lunes, 3 de marzo de 2014

Las leyes de la Física y la Química


Las leyes de la Física

-      Ley de acción y reacción de Newton (3ª)

La hemos visto en el Prólogo

-      Principio de Arquímedes

Pero a lo que importa, el principio de Arquímedes decía, y sigue diciendo, que cuando un cuerpo, sea de hombre o de mujer, se mete en un líquido, aunque también vale el principio para los gases, siente una fuerza para arriba igual a tamaño del cuerpo.

Quiere esto decir que mientras más grande es el cuerpo, mayor es la fuerza que le empuja para arriba y viceversa. Ah, y también eso le pasa a los animales y las cosas, que aunque no se les llama cuerpo, para el caso es lo mismo.

Otra aclaración más. Cuando el cuerpo está dentro de un gas, equili cua, aunque no se note. Pero si en vez de un cuerpo es un globo por ejemplo, se verá más claro. Así vemos que si soltamos un globo lleno de aire, este se cae al suelo, porque el peso del aire que tiene dentro se compensa con el del aire que hay fuera, y el peso de la goma y la guita hace que venga para abajo. Pero si le metemos al globo un gas más ligero que el aire, como el peso del gas de dentro es menor que el de fuera, tira para arriba porque empuja el aire. Eso sí, si la goma pesa poco, porque como pese mucho, para abajo otra vez.

Una última aclaración, los líquidos y los gases han de estar tranquilos, porque si se mueven, ya no vale. Fíjese que si hace mucho viento hasta los paraguas suben para arriba.


-      Principio de Bernoulli

Cuando por un tubo circula un líquido ideal, o sea un líquido que no existe porque no tendría ni viscosidad ni rozamiento, la energía que tiene no varía mientras que pasa por dicho tubo.

Esa energía es la suma de las energías parciales como son la de la velocidad que lleva, la de su peso y la de su presión. Por tanto si una de ellas aumenta, las otras o una de ellas tiene que bajar.
   

-      Leyes de Cassini

Las leyes de Cassini con respecto a la Luna son tres. La primera dice que la Luna gira sobre sí misma manteniendo la misma relación que lo hace con respecto a su órbita alrededor de la tierra. O sea que siempre le vemos desde la Tierra la misma cara cuando la miramos, eso sí cuando no hay nubes y está por encima del horizonte, porque si está por debajo o hay nubes, no nos deja verla.

La segunda ley dice que el eje de rotación de la Luna mantiene siempre el mismo ángulo con respecto al plano elíptico, y si este variase, sería la de bacle.

Por último la tercera ley dice que si cogemos un plano perpendicular, o sea normal al de la eclíptica y una perpendicular  al plano de la órbita de la Luna, este contiene al eje de rotación de la Luna, y si eso no se cumpliera le pasaría lo mismo que a un trompo cuando da vueltas tan mal que parece que se va a caer y al final lo hace.



-      Principio de Cavalieri

Si dos cuerpos iguales de altos, tienen la misma superficie en sus secciones tomadas a la misma altura, tienen el mismo volumen.

Para que se entienda mejor pongamos el ejemplo con dos montones de monedas.

Todas las monedas han de ser del mismo valor y puestas unas sobre otras en el mismo orden, pero un montón bien puesto, o sea ordenado y el otro mal puesto, casi que parezca que se va a derrumbar; pues bien, los dos tienen igual volumen. Más claro que si las monedas fueran de esas que venden en la confitería por estar rellenas de chocolate, daría igual comerte las de un montón que las del otro, porque las dos tienen igual cantidad de chocolate.


-      Ley de Charles

Cuando a un gas le hacemos que aumente su temperatura y mantenemos fija su presión, también hacemos que aumente su volumen. Pero sucede lo contrario si le obligamos que baje su temperatura, pues el volumen del gas disminuye.

¿Por qué pasa esto?, muy fácil, porque cuando calentamos un gas subiendo su temperatura, aumenta su energía cinética, o sea sus moléculas se mueven más, tanto que necesitan más espacio, por lo que eso es lo mismo que decir que aumenta su volumen. Y por el contrario, si bajamos la temperatura del gas, sus moléculas se mueven menos y por tanto con menos espacio se conforman, lo que es igual que decir que baja su volumen.

  
-      Principio de Copérnico

Antes se creía que la Tierra era el centro del universo conocido y que todos los astros daban vueltas a su rededor, pero eso no es así, ya que la Tierra no es el centro del universo. Es más se pensaba que hasta el Sol giraba alrededor de la Tierra.

Ahora es muy fácil entender que eso es así, hasta por los niños de corta edad, pero en el siglo XVI fue una revolución tan enorme, que hasta la iglesia se pronunció en contra.


-      Principio de la correspondencia de Niels Bohr

Dice este principio que las leyes aplicadas a cosas de pequeño tamaño como átomos y partículas, y son muchas las leyes, pues casi cada día aparecen leyes nuevas, es aplicable sistemas más grandes.

El colmo sería comparar el movimiento de los átomos y moléculas con los astros en el universo. Pero si profundizamos un poco eso sucede.


-      Ley de desplazamiento de Wien

Si tenemos un cuerpo negro, y este emite ondas, estas son de menor longitud mientras mayor es la temperatura del cuerpo. Y viceversa, mientras menor es la temperatura del cuerpo negro, mayor es la longitud de onda emitida.

Supongamos que el cuerpo negro es el carbón, en ese caso si la temperatura a la que arde el carbón no es muy alta, la longitud de onda de la luz que despide es alta, pero si subimos la temperatura del carbón, la longitud de onda de la luz que vemos es menor. Por eso cuando calienta poco tiene un color el carbón y cuando calienta más tiene otro color. ¡Ah! Y si el carbón está apagado tiene otro color, o mejor dicho ninguno, porque el negro es la ausencia de colores.


-      Ley de Dulong-Petit

Digámoslo más claro. El calor específico , no vale para los espíritus, pero sí para los cuerpos sólidos, líquidos o gaseosos, y este depende de la temperatura a que esté este. De manera que ese calor específico crece a medida que sube la temperatura, por tanto baja cuando baja la temperatura. Eso sí, si la temperatura es tan baja, tan baja, que se aproxima al cero absoluto, 0ºK, el calor específico para no ser menos, también es cero.


-      Ley de la elasticidad de Hooke

O bien. Si un material elástico lo cogemos por una punta y también por la otra, de forma que no se escape ninguna de ellas y tiramos de un lado (y también del otro si queremos), resulta que el alargamiento unitario que sufre depende de la fuerza que hagamos. De manera que mientras más fuerte tiremos, más se alarga unitariamente. Eso de unitariamente significa que es por unidad de sección transversal del cuerpo.
¡Ah!, eso no vale para los cuerpos que no son elásticos, a esos no le vayas con estiramientos, que se rompen si intentas que se estiren.


-      Principio de equivalencia de Galileo

¡Uf!,. Si lo explico bien, merezco un diez y pico. Vamos que si nos movemos junto con otro objeto que también se mueve debido a la misma acción que nosotros, si sólo nos fijamos en él, parece como si no nos moviéramos. O sea, que si nos tiramos en paracaídas al mismo tiempo que otra persona y no miramos para ningún lado, y sólo lo hacemos más que al compañero, parece que no nos movemos.


-      Ley de Fick

En los casos en que aumentan las substancias, o las temperaturas, las partículas de las substancias o el calor tiende a homogenizar la disolución. Perdona, pero yo tampoco me entero de esta manera.


-      Ley de Graham

La velocidad con que se difunde un gas, o sea se mueve para todos los sitios, es menor mientras mayor es su masa molar, y viceversa. Y su proporción es la de la raíz cuadrada de la masa molar. Esto quiere decir que mientras mayor es la masa molar de un gas, más tarda en difundirse porque sus moléculas son más gordas y pesadas y les cuesta más trabajo moverse.


-      Ley de gravitación universal de Newton

La  fuerza con que dos cuerpos tira el uno del otro, depende de los gordos que sean y de la distancia que hay entre ellos, pero elevada al cuadrado. Es decir, mientras más gordo sea un cuerpo, más tira del otro, claro que se supone que el más gordo es el que más pesa y no está hueco.

-      Ley de Hess

Cuando una serie de reactivos reaccionan dando unos cuantos productos, al calor que se libera o se absorbe, le importa poco que se haga de una vez  o en varias partes.


-      Ley de Hubble

Las galaxias se alejan unas de las otras tanto más deprisa cuanto más lejos están unas de las otras.


-      Ley de la inercia de Newton (1ª)

Esto es muy bueno. Todo cuerpo continúa estándose quieto a no ser que haya algo, o alguien, con fuerza que le obligue a moverse.  Y lo mismo pasa cuando se está moviendo tranquilamente, que si no lo paran, sigue y sigue.


-      Ley de la inercia mecánica de Newton (2ª)

Si un cuerpo se mueve en una dirección y sentido, cuando se le aplica una fuerza, cambia su movimiento proporcionalmente a la magnitud de esa fuerza y su sentido es función de la que tiene esa fuerza que ahora se le aplica.

-      Efecto Joule

Si tenemos un cable de una instalación eléctrica, y le metemos corriente, este cable se calienta, o sea sube su temperatura, y eso es porque los electrones de la corriente cuando encuentran a su paso con los átomos del material del cable, se pegan golpes contra ellos. Y como consecuencia de esos castañazos se calienta el cable.


-      Leyes de Kepler

1ª Ley.- Todos los planetas dan vueltas alrededor del Sol siguiendo la órbita de una elipse, y que de los dos focos que tiene la elipse, uno de ellos es el Sol.

2ª Ley.- Si nos imaginamos una varilla de la rueda de una bicicleta, y ésta une el planeta con el Sol, al girar lo hace cubriendo áreas iguales en tiempos iguales.

3ªLey.-  El tiempo elevado al cuadrado en que un planeta tarda en dar una vuelta alrededor del Sol, es directamente proporcional al cubo de la distancia que hay entre el Sol y el Planeta cuando está lo más alejado posible del Sol. ¡Caray!, qué fino me ha salido.


-      Principio de Pascal

Cuando a un fluido metido en un depósito que no se aboye por cualquier cosa, le metemos presión por un lado, esta se transmite por todos los sitios y en todas direcciones con la misma intensidad. 


-      Ley de Pouillet

Al querer meter corriente eléctrica a través de un conductor  hemos de tener en cuenta de que la cantidad que metamos depende del tiempo que la estemos metiendo y de la intensidad de esa corriente que queremos meter. O sea, mientras más tiempo y más intensidad, más corriente metemos, y viceversa. 


-      Ley de las presiones parciales de Dalton

Si en un recipiente hay varios gases dentro y entre ellos no se produce ninguna reacción, la presión que hay dentro es equilicua a la suma de las que tendrían cada uno de ellos solos en ese recipiente.  

-      Ley de la radiación térmica de Kirchhoff

La superficie de un cuerpo puede reflejar y también emitir radiaciones térmicas, pero si esa superficie refleja bien el calor, no es buena para absorberlo, y si es buena para absórbelo, es mala para reflejarla.   


-      Ley de Raoult

En una solución ideal, la presión de vapor  de cada componente es dependiente de la fracción molar de cada integrante de la solución. ¡He dicho!

-      Ley de Stefan-Boltzmann

Los cuerpos negros emiten más calor mientras mayor es su temperatura y sube en función de la cuarta potencia de la misma, o sea, coges la temperatura y la multiplicas cuatro veces por su mismo valor.    


-      Ley de los volúmenes de combinación de Gay – Lussac

Si hacemos lo que sea necesario y lo conseguimos para que la temperatura de un gas no varíe, si subimos la temperatura, el volumen del gas también sube.    


Las leyes de la Química


 -      Ley de Avogadro

Si cogemos un gas con determinado peso atómico a una presión y temperatura fija, bueno eso de coger es un decir porque no se deja, y averiguamos su densidad, vemos que si hacemos lo mismo con otro gas diferente, elegido a voleo, a la misma temperatura y presión, la densidad es distinta. Ahora bien, tienen la misma proporción que los pesos atómicos de esos gases comparados entre sí.

Y si explicamos lo que dice la ley de Avogadro, decimos que si metemos un gas en un recipiente con una temperatura y presión fija, y somos capaces de contar el número de moléculas que tiene, nos damos cuenta de que sale el mismo número de moléculas que si lo hacemos con otro gas, también escogido a volea. Eso sí, unas moléculas serán más gordas que otras, las más gordas son las de peso atómico mayor.


-      Ley de Boyle-Mariotte

Si a un gas ideal, cosa que lamentablemente no existe porque por eso es ideal y no real, lo metemos en un recipiente cerrado para que su masa no varíe y le hacemos que suba la presión, su volumen bajará proporcionalmente. Ahora bien, si hacemos que baje la presión, su volumen subirá también proporcionalmente. Eso sí, con la condición de que la temperatura permanezca igual y no suba ni baje.


 -      Conservación de la energía

Es uno de los principios más conocidos, y dice: la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. Quiere esto decir que la energía que hay en un cuerpo o sistema, permanece fija; lo que pasa es que puede cambiar de una forma a otra.

Con ejemplos se ve mucho mejor. A) El carbón tiene una energía que no se ve, y no porque sea negro, pero si le prendemos fuego arde y da calor y luz. Lo que queda es cenizas que ya apenas tienen energía, porque la ha dado en forma de calor. B) Si nos frotamos las manos, puede ser porque estamos contentos por haber cobrado, o porque tengamos frio en ellas y queramos calentarnos. En este último caso, la energía mecánica empleada en frotarnos la hemos convertido en calor.


-      Conservación de la materia de Lavoisier

Cuando hay una reacción química, la masa total, o el peso según se considere, de los componentes antes de la reacción es la misma que después de producirse la misma. Más claro, si cogemos y pesamos los materiales que vamos a hacer  reaccionar entre ellos y luego pesamos lo que ha quedado de esa reacción, el peso ha de ser igual.

Ojo, que también hay que tener en cuenta el peso de los gases que entran en la reacción y los que se desprenden, porque si no lo haces, chungo, no te cuadrarán las cuentas.

Bueno, bueno, y de las reacciones atómicas, de eso ni te cuento, porque además de que ya la ley no se cumple, hay que tener mucho cuidado si no quieres que se te hinche la cara y te vayas al otro barrio por eso de la radioactividad.


   -      Leyes de Faraday de la electrolisis

Vamos por la primera: Mientras más electricidad se meta al electrodo, más cantidad de substancia hecha para afuera el electrodo.

La segunda dice: Si metes la misma cantidad de electricidad al electrodo, mientras mayor sea el peso equivalente de la substancia, mayor es la masa que saca el electrodo.


 -      Ley de Charles y Gay – Lussac

Esta ley es más facilita. Y dice que si tenemos en un depósito un gas y la presión no varía, si aumentamos la temperatura, aumenta el volumen. Así que o sale afuera, o ponemos una pared que se mueva y esta se irá hacia el exterior. Por el contrario, si baja la temperatura, para que no varíe la presión, como disminuye el volumen, la pared se moverá para adentro.


 -      Ley de Hess

Cuando una serie de reactivos reaccionan dando unos cuantos productos, al calor que se libera o se absorbe, le importa poco que se haga de una vez  o en varias partes.


-      Ley de las presiones parciales de Dalton

Si en un recipiente hay varios gases dentro y entre ellos no se produce ninguna reacción, la presión que hay dentro es equilicua a la suma de las que tendrían cada uno de ellos solos en ese recipiente.  


-      Ley de las proporciones múltiples de Dalton

Si cogemos dos o más elementos químicos y los combinamos entre sí, la masa de uno se junta con la masa de otro y su relación es un número que no tiene decimales. 


-      Ley de las proporciones equivalentes o recíprocas de Richter – Wenzel

Si tomamos (ya no digo cogemos), dos elementos y los combinamos por separado, con la misma cantidad de un tercero, la cantidad que se toma de cada uno de los dos, es la misma que hay que tomar cuando esos dos elementos se combinan entre ellos.  


-      Ley de las proporciones constantes de Proust

Si dos o más elementos se juntan reaccionando entre sí para dar otro elemento, si uno aumenta su masa, también lo hace en la misma proporción el otro. 

-      Ley de Raoult

En una solución ideal, la presión de vapor  de cada componente es dependiente de la fracción molar de cada integrante de la solución. ¡He dicho!

-      Ley de los volúmenes parciales de Amagat

Cuando en un recipiente se pueden meter varios gases mezclados entre sí pero no combinados, cada gas ocupa todo el recipiente importándole poco o nada los demás.