Esquema de los Cambios de Estado

Los estados de la materia

La teoría de partículas cinéticas explica las propiedades de los diferentes estados de la materia.  Las partículas en sólidos, líquidos y gases tienen diferentes cantidades de energía. Se organizan de manera diferente y se mueven de forma diferente.

La siguiente tabla resume la disposición y el movimiento de las partículas en sólidos, líquidos y gases, y muestra diagramas sencillos de la disposición de las partículas.

Disposición y movimiento de partículas

Solido Liquido Gas
Disposición de las partículas
  • Muy juntas entre sí
  • Patrón regular
  • Muy juntas entre sí
  • Disposición aleatoria
  • Muy separado
  • Disposición aleatoria
Movimiento de partículas Vibran en un lugar Se mueven uno alrededor del otro Se mueven rápidamente en todas las direcciones
Diagrama Propiedades de los sólidos - Imagen Propiedades de los líquidos - Imagen Propiedades de los gases - Imagen

Cambios de estado de la materia

Las sustancias pueden existir como un sólido, líquido o gas. La conversión de un estado a otro generalmente implica calentamiento o enfriamiento.

Esquema de los cambios de estado

Esquema de los cambios de estado - Imagen

Cambios de estado de la materia ejemplos

  • Debe suministrarse calor a una sustancia para que se derrita, evapore o hierva. Por ejemplo, usted necesita calentar hielo para derretirlo, y necesita calentar agua para producir vapor.
  • El calor debe ser removido de una sustancia para condensarla o congelarla. En otras palabras, la sustancia debe enfriarse.

Bajo ciertas condiciones, algunos sólidos se convierten directamente en gas cuando se calientan. Este proceso se llama sublimación. Un buen ejemplo es el dióxido de carbono sólido, también llamado “hielo seco”. A presión atmosférica, se convierte directamente en dióxido de carbono gaseoso.

El dióxido de carbono líquido sólo puede existir bajo alta presión, como en los extintores de incendios. El yodo también sublima: al calentarlo, pasa directamente de brillantes cristales de color púrpura-negro a un vapor de color púrpura.

El dióxido de carbono a temperatura y presión ambientales es un gas y se transforma en un líquido cuando se le aplica presión y frío hasta que puede llegar a convertirse en un sólido si continuamos enfriándolo y comprimiéndolo.

Cambios de estado de la materia por presión

Un gas también se licuará (se convertirá en líquido) si su presión aumenta lo suficiente. Esto se debe a que las partículas se mueven lo suficientemente cerca como para que se formen enlaces entre ellas.

Los cilindros de gas utilizados para las estufas y barbacoas para acampar contienen gas licuado de petróleo (GLP) a alta presión. Tan pronto como se libera la presión, el líquido vuelve a convertirse en gas.

Definiciones

Cuáles son los estados de la materia - Imagen

Teoría de partículas cinéticas

Los fenómenos térmicos son explicados con la ayuda de la teoría de partículas cinéticas, como su nombre indica, esta teoría tiene como base la existencia de las moléculas y sus movimientos constantes.

Postulados de la Teoría de partículas cinéticas:

  1. Las partículas se encuentran en constante movimiento.
  2. Las partículas interactúan entre sí.
  3. Entre las partículas de los cuerpos existen espacios vacíos.
  4. Los objetos están constituidos por pequeñísimas partículas (átomos, moléculas o agrupaciones de ellas).

Estados de la materia

Con el cambio de temperatura o presión de los objetos, pueden obtenerse distintos estados o fases (sólidos, líquidos o gases), en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones).

Cambios de estado

Son los procesos en los que un estado de la materia cambia a otro sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados más estudiados y comunes en la Tierra son el sólido, el líquido y el gaseoso. Los cambios de fase de las sustancias, no se transforman en otras sustancias, solo cambia su estado físico.

¿Cuáles son los cambios de estado de la materia?

Los diferentes cambios de estado o transformaciones de fase de la materia son:

  1. Fusión
  2. Solidificación
  3. Vaporización y ebullición
  4. Condensación
  5. Sublimación
  6. Sublimación inversa
  7. Ionización
  8. Desionización

Licuefacción

Es el proceso en el que un gas se convierte en líquido a altas presiones y bajas temperaturas.

Gas licuado de petróleo (GLP)

El gas licuado de petróleo es la mezcla de gases licuados. Los componentes del gas licuado de petróleo, aunque a temperatura y presión ambiental son gases, son fáciles de licuar, de ahí su nombre. Se puede decir que el gas licuado de petróleo es una mezcla de propano y butano. Para obtener el gas licuado de petróleo, estos gases se comprimen hasta volverse líquidos, luego se disuelven en petróleo y se procesan a través de la refinación. El resultado final se obtiene al bajar las temperaturas a 40 grados bajo cero; posteriormente, se almacena a una presión elevada.

El GLP es una de las principales fuentes de energía de muchos países, su uso se ha enfocado principalmente al sector residencial y sectores como la industria y el transporte.

Cada vez es más común el uso de combustibles como el gas natural y el gas licuado de petróleo en los coches.

Hielo seco

Se llama hielo seco al dióxido de carbono en estado sólido. Recibe este nombre porque, cuando se sublima no deja residuo de humedad porque su base no es agua y su estado natural es gaseoso. El hielo seco comienza a sublimarse cuando se expone a temperaturas más cálidas.

Sublimación

La sublimación en un objeto es el proceso que consiste en el cambio de estado de sólido al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso contrario, es decir, al paso directo del estado gaseoso al estado sólido, se le llama sublimación inversa.

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