FISQ.1.A.1. Desarrollo de la tabla periódica: contribuciones históricas a su elaboración actual e importancia como herramienta predictiva de las propiedades de los elementos químicos: las triadas de Döbereiner y las octavas de Newlands, entre otros. Clasificaciones periódicas de Mendeleiev y Meyer. La tabla periódica actual.
FISQ.1.A.2. Estructura electrónica de los átomos: explicación de la posición de un elemento en la tabla periódica y de la variación en las propiedades de los elementos químicos de cada grupo y periodo. Los espectros atómicos y la estructura electrónica de los átomos. La configuración electrónica y el sistema periódico. Propiedades periódicas de los elementos químicos: radio atómico, energía de ionización y afinidad electrónica.
FISQ.1.A.3. Teorías sobre la estabilidad de los átomos e iones: predicción de la formación de enlaces entre los elementos, representación de estos y deducción de cuáles son las propiedades de las sustancias químicas. Comprobación a través de la observación y la experimentación. El enlace covalente: estructuras de Lewis para el enlace covalente. La polaridad de las moléculas. Fuerzas intermoleculares. Estructura y propiedades de las sustancias con enlace covalente: sustancias moleculares y redes covalentes. El enlace iónico. Cristales iónicos. Propiedades de los compuestos iónicos. El enlace metálico. Estructura y propiedades. Propiedades de las sustancias con enlace metálico.
FISQ.1.A.4. Formulación y nomenclatura de sustancias simples, iones y compuestos químicos inorgánicos (normas establecidas por la IUPAC): composición y las aplicaciones que tienen en la vida cotidiana.
FISQ.1.B.1. Leyes fundamentales de la Química: relaciones estequiométricas en las reacciones químicas y en la composición de los compuestos. Resolución de cuestiones cuantitativas relacionadas con la Química en la vida cotidiana. Ley de Lavoisier de conservación de la masa, ley de Proust de las proporciones definidas y ley de Dalton de las proporciones múltiples. Composición centesimal de un compuesto. Cálculos estequiométricos en las reacciones químicas. Riqueza de un reactivo. Rendimiento de una reacción. Reactivo limitante y reactivo en exceso.
Leyes ponderales
Fórmulas químicas, composición centesimal
Estequiometría
Pureza. Rendimiento
Reactivo limitante
Reacciones consecutivas
Reacciones en disolución acuosa
FISQ.1.B.2. Clasificación de las reacciones químicas: relaciones que existen entre la química y aspectos importantes de la sociedad actual como, por ejemplo, la conservación del medioambiente o el desarrollo de fármacos. Reacciones exotérmicas y endotérmicas. Reacciones de síntesis, sustitución, doble sustitución, descomposición y combustión. Observación de distintos tipos de reacciones y comprobación de su estequiometría. Importancia de las reacciones de combustión y su relación con la sostenibilidad y medio ambiente. Importancia de la industria química en la sociedad actual.
FISQ.1.B.3. Cálculo de cantidades de materia en sistemas fisicoquímicos concretos, como gases ideales o disoluciones y sus propiedades: variables mesurables propias del estado de los mismos en situaciones de la vida cotidiana. Constante de Avogadro. concepto de mol, masa atómica, masa molecular y masa fórmula. Masa molar. Leyes de los gases ideales. Volumen molar. Condiciones normales o estándar de un gas. Ley de Dalton de las presiones parciales. Concentración de una disolución: concentración en masa, molaridad y fracción molar.
Masa atómica, masa molecular
Gramos, mol, moléculas, átomos
Leyes de los gases ideales
Cálculo de fórmulas moleculares con gases ideales
Leyes volumétricas
Mezcla de gases. Ley de Dalton de las presiones parciales
Solubilidad
Concentración de disoluciones
FISQ.1.B.4. Estequiometría y termoquímica de las reacciones químicas: aplicaciones en los procesos industriales más significativos de la ingeniería química. Los sistemas termodinámicos en Química. Variables de estado. Equilibrio térmico y temperatura. Procesos a volumen y presión constantes. Conceptos de Entalpía. La ecuación termoquímica y los diagramas de entalpía. Determinación experimental de la entalpía de reacción. Entalpías de combustión, formación y enlace. Ley de Hess.
Introducción termoquímica
Entalpía de formación y entalpía de reacción
Ley de Hess
Espontaneidad de las reacciones químicas
FISQ.1.C.1. Propiedades Físicas y Químicas generales de los compuestos orgánicos a partir de las estructuras químicas de sus grupos funcionales: generalidades en las diferencies series homólogas y aplicaciones en el mundo real. Características del átomo de carbono. Enlaces sencillos, dobles y triples. Grupo funcional y serie homóloga. Propiedades físicas y químicas generales de los hidrocarburos, los compuestos oxigenados y los nitrogenados.
FISQ.1.C.2. Reglas de la IUPAC para formular y nombrar correctamente algunos compuestos orgánicos mono y polifuncionales (hidrocarburos, compuestos oxigenados y compuestos nitrogenados).
FISQ.1.D.1. Variables cinemáticas en función del tiempo en los distintos movimientos que puede tener un objeto, con o sin fuerzas externas: resolución de situaciones reales relacionadas con la Física y el entorno cotidiano. Posición, desplazamiento, velocidad media e instantánea, aceleración, componentes intrínsecas de la aceleración. Carácter vectorial de estas magnitudes.
Móvil: cuerpo en movimiento respecto a un determinado sistema de referencia.
Móvil puntual: móvil sin dimensiones, es decir, reducidos a un solo punto.
La cinemática supone que los móviles son puntuales a fin de facilitar los cálculos y la representación de los movimientos.
El ser humano no es el ser más rápido sobre la Tierra, desde luego.
Un peatón, al desarrollar una velocidad media de 5 o 6km/h, puede adelantar con facilidad a una corriente de agua de un río en llano, o ir a la par de una agradable brisa. Pero ni el plusmarquista mundial de los 100m lisos podría superar en una carrera a animales como la gacela o el caballo.
Sin embargo, gracias a su inteligencia, el ser humano ha conseguido convertirse en el ser más veloz del mundo.
Un tren de alta velocidad o un automóvil de Fórmula I pueden alcanzar los 300km/h, un avión de reacción puede superar ampliamente la velocidad del sonido y un cohete espacial puede recorrer varios kilómetros en un segundo.
El ser humano ya sueña con viajar a la velocidad de la luz, la máxima velocidad que se puede alcanzar.
Posición, velocidad y aceleración
FISQ.1.D.2. Variables que influyen en un movimiento rectilíneo y circular: magnitudes y unidades empleadas. Movimientos cotidianos que presentan estos tipos de trayectorias. Clasificación de los movimientos en función del tipo de trayectorias y de las descomposiciones intrínsecas de la aceleración. Estudio y elaboración de gráficas de movimientos a partir de observaciones experimentales y/o simulaciones interactivas. Estudio de los movimientos rectilíneo uniforme, rectilíneo uniforme acelerado, circular uniforme y circular uniformemente acelerado.
Los sólidos rígidos pueden tener dos tipos de movimientos:
La atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos situados en las proximidades de su superficie origina la aceleración gravitatoria.
Esta aceleración disminuye a medida que nos alejamos del centro de la Tierra.
Sin embargo, para movimientos que transcurren a pocos metros de la superficie de la Tierra podemos suponer que el valor de g es constante e igual a 9,8m/s^2, pues cometemos un error muy pequeño.
Por otra parte, el movimiento vertical de los cuerpos solo es un MRUA si transcurre en el vacío. En la atmósfera, la resistencia que ejerce el aire frena el movimiento de los cuerpos. Sin embargo, para simplificar los problemas, se suele omitir dicha resistencia.
MRU y MRUA
Cuando la rueda de una bicicleta gira con MCU, todos los puntos de un radio tienen la misma velocidad angular, ω, pues recorren ángulos iguales en el mismo intervalo de tiempo.
Ahora bien, cuanto más alejado del centro está el punto, mayor es la distancia que recorre y, en consecuencia, mayor en su velocidad lineal, v.
MCU y MCUA
FISQ.1.D.3. Relación de la trayectoria de un movimiento compuesto con las magnitudes que lo describen. Relatividad de Galileo. Composición de movimientos: tiro horizontal y tiro oblicuo.
Composición MRU y MRUA
FISQ.1.E.1. Predicción, a partir de la composición vectorial, del comportamiento estático o dinámico de una partícula y un sólido rígido bajo la acción de un par de fuerzas. Composición vectorial de un sistema de fuerzas. Fuerza resultante. La fuerza peso y la fuerza normal. Centro de gravedad de los cuerpos. a fuerza de rozamiento. La fuerza tensión. Determinación experimental de fuerzas en relación con sus efectos. La fuerza elástica. Ley de Hooke. La fuerza centrípeta. Dinámica del movimiento circular. Leyes de Newton de la dinámica. Condiciones de equilibrio de traslación. Concepto de sólido rígido. Momentos y pares de fuerzas. Condiciones de equilibrio de rotación.
Fuerzas de contacto: los cuerpos que las ejercer están en contacto con los cuerpos sobre los que actúan. Ejemplo: la fuerza que aplicamos al estirar un muelle.
Fuerzas a distancia: los cuerpos que las ejercen no están en contacto con los cuerpos sobre los que actúan. Ejemplo: la fuerza de atracción que produce un imán sobre unos clavos de hierro.
La unidad de fuerza en el SI es el newton (N), que se define como la fuerza que aplicada a un cuerpo de 1kg de masa , le comunica una aceleración de 1m/s^2.
Introducción fuerzas
Leyes de Newton
Ejercicios sin rozamiento
Desde un punto de vista microscópico, las fuerzas de rozamiento se deben a pequeñas uniones o soldaduras que se forman y se rompen continuamente entre las partículas de las dos superficies en contacto.
Ejercicios con rozamiento
Ejercicios con cuerpos enlazados
Dinámica del MCU
FISQ.1.E.2. Relación de la mecánica vectorial aplicada sobre una partícula o un sólido rígido con su estado de reposo o de movimiento: aplicaciones estáticas o dinámicas de la Física en otros campos, como la ingeniería o el deporte. El centro de gravedad en el cuerpo humano y su relación con el equilibrio en la práctica deportiva. El centro de gravedad en una estructura y su relación con la estabilidad.
FISQ.1.E.3. Interpretación de las leyes de la dinámica en términos de magnitudes como el momento lineal y el impulso mecánico: aplicaciones en el mundo real. Momento lineal e impulso mecánico. Relación entre ambas magnitudes. Conservación del momento lineal. Reformulación de las leyes de la dinámica en función del concepto de momento lineal.
Ejercicios impulso y momento lineal
La conservación de la cantidad de movimiento tiene importantes aplicaciones tecnológicas; por ejemplo, un cohete avanza gracias a la expulsión de gases en sentido contrario. Este mismo sistema de propulsión es utilizado por lo aciones de reacción y algunos automóviles.
En la naturaleza también encontramos ejemplos de este sistema de propulsión. Algunos animales, como el calamar, se impulsan lanzando un chorro de agua en sentido contrario.
FISQ.1.F.1. Conceptos de trabajo y potencia: elaboración de hipótesis sobre el consumo energético de sistemas mecánicos o eléctricos del entorno cotidiano y su rendimiento, verificándolas experimentalmente, mediante simulaciones o a partir del razonamiento lógico-matemático. El trabajo como transferencia de energía entre los cuerpos: trabajo de una fuerza constante, interpretación gráfica del trabajo de una fuerza variable.
Trabajo mecánico
FISQ.1.F.2. Energía potencial y energía cinética de un sistema sencillo: aplicación a la conservación de energía mecánica en sistemas conservativos y no conservativos y al estudio de las causas que producen el movimiento de los objetos en el mundo real. Energía cinética. Teorema del trabajo-energía. Fuerzas conservativas. Energía potencial: gravitatoria y elástica. La fuerza de rozamiento: una fuerza no conservativa. Principio de conservación e la energía mecánica en sistemas conservativos y no conservativos.
Energía cinética. Teorema de la energía cinética o de las fuerzas vivas
Energía potencial gravitatoria. Energía potencial elástica. Fuerzas conservativas. Teorema de la energía potencial
Conservación de la energía mecánica. Presencia de fuerzas no conservativas
FISQ.1.F.3. Variables termodinámicas de un sistema en función de las condiciones: determinación de las variaciones de temperatura que experimenta y las transferencias de energía que se producen con su entorno. El calor como mecanismo de transferencia de energía entre dos cuerpos. Energía interna de un sistema. Primer principio de la termodinámica. Clasificación de los procesos termodinámicos. Conservación y degradación de la energía. Segundo principio de la termodinámica.
Energía interna, calor, temperatura
Primer principio de la termodinámica
Relación U y H
Segundo principio de la termodinámica
La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. En cualquier proceso, la cantidad total de energía del universo se mantiene constante. Ahora bien, la calidad de esta energía disminuye. Esto quiere decir que después de cada transformación la energía resulta menos aprovechable para realizar nuevas transformaciones: la energía se degrada.
Es un hecho que unas formas de energía son más aprovechables que otras. Por ejemplo, la energía eléctrica es de gran calidad, ya que puede transformarse en energía mecánica, en energía radiante o en energía térmica.
Por el contrario, la energía térmica es una energía de baja calidad. Aparece en todas las transformaciones energéticas, pero con poca o nula capacidad para realizar nuevas transformaciones y producir cambios útiles en los cuerpos. Por eso, decimos que la energía calorífica es una forma de energía degradada.
Es posible observar este hecho en nuestro mismo cuerpo, donde buena parte de la energía química de los alimentos que asimilamos se convierte en energía térmica no aprovechable para hacer otras transformaciones.