IPC Unit 2:Properties of Matter
Matter is anything that has massand volume.1.  Mass is a measure of theamount of matter.2.  Volume is the amount ofspace an object occupies.
•Demo: Will an inflated balloon weigh more, less, orthe same as the same balloon deflated? Obtainmass of balloon, inflate and obtain mass.
MCj02333550000[1]
cpo_ipc_text
For Example:
•Your book, yourdesk, your lunch,the air that youbreathe and thewater you drinkare all made ofmatter.
MMj02362080000[1]
j0354497
MCj03975040000[1]
Classifying Matter
Pure Substances
  Pure Substances - only one type ofmatter that has the same propertiesand a fixed composition.  ex.  gold,water, sugar
Pure substances are either elementsor compounds.
BD06953_
anim atom
Elements
a)Elements - made ofonly one kind of atom.An Atom is thesmallest part of anelement.
Elements are found on theperiodic table.   ex.hydrogen (H), oxygen(O), and carbon (C)
PeriodicTable
ax2e2
Compounds
b)Compound - made frommore than one kind ofatom.
ex. water - H2O
sucrose (sugar) - C6H12O6
A Molecule is the smallestparticle of a compoundthat retains itsproperties.
Mixtures
  Mixtures - a blend of 2 or morekinds of matter, each of whichretains its own identity andproperties.
Rainbow Fruit Salad
Homogeneous Mixturealso known as a SOLUTION
a) Homogeneous mixture(solution) – uniform (same)throughout in composition.
ex. air (a mixture of gases);brass (mixture of Cu & Zn);soda (CO2 in H2O); steel (Fe& C)
Heterogeneous Mixture
b) Heterogeneous mixture - not uniform(different) throughout in composition.
ex.  sand in water; tea with ice cubes, oil inwater, chicken noodle soup
soup
iced_tea
Separation of Mixtures
Mixtures can be separated by physicalmeans. (See Fig 1-9)
a)  Filtration
b)  Centrifuge
c)  Chromatography
d)  Distillation
e)  Crystallization
Compounds cannot be separated byphysical means
61786642
Type of Matter
Classify MatterElement, Compound, Homogenous mixture, orHeterogeneous mixture
Boric Acid Solution
Oxygen gas
Carbon monoxide (CO)
Steel (Carbon & iron)
Casserole
Homogeneous mixture
Element
Compound
Homogeneous mixture
Heterogeneous mixture
States of Matter
Phase
Shape
Volume
Fluidity
Solid
Definite
Definite
Fixedposition
Liquid
Indefinite
Definite
Fluid
Gas
Indefinite
Indefinite
Fluid
beaker blue
beaker red
j0174005
j0283630
Solids
anim-solid
j0283630
•Definite shape.
•Definite volume.
•Vibrate about fixedpositions.
•Not fluid.
Liquids
•Indefinite shape.
•Definite volume.
•Vibration increases.
•Fluid.
j0284046
anim-liquid
Gases
•Indefinite shape.
•Indefinite volume.
•Vibration increases.
•Fluid.
j0174005
anim-gas
{animated blacklightening}
{animated sun 4}
Plasma
•Plasma is simply a gas,containing chargedparticles such as electronsand ions.
•It is the most commonstate of matter in theuniverse.
Video: Four States of Matter
slg-banner
Changes of State
Changes of State
Temperature influences changes of state.
Solid
Liquid
Melting
Freezing
Liquid
Gas
Evaporation
Condensation
Solid
Gas
Sublimation
Deposition
phase
phasechangeimage
Liquid
Solid
Gas
S & L
L & G
phase
SOLID
LIQUID
GAS
S & L
L & G
S & G
MPj04027480000[1]
High-altitude Cooking
•Did you know that the freezing and boilingpoints of a substance change as the airpressure changes? At a lower airpressure, water will boil at a lowertemperature. This is why cake mixes oftenhave high-altitude directions. The lower airpressure at high altitudes allows the waterin the mix to begin to turn to gas at a lowertemperature. To prevent the cake fromdrying out, extra water is added to the mixand the oven is set to a lower temperature.
aluminum_foil
Properties of Solids
•Hardness
•Elasticity
•Brittleness
•Malleability
•Tensile Strength
•Density
diamond2
7260-PINK
prittle
MCj03564310000[1]
formula
Hardness - measures a solid’sresistance to scratching.
mohs
Diamond is the hardest
diamond2
Elasticity – measure of a solid’s ability tobe stretched and return to its original size.
•This propertyalso gives objectsthe ability tobounce.
•Which would yourather playbasketball with?
MCj03039770000[1]
MCj03204340000[1]
Muscle_RubberBand2
windshield
Brittleness – measures a material’stendency to shatter upon impact.
Smashed%20Windshield
Malleability – measures a solid’s abilityto be pounded into thin sheets.
aluminum_foil
•Example:AluminumFoil
Tensile Strength – a measure of howmuch pulling, or tension, a material canwithstand before breaking.
On the lump of boulders some would call Cholla Mountain, The Sonoran Desert Preserve affords some prime wilderness Arizona Granite rock climbing
caverepel
Densityis theamount ofmatter perunitvolume.
m
D
V
Which is heavier?A) a pound of feathersB) a pound of bricks
HH00856_
IN00332_
One pound = one pound
Which would take up morespace?A) a pound of feathersB) a pound of bricks
HH00856_
IN00332_
Feathers
The density of a homogenous material will stay thesame no matter how large or how small. For example, asteel paper clip and a steel bicycle.
Units for Density
Metric Units:
Solid:   g/cm3
Liquid: g/ml
Density of water is 1g/cm3at 4º C
Ice! Because it is less dense.
Which one floats?
•Density of Water1.00 g/mL
•Density of Ice0.92 g/mL
Specific Gravity
Specific gravity is the density of asubstance (g/cm3) divided by thedensity of water (1.0 g/cm3);therefore, units will cancel out.
There are no units!
SpecificGravity =
Density of Substance
Density of Water
Which of the following will float on water?
Calculating Density
•Obtain mass using a balance.
•Obtain volume by any of these methods.
–Volume = length x width x height
–Graduated cylinder
–Water displacement
formula
1)Is the bar really gold or fool’sgold?Gold has a density of 19.3 g/cm3Find the density of the bar.
•Mass = 1891.4 g
•Dimensions: 3.5 cmby 3.5 cm by 8.0 cm
various_gold
Mass/Volume
1891.4 g / 98 cm3
= 19.3 g/cm3  Yes it’s gold!
•Mass = 16.98 g
•Volume of graduatedcylinder: ?
Mass/Volume
16.98 g / 21.5 mL
= 0.79 g/mL  It is alcohol!
cylinder
2) Is this liquid water, alcohol, or kerosene?Find the density of the liquid?Water    1.0 g/mLAlcohol  0.79 g/mLKerosene 0.82 g/mL
3) Is this ball made of platinum, silver, or tin?Find the density of the ball.Platinum 21.5 g/cm3Silver 10.5 g/cm3Tin 7.3 g/cm3
•Mass = 262.5 g
•Water displaced: ?
Mass/Volume
262.5 g / 25 cm3
= 10.5 g/cm3  It is Silver!
ques71a
silver%2520ball%2520-%2520small
4)  What is the volume in mL of thissyrup if it has a density of 0.63g/mL and a mass of 78 g?
maple%2520syrup
D
m
V
V = m/D
= 78g ÷ 0.63 g/mL
= 123.8 mL
PIPE_01A_1
5)  What is the mass in grams ofthis lead pipe if it has a density of11.4 g/cm3 and a volume of 55 cc?
D
m
V
m = D x v
= 11.4 g/cm3 x 55 cc
= 627 g
The upward forceexerted on anobjectimmersed in afluid is called“buoyantforce”.
Annimation Snapshot
Click on picture for demo.
Buoyancy
Draw a vector to show the buoyantforce and the weight.
90E7C093
Weight
Buoyant Force
What is Archimedes’ Principle?
•The buoyant forceexerted on an object ina liquid is equal to theweight of the fluiddisplaced by the object.
•Rock weighs 2.25 N
•In water, the rockweighs 1.8 N
•The water displaced bythe rock weighs 0.45 N.
Do all fluids exert the samebuoyant force on an object?
Mercury
Which liquid exerts agreater buoyant force?
0.45 N
0.53 N
NO
Archimedes’ Principle Demo
Annimation Snapshot
How Submarines Work
j0365245
Click Here for Demo
Why does a block of steel sink, buta steel boat float?
titanic1
Video: TheTitanicFloats thenSinks
Sinks
•If the weight of theobject is greaterthan the buoyantforce, the object willsink.
•If the object has agreater density thanthe fluid, the objectwill sink.
MMj03547510000[1]
Floats
•If the weight of theobject is less thanthe buoyant force,the object will float.
•If the object has alower density thanthe fluid, the objectwill float.
j0354416
MPj04054120000[1]
Why do hot air balloons float?
•A balloon will floatwhen the weight ofthe balloon is lessthan the weight ofthe volume of airdisplaced.
•Air in the balloon isheated to make itless dense than thesurrounding air.
Charles’ Law
•The volume ofa gasincreases withincreasingtemperature.
•The volume ofa  gasdecreaseswithdecreasingtemperature.
Charles%2520Law%2520animantion
Pressure – the force acting on aunit area of surface.
•As you pump air into atire, the forces of all ofthe air particles addtogether to createpressure.
•Bike tire should beinflated to 60 psi(pounds per squareinch)
Boyle’s Law
•As the pressureof a gasincreases, itsvolumedecreases.
•As the pressureof a gasdecreases, itsvolumeincreases.
chprmt
The beach ball and the basketball eachcontain the same amount of air.
•Which has the greater amount ofpressure and why?
MCj04125560000[1]
MPj03058050000[1]
The basketball hasgreater pressurethan the beach ballbecause it has lessvolume causing theair particles to haveless space.
Molasses, because of the strength of attraction between the particles.
j0368344[1]
Viscosity – is the resistanceto flow.
•Which flows slower?
•Molasses or Water?
How does temperature effectviscosity?
•As a liquid getswarmer, its viscositydecreases.
•Ex: cold honey vs.warm honey
•As a gas getswarmer, its viscosityincreases.
•Because increasingtemp increases thenumber of collisionsthus, increasingfriction.
MCj00883320000[1]
Video Clip on Gas Viscosity