Estructura de la materia, molécula, átomo, electrones, protones y neutrones

ESTRUCTURA DE LA MATERIA: La materia es todo lo que ocupa un lugar en el espacio. Es todo aquello que se forma a partir de átomos o moléculas, con la propiedad de estar en estado sólido, líquido o gaseoso
                                                      
MOLÉCULA: La molécula es la partícula más pequeña que presenta todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia, y se encuentra formada por dos o más átomos.
                                                  

ÁTOMO: definimos átomo como la partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sin perder sus propiedades químicas.

ELECTRONES: es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa

 PROTONES: es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva

                                                  

NEUTRONES: Un neutrón es una partícula masiva sin carga eléctrica.

Conductividad, resistividad, resistencia y conductancia, modelo matemático, unidades en el sistema internacional y unidades dimensionales

                                                         Conductividad Eléctrica.

Es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. También es definida como la propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones) pueden pasar por él. Varía con la temperatura. Es una de las características más importantes de los materiales.

                                                      

                                                       Conductividad Térmica:

Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto.

La inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor

                                          

                                     

                                                       Resistividad:

Es el grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohms por metro (Ω·m, a veces también en Ω·mm²/m).

                          

                                                    Resistencia: 

Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de electrones al moverse a través de un conductor

                       

                                                           Conductancia:

Se denomina conductancia eléctrica (G) a la propiedad de transportar, mover o desplazar uno o más electrones en su cuerpo; es decir, que la conductancia es la propiedad inversa de la resistencia eléctrica.

                                

                                                 modelo matemático:

un modelo matemático es uno de los tipos de modelos científicos que emplea algún tipo de formulismo matemático para expresar relaciones, proposiciones sustantivas de hechos, variables, parámetros, entidades y relaciones entre variables y/o entidades u operaciones

                         

                                     unidades en el sistema internacional : 

 Este sistema se basa en el llamado MKS cuyas iniciales corresponden a metro, kilogramo y segundo. El Sistema Internacional tiene como magnitudes y unidades fundamentales las siguientes: para longitud al metro (m), para masa al kilogramo (kg), para tiempo el segundo (s), para fuerza el newton (N), para temperatura al kelvin (K), para intensidad de corriente eléctrica al amperio (A), para la intensidad luminosa la candela (cd) y para cantidad de sustancia el mol (mol).

                         

                                Unidades básicas.

Magnitud	Nombre	Símbolo
Longitud	metro	m
Masa	kilogramo	kg
Tiempo	segundo	s
Intensidad de corriente eléctrica	ampere	A
Temperatura termodinámica	kelvin	K
Cantidad de sustancia	mol	mol
Intensidad luminosa	candela	cd

  

Unidad de longitud: metro (m)	El metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo.
Unidad de masa	El kilogramo (kg) es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo
Unidad de tiempo	El segundo (s) es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.
Unidad de intensidad de corriente eléctrica	El ampere (A) es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una   fuerza igual a 2·10-7newton por metro de longitud.
Unidad de temperaturatermodinámica	El kelvin (K), unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Observación: Además de la temperatura termodinámica (símbolo T) expresada en kelvins, se utiliza también la temperatura Celsius (símbolo t) definida por la ecuación  t = T - T0 donde T0 = 273,15 K por definición.
Unidad de cantidad de sustancia	El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades elementales, que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de tales partículas.
Unidad de intensidad luminosa	La candela (cd) es la unidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540·1012 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián.

  

                Unidades derivadas sin dimensión.

Magnitud	Nombre	Símbolo	Expresión en unidades SI básicas
Ángulo plano	Radián	rad	mm-1= 1
Ángulo sólido	Estereorradián	sr	m2m-2= 1

Unidad de ángulo plano	El radián (rad) es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que, sobre la circunferencia de dicho círculo, interceptan un arco de longitud igual a la del radio.
Unidad de ángulo sólido	El estereorradián (sr) es el ángulo sólido que, teniendo su vértice en el centro de una esfera, intercepta sobre la superficie de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que tenga por lado el radio de la esfera.

                               Unidades SI derivadas 

Las unidades SI derivadas se definen de forma que sean coherentes con las unidades básicas y suplementarias, es decir, se definen por expresiones algebraicas bajo la forma de productos de potencias de las unidades SI básicas y/o suplementarias con un factor numérico igual 1.

Varias de estas unidades SI derivadas se expresan simplemente a partir de las unidades SI básicas y suplementarias. Otras han recibido un nombre especial y un símbolo particular.

Si una unidad SI derivada puede expresarse de varias formas equivalentes utilizando, bien nombres de unidades básicas y suplementarias, o bien nombres especiales de otras unidades SI derivadas, se admite el empleo preferencial de ciertas combinaciones o de ciertos nombres especiales, con el fin de facilitar la distinción entre magnitudes que tengan las mismas dimensiones. Por ejemplo, el hertz se emplea para la frecuencia, con preferencia al segundo a la potencia menos uno, y para el momento de fuerza, se prefiere el newton metro al joule.

Unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y suplementarias.

Magnitud	Nombre	Símbolo
Superficie	metro cuadrado	m2
Volumen	metro cúbico	m3
Velocidad	metro por segundo	m/s
Aceleración	metro por segundo cuadrado	m/s2
Número de ondas	metro a la potencia menos uno	m-1
Masa en volumen	kilogramo por metro cúbico	kg/m3
Velocidad angular	radián por segundo	rad/s
Aceleración angular	radián por segundo cuadrado	rad/s2

Unidad de velocidad	Un metro por segundo (m/s o m·s-1) es la velocidad de un cuerpo que, con movimiento uniforme, recorre, una longitud de un metro en 1 segundo
Unidad de aceleración	Un metro por segundo cuadrado (m/s2 o m·s-2) es la aceleración de un cuerpo, animado de movimiento uniformemente variado, cuya velocidad varía cada segundo, 1 m/s.
Unidad de número de ondas	Un metro a la potencia menos uno (m-1) es el número de ondas de una radiación monocromática cuya longitud de onda es igual a 1 metro.
Unidad de velocidad angular	Un radián por segundo (rad/s o rad·s-1) es la velocidad de un cuerpo que, con una rotación uniforme alrededor de un eje fijo, gira en 1 segundo, 1 radián.
Unidad de aceleración angular	Un radián por segundo cuadrado (rad/s2 o rad·s-2) es la aceleración angular de un cuerpo animado de una rotación uniformemente variada alrededor de un eje fijo, cuya velocidad angular, varía 1 radián por segundo, en 1 segundo.

Unidades SI derivadas con nombres y símbolos especiales.

Magnitud	Nombre	Símbolo	Expresión en otras unidades SI	Expresión en unidades SI básicas
Frecuencia	hertz	Hz		s-1
Fuerza	newton	N		m·kg·s-2
Presión	pascal	Pa	N·m-2	m-1·kg·s-2
Energía, trabajo, cantidad de calor	joule	J	N·m	m2·kg·s-2
Potencia	watt	W	J·s-1	m2·kg·s-3
Cantidad de electricidad carga eléctrica	coulomb	C		s·A
Potencial eléctrico fuerza electromotriz	volt	V	W·A-1	m2·kg·s-3·A-1
Resistencia eléctrica	ohm	W	V·A-1	m2·kg·s-3·A-2
Capacidad eléctrica	farad	F	C·V-1	m-2·kg-1·s4·A2
Flujo magnético	weber	Wb	V·s	m2·kg·s-2·A-1
Inducción magnética	tesla	T	Wb·m-2	kg·s-2·A-1
Inductancia	henry	H	Wb·A-1	m2·kg s-2·A-2

Unidad de frecuencia	Un hertz (Hz) es la frecuencia de un fenómeno periódico cuyo periodo es 1 segundo.
Unidad de fuerza	Un newton (N) es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo cuadrado.
Unidad de presión	Un pascal (Pa) es la presión uniforme que, actuando sobre una superficie plana de 1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de 1 newton.
Unidad de energía, trabajo, cantidad de calor	Un joule (J) es el trabajo producido por una fuerza de 1 newton, cuyo punto de aplicación se desplaza 1 metro en la dirección de la fuerza.
Unidad de potencia, flujo radiante	Un watt (W) es la potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo.
Unidad de cantidad de electricidad, carga eléctrica	Un coulomb (C) es la cantidad de electricidad transportada en 1 segundo por una corriente de intensidad 1 ampere.
Unidad de potencial eléctrico, fuerza electromotriz	Un volt (V) es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entre estos puntos es igual a 1 watt.
Unidad de resistencia eléctrica	Un ohm (W) es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 volt aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 ampere, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor.
Unidad de capacidad eléctrica	Un farad (F) es la capacidad de un condensador eléctrico que entre sus armaduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 volt, cuando está cargado con una cantidad de electricidad igual a 1 coulomb.
Unidad de flujo magnético	Un weber (Wb) es el flujo magnético que, al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 volt si se anula dicho flujo en un segundo por decaimiento uniforme.
Unidad de inducción magnética	Una tesla (T) es la inducción magnética uniforme que, repartida normalmente sobre una superficie de 1 metro cuadrado, produce a través de esta superficie un flujo magnético total de 1 weber.
Unidad de inductancia	Un henry (H) es la inductancia eléctrica de un circuito cerrado en el que se produce una fuerza electromotriz de 1 volt, cuando la corriente eléctrica que recorre el circuito varía uniformemente a razón de un ampere por segundo.

Unidades SI derivadas expresadas a partir de las que tienen nombres especiales

Magnitud	Nombre	Símbolo	Expresión en unidades SI básicas
Viscosidad dinámica	pascal segundo	Pa·s	m-1·kg·s-1
Entropía	joule por kelvin	J/K	m2·kg·s-2·K-1
Capacidad térmica másica	joule por kilogramo kelvin	J/(kg·K)	m2·s-2·K-1
Conductividad térmica	watt por metro kelvin	W/(m·K)	m·kg·s-3·K-1
Intensidad del campo eléctrico	volt por metro	V/m	m·kg·s-3·A-1

Unidad de viscosidad dinámica	Un pascal segundo  (Pa·s) es la viscosidad dinámica de un fluido homogéneo, en el cual, el movimiento rectilíneo y uniforme de una superficie plana de 1 metro cuadrado, da lugar a una fuerza retardatriz de 1 newton, cuando hay una diferencia de velocidad de 1 metro por segundo entre dos planos paralelos separados por 1 metro de distancia.
Unidad de entropía	Un joule por kelvin (J/K) es el aumento de entropía de un sistema que recibe una cantidad de calor de 1 joule, a la temperatura termodinámica constante de 1 kelvin, siempre que en el sistema no tenga lugar ninguna transformación irreversible.
Unidad de capacidad térmica másica	Un joule por kilogramo kelvin (J/(kg·K) es la capacidad térmica másica de un cuerpo homogéneo de una masa de 1 kilogramo, en el que el aporte de una cantidad de calor de un joule, produce una elevación de temperatura termodinámica de 1 kelvin.
Unidad de conductividad térmica	Un watt por metro kelvin  W/(m·K) es la conductividad térmica de un cuerpo homogéneo isótropo, en la que una diferencia de temperatura de 1 kelvin entre dos planos paralelos, de área 1 metro cuadrado y distantes 1 metro, produce entre estos planos un flujo térmico de 1 watt.
Unidad de intensidad del campo eléctrico	Un volt por metro (V/m) es la intensidad de un campo eléctrico, que ejerce una fuerza de 1 newton sobre un cuerpo cargado con una cantidad de electricidad de 1 coulomb.

Nombres y símbolos especiales de múltiplos y submúltiplos decimales de unidades SI autorizados

Magnitud	Nombre	Símbolo	Relación
Volumen	litro	l o L	1 dm3=10-3 m3
Masa	tonelada	t	103 kg
Presión y tensión	bar	bar	105 Pa

Unidades definidas a partir de las unidades SI, pero que no son múltiplos o submúltiplos decimales de dichas unidades.

Magnitud	Nombre	Símbolo	Relación
Ángulo plano	vuelta		1 vuelta= 2 p rad
	grado	º	(p/180) rad
	minuto de ángulo	'	(p /10800) rad
	segundo de ángulo	"	(p /648000) rad
Tiempo	minuto	min	60 s
	hora	h	3600 s
	día	d	86400 s

Unidades en uso con el Sistema Internacional cuyo valor en unidades SI se ha obtenido experimentalmente.

Magnitud	Nombre	Símbolo	Valor en unidades SI
Masa	unidad de masa atómica	u	1,6605402 10-27 kg
Energía	electronvolt	eV	1,60217733 10-19 J

Múltiplos y submúltiplos decimales

Factor	Prefijo	Símbolo	Factor	Prefijo	Símbolo
1024	yotta	Y	10-1	deci	d
1021	zeta	Z	10-2	centi	c
1018	exa	E	10-3	mili	m
1015	peta	P	10-6	micro	μ
1012	tera	T	10-9	nano	n
109	giga	G	10-12	pico	p
106	mega	M	10-15	femto	f
103	kilo	k	10-18	atto	a
102	hecto	h	10-21	zepto	z
101	deca	da	10-24	yocto	y

unidades dimensionales: El análisis dimensional es una parte de la física que estudia la forma como se relacionan las magnitudes derivadas con las fundamentales. Tal estudio se hace básicamente para descubrir valores numéricos, a los que los llamaremos "Dimensiones", los cuales aparecen como exponentes de los símbolos de las magnitudes fundamentales

Fines del análisis dimensional

El análisis dimensional sirve para expresar (relacionar) las magnitudes derivadas en términos de las fundamentales.

Sirven para comprobar la veracidad o falsedad de las fórmulas físicas, haciendo uso del principio de homogeneidad dimensional.

Sirven para deducir nuevas fórmulas a partir de datos experimentales. (Fórmulas Empíricas).

Magnitudes y unidades

Todo aquello que sea susceptible de aceptar una comparación con otra de su misma especie, es una magnitud (con la consideración de que ésta debe ser inmaterial). Así por ejemplo son magnitudes, la longitud, la masa, el tiempo, el área, el volumen, etc.

Llamamos unidad de medida a aquella cantidad elegida como patrón de comparación. Una misma magnitud puede tener varias unidades de medida.

Tabla de resistividades de materiales, tabla de conductores y tabla de clasificación de aislantes.

                     Tabla de resistividades de materiales

Material	Resistencia Relativa	Coeficiente Resistividad x10E-4	Conductividad Térmica	Punto de Fusión (ºC)
Aluminio	1,64	40	0,48	660
Latón	3,9	20	0,26	920
Cadmio	4,4	38	0,222	321
Cobalto	5,6	33	---	1480
Constantán (1)	28,45	+/-2	0,054	1210
Cobre	1	39,3	0,918	1083
Oro	1,416	34	0,705	1063
Plomo	12,78	42	0,083	327
Magnesio	2,67	40	0,376	651
Manganina (2)	26	+/-0,2	0,053	910
Mercurio	55,6	8,9	0,0148	-38,87
Molibdeno	3,3	45	0,346	2622
Ni-Cr	65	1,7	0,035	1350
Níquel	5,05	47	0,142	1452
Ni-Ag	16	2,6	0,07	1110
Platino	6,16	38	0,166	1773
Plata	0,95	40	1,006	960,5
Acero	7,6-12,7	16-42	0,115	1480
Acero-inox.	52,8	----	0,069	1410
Tántalo	9	33	0,13	2850
Estaño	6,7	42	0,155	231,9
Tungsteno	3,25	45	0,476	3370
Zinc	3,4	37	0,265	419,5
Zirconio	2,38	44	---	1860
(1) Cu (55%) Ni (45%) (2) Cu (84%) Mg (12%) Ni (4%)

  

                        tabla de conductores

 

                    tabla de clasificación de aislantes.