La
materia, en condiciones normales, la podemos encontrar en tres
estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso. El típico
ejemplo, hielo – agua – vapor.
Existen
otros estados de la materia, para lo que habría irse a temperaturas
muy elevadas (plasma) o a temperaturas muy bajas (condensado de
Bose-Einstein).
¿Por
qué al calentar hielo pasa agua, y luego a vapor?
Empecemos
estudiando que diferencia hay entre hielo, agua y vapor.
Diferenciaremos entre un estudio macroscópico (lo que podemos ver) y un estudio microscópico (lo que no podemos ver).
A nivel
macroscópico son claras, ¿no? El hielo es duro, el agua blanda y el
vapor parece casi que no existe.
¿Y
a nivel microscópico? Entre las moléculas se establecen fuerzas
intermoleculares. Las fuerzas intermoleculares no son lo mismo que
enlaces, los enlaces se dan entre átomos, las fuerzas
intermoleculares entre moléculas.
En
el hielo, estado sólido, todas las moléculas de H2O están
fuertemente unidas por muchas fuerzas intermoleculares. Esto explica
por qué el hielo es duro. Las moléculas están "presas" de estas
fuerzas.
Al
calentar, le damos a las moléculas cada vez más energía. Al tener
más energía vibran más, y esas vibraciones (cada vez más fuertes)
van rompiendo esas fuerzas intermoleculares, pero no todas. Pasamos
al estado líquido. Las moléculas no están tan unidas como en el
sólido, pero todavía siguen unidas por algunos lados.
SOLIDIFICACIÓN
= Sólido ← Líquido
Sólido → Líquido = FUSIÓN
Si
seguimos calentando, la moléculas vibran cada vez más hasta romper
todas las fuerzas intermoleculares. Pasamos así al estado gaseoso.
Como ninguna molécula está unida a otra, las moléculas son libres
de ir a donde quieran (esto no ocurría en el estado líquido). Por eso, el agua de una olla no escapa, y sí escapa el vapor de agua.
CONDENSACIÓN
= Líquido ← Gaseoso
Líquido → Gaseoso =
VAPORIZACIÓN
La
temperatura a la que pasamos de líqudo a sólido (o de sólido a
líquido) se le conoce como punto de fusión. En el caso del agua, 0º
La
temperatura a la que pasamos de gas a líquido (o de líquido o gas)
se le conoce como punto de ebullición. En el caso del agua, 100º.
Los
valores dependen de la presión atmosférica. A mayor altura, menor
presión y menor punto de ebullición. Así, en el Everest (8848 m)
el agua hierve a 70ºC.
Cuando una sustancia se encuentra en estado sólido o líquido, hablamos de fluido, ya que puede fluir por una tubería.
Variando
presión y temperatura, podemos llegar a tener, por ejemplo, oxígeno
líquido u oxígeno sólido.
Tratemos
ahora un caso curioso como es la sublimación, pasar de sólido a
gaseoso sin pasar a líquido. En condiciones normales solo se da en
algunas sustancias, como el I2 o la naftalina. Pero realmente, en
condiciones extremas de presión y temperatura, se puede dar en cualquier sustancia. El paso de gas a sólido sin pasar por líquido se conoce como sublimación inversa. Puedes ver la sublimación del yodo en este video.
Para resumir los cambios de estado:
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