Grado 11 ↓
Estados de la materia
La materia es todo lo que nos rodea que tiene masa y ocupa espacio. Este es un tema interesante porque todo lo que podemos tocar, ver e incluso oler está hecho de materia. Para hacer más fácil el estudio de la materia, la clasificamos en diferentes estados según sus propiedades físicas. Estos estados son sólido, líquido, gas y plasma. En esta explicación, exploraremos qué es cada estado de la materia, cuáles son sus características y aprenderemos sobre las transformaciones que ocurren entre estos estados.
Sólidos
Los sólidos son uno de los estados de la materia más fácilmente reconocibles. Las moléculas en los sólidos están empacadas muy juntas en una forma definida. Esto da a los sólidos una forma y volumen definidos. Debido a esta disposición cercana, los sólidos no pueden ser fácilmente comprimidos o deformados.
Por ejemplo, toma un trozo de hielo. Las moléculas en este sólido están dispuestas en una estructura de retícula. Esta es la razón por la que el hielo conserva su forma incluso después de ser sacado del molde. Los sólidos pueden clasificarse a su vez en dos categorías: sólidos cristalinos, que tienen una disposición ordenada, como los cristales de sal; y sólidos amorfos, que carecen de un patrón definido, como el vidrio.
Líquidos
Las moléculas en los líquidos no están tan estrechamente empaquetadas como en los sólidos, lo que les permite pasar unas sobre otras. Esto da a los líquidos un volumen definido pero no una forma definida. Asumen la forma del recipiente en el que están.
Considera el agua en un vaso. Tiene volumen pero no forma propia. Las moléculas en el agua pueden deslizarse unas sobre otras, permitiendo que fluya y se escurra. Esta capacidad de fluir es lo que permite a los líquidos extenderse uniformemente en cualquier recipiente.
Gases
Las moléculas en los gases están muy separadas. Se mueven libremente y ocupan el espacio que encuentran. Esta diferencia significa que los gases no tienen ni forma ni volumen definidos. Llenan el recipiente en el que están, expandiéndose o contrayéndose para ajustarse.
El aire es un gas común con el que nos encontramos cada día. Está compuesto de moléculas como el oxígeno y el nitrógeno que se mueven libremente a nuestro alrededor. Este movimiento libre es la razón por la que los gases pueden comprimirse y expandirse fácilmente -piensa en apretar un globo.
Plasma
El plasma se conoce a menudo como el cuarto estado de la materia. Es similar a los gases, ya que no tiene forma ni volumen definidos. Sin embargo, la diferencia es que en el plasma, algunas de las partículas están cargadas eléctricamente. Esto ocurre cuando se añade energía a un gas, causando que se ionice.
El Sol está hecho de plasma. Aquí en la Tierra, encontramos plasma en letreros de neón y televisores de plasma. El plasma es importante para muchas áreas de ciencia y tecnología, incluyendo nuestra comprensión de las estrellas y la fusión nuclear.
Transición de fases
La materia puede cambiar de un estado a otro. Estos cambios se conocen como transiciones de fase. Estos cambios son causados por cambios en la energía, que generalmente es en forma de calor.
Fusión y congelación
La fusión es el proceso en el cual un sólido se convierte en un líquido. Para una sustancia como el hielo esto ocurre a 0 °C. En contraste, la congelación es la transición de líquido a sólido, que ocurre a la misma temperatura pero en la dirección opuesta.
La fusión de hielo en una habitación cálida, y el agua en un congelador convirtiéndose en hielo, son ejemplos cotidianos comunes de estas transiciones de fase.
Evaporación y condensación
La vaporización es cuando un líquido se convierte en gas. Esto puede suceder a través de la ebullición, que ocurre en todo el líquido a una temperatura específica, o la evaporación, que ocurre en una superficie en un rango de temperaturas. La condensación es el proceso opuesto, donde el gas se convierte en líquido.
H 2 O(l) → H 2 O(g) (evaporación) H 2 O(g) → H 2 O(l) (condensación)
El vapor que sale de agua hirviendo y las gotas de agua que se forman en el exterior de un vaso frío son ejemplos de evaporación y condensación.
Sublimación y deposición
La sublimación es el proceso en el cual un sólido cambia directamente a gas sin primero convertirse en líquido. La deposición es lo opuesto, en la cual un gas se convierte directamente en sólido.
CO 2 (s) → CO 2 (g) (sublimación) CO 2 (g) → CO 2 (s) (deposición)
La transformación de hielo seco en gas de dióxido de carbono y la formación de escarcha en una noche fría son ejemplos visibles de estos cambios.
Conclusión
Los estados de la materia y sus transformaciones son conceptos fundamentales para entender el comportamiento de los materiales en diferentes entornos. Desde la sólida tierra bajo nuestros pies hasta los gases que respiramos y el plasma de las estrellas, estos estados describen las diversas condiciones y formas que la materia puede tomar. Al controlar propiedades como la temperatura y la presión, podemos influir en estos estados, lo que desempeña un papel vital tanto en la naturaleza como en la tecnología.