de volum inclouen el metre cúbic (m³), decímetre cúbic (dm³) i centímetre cúbic (cm³).

• 1 m³ = 1000 dm³
• 1 dm³ = 1000 cm³

Múltiples i Submúltiples de Volum

• 1 kL (quilolitre) = 10³ L
• 1 hL (hectolitre) = 10² L
• 1 daL (decalitre) = 10¹ L
• 1 L (litre)
• 1 dL (decilitre) = 10^-1 L
• 1 cL (centilitre) = 10^-2 L
• 1 mL (mil·lilitre) = 10^-3 L

Mesura del Volum de Solids

Volum d'un bloc regular = alçada x amplada x fondària (V = a x b x c). Exemple: V = 2 cm x 3 cm x 5 cm = 30 cm³.

Densitat

La densitat és la massa per unitat de volum. Densitat = massa / volum. Exemple: Si la massa d'un tros de ferro és 15,6 g i el volum és 2,0 cm³, la densitat és d = 15,6 g / 2,0 cm³ = 7,8 g/cm³.

Canvis d'Estat i Teoria Cinètica

Aigua, Gel i Vapor

• Vaporització: líquid a gas.
• Condensació: gas a líquid.
• Solidificació: líquid a sòlid.
• Fusió: sòlid a líquid.
• Temperatura de fusió del gel: 0 °C.
• Temperatura d'ebullició de l'aigua: 100 °C.

Teoria Cinètica

• Fusió: les partícules vibren més ràpid i vencen les forces d'atracció.
• Evaporació: les partícules més ràpides a la superfície escapen.

Canvis Físics i Químics

Canvis Físics

No alteren la naturalesa de les substàncies (ex: canvis d'estat, mescles).

Canvis Químics

Transformen les substàncies en altres diferents, amb emissió o absorció d'energia.

Fets que Caracteritzen una Reacció Química

• Canvi de color.
• Formació de bombolles de gas.
• Formació d'un precipitat.
• Emissió de calor (reacció exotèrmica).
• Absorció de calor (reacció endotèrmica).

Símbols d'Estat

• s: sòlid
• l: líquid
• g: gas
• aq: en solució aquosa

Estructura de la Matèria

Àtoms, Molècules i Ions

La matèria està formada per àtoms i molècules. Els metalls tenen estructures gegant atòmiques.

Compostos

Els compostos com l'aigua (H₂O) o el diòxid de carboni (CO₂) estan formats per molècules d'àtoms diferents.

Símbols i Fórmules

• Na⁺: ió de sodi
• Cl^-: ió clorur

Energia Cinètica

Ec = 1/2 mv²

Transferència d'Energia

Energia transferida = força x desplaçament. Treball (T) = força x desplaçament (T = F x d). Potència (P) = energia transferida / temps (P = E / t).

Fonts d'Energia

Renovables

No s'esgoten i no contaminen (ex: energia eòlica, hidràulica).

No Renovables

S'esgoten i contaminen (ex: petroli, gasoil).

Concentració d'una Solució

Quantitat de solut dissolt en una quantitat determinada de solució.

Concentració en Massa

Concentració en massa = (massa del solut / volum de la solució) x 100.

Percentatge en Massa

Percentatge = (massa del solut / massa de la solució) x 100.

Percentatge en Volum

Percentatge en volum = (volum del solut / volum de la solució) x 100.

Mescles Heterogènies

Components distingibles a simple vista o amb microscopi (ex: aigua amb sorra, aigua amb oli).

Tipus de Mescles

• Suspensions: partícules sòlides en un líquid que sedimenten amb el temps.
• Gel: sòlid que atrapa un líquid en una xarxa.
• Emulsió: gotes d'un líquid suspeses en un altre.

Substàncies Pures

Compostes per una sola substància. Es fonen i bullen a temperatura constant (ex: aigua a 0 °C i 100 °C).