Estados de la materia.

La clasificación más típica y simple de la materia está dada según tres estados: Sólido, líquido, y gaseoso, de los que, desde el punto de vista macroscópico, y en forma simplificada, podemos decir:

- Estado sólido: caracterizado por la rigidez. Condición de mantener forma y tamaño propios.
- Estado líquido: caracterizado por la fluidez. Condición de mantener el volumen al cambiar de recipiente, es decir sólo volumen propio.
-Estado gaseoso: caracterizado por la tendencia a la expansión indefinida. No tiene forma ni volumen propios, fluye y se expande hasta encontrar paredes que lo contengan.

Aunque no todas las transiciones de un estado a otro son posibles para todas las sustancias, la mayoría de las sustancias puras pueden pasar de uno de estos tres estados a cualquier otro si se varían adecuadamente la presión y la temperatura. Los nombres de las posibles transiciones son:



Hablamos de "presión" y "temperatura" dos conceptos que utilizamos en la vida cotidiana para expresarnos, y que muchas veces representan algo que está alejado del concepto físico que aquí necesitaremos.

Los sólidos.

Desde el punto de vista del significado de las palabras, un cuerpo es sólido si es rígido, o sea si todas sus dimensiones son fijas e inalterables (abreviadamente diremos que tiene forma fija).
No obstante, no existe el cuerpo totalmente rígido. Todo cuerpo se desforma en alguna medida bajo la acción de las fuerzas, aunque lo haga imperceptiblemente. Un cuerpo se considera más sólido cuanto menos posible es deformarlo.
Hay que distinguir dos modalidades opuestas para una deformación: deformación elástica y deformación plástica.
Aceptando que todo cuerpo es deformable en mayor o menor grado bajo la acción de fuerzas, la elasticidad sería la forma propia de deformarse de un "verdadero" sólido, mientras que la plasticidad, de manifestarse en alto grado, sería descalificativo para un sólido, puesto que conspiraría contra la propiedad de "tener forma propia"

Los líquidos.

Los líquidos se caracterizan por su fluidez y su incompresibilidad. La fluidez es la capacidad de un sistema para deformase continua e indefinidamente, que puede imaginarse como el deslizamiento de unas partes con respecto a otras. Por otra parte la incomprensibilidad es la capacidad para resistir esfuerzos tendientes a disminuir el volumen del sistema, o la capacidad para resistir esfuerzos tendientes a disminuir el volumen del sistema, o la capacidad para mantener el volumen en general.
Por estas propiedades es que los líquidos conservan el volumen frente a operaciones simples tales como cambiarlos de recipiente. No tienen forma, pero sí volumen propios.
Desde el punto de vista microscópico todo esto se explica si las moléculas del líquido del líquido no están rígidamente unidas entre sí (pueden desplazarse unas con respecto a otras), pero en promedio están imposibilitadas tanto de acercarse como de alejarse apreciablemente.
La proximidad promedio entre las moléculas de los líquidos es tal que:
- Si se intenta aproximarlas más aparecen notables  fuerzas repulsivas, que se traducen en la propiedad microscópica de incompresibilidad;
- Si se intenta alejarlas más se entra en la zona de predominio de las fuerzas atractivas, responsables de la adherencia de las moléculas entre sí, y también de la tensión superficial.
De manera que, a diferencia de lo que sucede en los sólidos, las moléculas del líquido no ocupan posiciones fijas sino que tienen movilidad. Podemos pensar que la transición sólido líquido (fusión) ocurre cuando las vibraciones de cada átomo o molécula se hacen demasiado intensos como para que éste sea retenido en un lugar definido. Cada átomo o molécula viaja caóticamente por el líquido sin que los demás lo puedan retener en ningún lugar fijo, y sin poder alejarse de ellos: cambia continuamente de vecinos, pero está rodeado de vecinos cercanos.

Los gases.

Los gases se caracterizan por su tendencia a la expansión y al enrarecimiento ilimitado.
Como los líquidos, son fluidos pero, a diferencia de ellos, se expanden hasta donde algo se los impida. Si se abre el recipiente que contiene un gas éste escapa y continúa expandiéndose. Aún si en el exterior hay otro gas, continua la expansión, mezclándose uno con el otro.Un gas en un recipiente puede ser comprimido hasta volúmenes muy inferiores al inicial, manifestando una gran compresibilidad.
El modelo más simple actualmente aceptado ( el modelo cinético propuesto por Daniel Bernoulli en 1738) supone al gas constituido por un gran número de partículas de dimensiones despreciables comparadas con la separación entre ellas. Estas partículas, que son las moléculas, se consideran esferas rígidas que no interactuan excepto cuando chocan entre sí y con las paredes del recipiente que las contiene.
La idea de que las partículas del gas están muy separadas en relación con sus dimensiones puede explicar la gran compresibilidad de los gases; y la idea de que viajaban a gran velocidad y sin atracciones mutuas apreciables explica la tendencia a la expansión ilimitada

Curso de reparador de equipos domésticos de refrigeración.

Centro de formación profesional N° 403 Sub Sede Morón.

Apuntes de inicio.

Al iniciar el estudio de cualquier disciplina uno tiene una idea, un proyecto, una meta.

Todo conocimiento requiere el manejo de un determinado lenguaje,  en la rama técnica utilizamos justamente el lenguaje técnico. Al comienzo resulta un poco complejo, como todo lenguaje, pero es indispensable para poder abordar el estudio de la refrigeración o cualquier oficio o labor.

Cotidianamente usamos un lenguaje, nos comunicamos con un conjunto de palabras que nos permiten comprendernos día a día. Cuando nos dedicamos al estudio de una tarea específica debemos reformular nuestro vocabulario.

Nuestro curso consiste en generar, descubrir y desarrollar juntos, herramientas que permitan reparar e instalar equipos frigoríficos de uso doméstico.

Seguramente todos ustedes tienen una idea acerca de lo que es la refrigeración, por eso han decidido estudiarla, seguro muchos de ustedes vienen con un deseo de aprender un oficio, de poder tener una entrada económica extra o simplemente estudiar por curiosidad.

¿Por dónde comenzamos entonces? ¿Es necesario dar una definición? ¿Para qué sirve una definición?

Cuando definimos queremos explicar en qué consiste tal o cual cosa, queremos que quede claro aquello que estamos estudiando, para ello debemos ser rigurosos con las palabras que utilizaremos para que no queden dudas acerca de lo que pretendemos explicar.

Hay palabras que utilizamos cotidianamente que tienen un significado aproximado o impreciso, pero que es efectivo para comprendernos. En una definición no puede existir duda acerca de lo que estamos hablando porque esto nos conduciría a errores.

Pero… ¿Qué es la refrigeración? Intentaremos dar una definición, pero al hacerlo utilizaremos palabras que deberán ser definidas también, esto parecería no tener fin… Pero tenemos que empezar por algún lado, y es necesario hacerlo por el principio…

Tal vez un buen principio sea empezar por los “ladrillos” con los cuales está formado todo:

El átomo: Seguramente muchos de ustedes han escuchado, leído o estudiado alguna vez el concepto de átomo. Su palabra proviene del latín atomun y éste del griego que significa “indivisible” o sea que no puede ser dividido. Todas las “cosas” están constituidas por estos átomos, porciones elementales de todo aquello que forma parte del universo. Los científicos han desarrollado una gran cantidad de teorías para explicar que aspecto tienen dichos átomos en su forma íntima, para nosotros es suficiente saber que los átomos se combinan para formar “moléculas” y estás moléculas son las que determinan “la masa” de las “cosas”, o sea, la “cantidad de materia que posee una sustancia.

En resumen: todo está constituido por átomos: una silla, una nube, un mosquito, un pedazo de pan, nosotros, etc. Estos átomos “se juntan” para formar moléculas, todas las moléculas dan “forma” a las sustancias, la masa es la cantidad de materia (moléculas) que posee dicha sustancia.

Por ejemplo el agua, sustancia maravillosa que permite la vida tal como la conocemos en el planeta tierra, está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Esto último se escribe de esta manera: una molécula de H₂O₁    H: hidrógeno; O: Oxígeno

Fíjense que los subíndices (numeritos debajo de las letras) indican la cantidad de átomos o sea 2 para el hidrógeno y uno para el oxígeno. Cuando el átomo es uno solo no se pone subíndice o sea:                   H₂O: Sustancia agua, componentes: 2 átomos de hidrógeno más 1 átomo de oxígeno.

Los científicos utilizan letras y números para dar nombre a los átomos y moléculas de las sustancias, esta ciencia se llama química. Nosotros en refrigeración, por ejemplo, estudiaremos los “refrigerantes” y sus fórmulas químicas correspondientes

Sistema: Entendemos por sistema a una porción del universo que tomaremos para poder estudiarlo. Por ejemplo podemos tomar una muestra de aceite de un motor para analizar sus propiedades como viscosidad, acidez, humedad, etc. También podemos hablar de cómo se comporta un refrigerante dentro de un sistema frigorífico: su volumen, su presión, su temperatura, etc.

Desde tiempos antiguos el ser humano necesitó establecer un sistema de medición, seguramente por cuestiones prácticas de división de terrenos para sembrar, para el comercio, la construcción, etc. Pero: ¿Qué hacemos cuando medimos?

Medir es comparar una unidad con otra tomada como patrón.

Los pueblos antiguos inventaban su unidad patrón tomando como referencia ciertas partes del cuerpo del monarca del país; por ejemplo, el pie, la pulgada, el codo, etc. Actualmente muchas de estas unidades se siguen utilizando en el sistema de medidas inglés.

Esto trajo un gran problema con el paso del tiempo ya que se dificultaba la comunicación entre pueblos y ciudades de un mismo país, y los trabajos entre científicos y técnicos muchas veces no podían realizarse ya que era difícil ponerse de acuerdo en la elección de una unidad conveniente.

Sistema Métrico Decimal.

Los inconvenientes que acabamos de señalar llevaron a algunos científicos de los siglos XVII y XVIII a proponer unidades de medida definidas con mayor rigor y que se adoptarían en forma universal. Las diversas propuestas, aunque no tuvieron aceptación inmediata, acabaron por dar lugar al establecimiento del llamado Sistema Métrico Decimal, en Francia. La firma del decreto del  7 de abril de 1795, que instauró este sistema, constituyó una de las contribuciones más significativas de la Revolución Francesa.

Las principales características del sistema de unidades que se propuso, son:

1)      Como su nombre lo indica, el sistema es decimal.

2)      Los prefijos de los múltiplos y submúltiplos se eligieron de modo racional, empleándose palabras griegas y latinas (kilo: 1000, mili: 0,001, deca: 10, deci: 0,1, etc.) para designarlos.

3)      La tierra se tomó como base para escoger la unidad de longitud: el metro se definió como la diezmillonésima parte (0,0000001) de la distancia del ecuador al polo norte. Esta cantidad se marcó sobre una barra de platino iridiado llamado metro patrón que todavía se conserva en un archivo oficial de pesos y medidas en París.

En 1840 una ley declaró en Francia ilegal el uso de cualquier unidad que no perteneciera al sistema métrico, quedando así implantado definitivamente en Francia el nuevo sistema.

Por esa misma época, el sistema métrico decimal ya se empezaba a conocer en otros países, y en 1875 se efectuó en París la célebre Convención del Metro, en la que 18 naciones se comprometieron a adoptarlo. Inglaterra no asistió a dicha reunión, negándose a emplear las unidades de este sistema.

En refrigeración la mayoría de las unidades figuran en el sistema de medición inglés, tanto en los equipos, catálogos y textos, por eso es importante saber pasar de un sistema a otro sin dificultades.

Sistema Internacional de Unidades. (S.I)

Desde entonces, el uso del sistema métrico se fue extendiendo poco a poco en todo el mundo. Nuevas unidades para medir otras magnitudes, conservando las mismas características que se emplearon en la definición del metro, fueron incorporándose al sistema. Por otra parte, la precisión de los patrones establecidos en el siglo XIX no bastaba en el gran avance científico del siglo XX. Así que los científicos advirtieron la necesidad de una reestructuración del sistema métrico, y en 1960, durante la 11ª Conferencia General de Pesas y Medidas, también llevada a cabo en París, se elaboró un nuevo sistema denominado Sistema Internacional de Unidades: S.I

Debemos observar que el S.I se basa en el original sistema métrico decimal, pero sus unidades están definidas de manera más rigurosa y actualizada.

La cuarta definición dada en la 17. ª Conferencia General de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas es la siguiente:

Un metro es la distancia que recorre la luz en el vacío durante un intervalo de 1/299 792 458 de segundo.

La precisión de esta definición es treinta veces superior a la del prototipo de 1960.

Para poder pasar de unidades tenemos que recordar la siguiente regla:



En la Tabla 1 se muestran las siete magnitudes principales del Sistema Internacional de Unidades, ellas son las bases en las cuales se construyen todas las demás unidades derivadas.