Estado de Agregación En física y química se observa que, para cualquier sustancia o elemento material, modicando sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen
!odos !odos los estados de agregación agregación poseen propiedades propiedades y características características diferentes" los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro, llamados fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática !ambién son posibles otros estados que no se producen de forma natural en nuestro entorno, por e#emplo$ condensado de %ose&Einstein, condensado fermiónico y estrellas de neutrones 'e cree que también son posibles otros, como el plasma de quar&gluón
Defna: a. Solido os ob#etos en estado sólido se presentan como cuerpos de forma denida" sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras estre estrec*a c*as s denid denidas as,, lo que les coner conere e la capac capacida idad d de sopor soportar tar fuerzas sin deformación aparente 'on calicados generalmente como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que que las las de repul epulsi sión ón En los los sólid sólidos os cris crista talin linos os,, la pres presen enci cia a de espacios intermoleculares peque+os da paso a la intervención de las fuerzas de enlace, que ubican a las celdillas en formas geométricas En los los amor amorfo fos s o vítre vítreos, os, por por el contra contrario rio,, las partícul partículas as que los constituyen carecen de una estructura ordenada as as sustan sustancia cias s en estado estado sólid sólido o suelen suelen pres present entar ar alguna algunas s de las siguientes características$ características$ • •
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o*esión elevada" !ienen una forma denida y memoria de forma, presentando presentando fuer fuerza zas s elás elásti tica cas s resti estitu tuti tiva vas s si se defo deforrman man fuer fuera a de su conguración original" - efectos prácticos son incompresibles, .esistencia a la fragmentación" /luidez muy ba#a o nula" -lgunos de ellos se subliman
b. Liquido Si se incrementa la temperatura, el sólido va perdiendo forma hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta unión entre los tomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El estado líquido presenta las si!uientes características: •
Cohesión menor.
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"ovimiento ener!ía cin#tica.
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Son fluidos, no poseen forma definida, ni memoria de forma por lo que toman la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.
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En el frío se contrae $exceptuando el a!ua%.
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&osee fluidez a trav#s de peque'os orificios.
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&uede presentar difusión.
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Son poco compresi(les.
c. Gases Se denomina !as al estado de a!re!ación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composición son mol#culas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no ten!an volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los !ases las fuerzas !ravitatorias y de atracción entre partículas resultan insi!nificantes. Es considerado en al!unos diccionarios como sinónimo de vapor, aunque no hay que confundir sus conceptos, ya que el t#rmino de vapor se refiere estrictamente para aquel !as que se puede condensar por presurización a temperatura constante. )os !ases se expanden li(remente hasta llenar el recipiente que los contiene, y su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos. *ependiendo de sus contenidos de ener!ía o de las fuerzas que actúan, la materia puede estar en un estado o en otro diferente: se ha ha(lado durante la historia, de un !as ideal o de un sólido cristalino perfecto, pero am(os son modelos límites ideales y, por tanto, no tienen existencia real.
En los !ases reales no existe un desorden total y a(soluto, aunque sí un desorden ms o menos !rande. En un !as, las mol#culas estn en estado de caos y muestran poca respuesta a la !ravedad. Se mueven tan rpidamente que se li(eran unas de otras. +cupan entonces un volumen mucho mayor que en los otros estados porque dean espacios li(res intermedios y estn enormemente separadas unas de otras. &or eso es tan fcil comprimir un !as, lo que si!nifica, en este caso, disminuir la distancia entre mol#culas. El !as carece de forma y de volumen, porque se comprende que donde ten!a espacio li(re allí irn sus mol#culas errantes y el !as se expandir hasta llenar por completo cualquier recipiente. El estado !aseoso presenta las si!uientes características: •
Cohesión casi nula.
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-o tienen forma definida.
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Su volumen es varia(le.
d. Plasma
El plasma es un gas ionizado, es decir que los átomos que lo componen se *an separado de algunos de sus electrones 0e esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con carga negativa y positiva, respectivamente), separados entre sí y libres, por eso es un e1celente conductor 2n e#emplo muy claro es el 'ol En la ba#a -tmósfera terrestre, cualquier átomo que pierde un electrón (cuando es alcanzado por una partícula cósmica rápida) se dice que está ionizado 3ero a altas temperaturas es muy diferente uanto más caliente está el gas, más rápido se mueven sus moléculas y átomos, (ley de los gases ideales) y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos, moviéndose muy rápido, son sucientemente violentas para liberar los electrones En la atmósfera solar, una gran parte de los átomos están permanentemente 4ionizados5 por estas colisiones y el gas se comporta como un plasma - diferencia de los gases fríos (por e#emplo, el aire a temperatura ambiente), los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente in6uidos por los campos magnéticos a lámpara 6uorescente, contiene plasma (su componente principal es vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la línea de fuerza a la que está conectada la lámpara a línea, positivo eléctricamente un e1tremo y negativo, causa que los iones positivos se aceleren *acia el e1tremo negativo, y que los electrones negativos vayan *acia el e1tremo positivo as partículas aceleradas ganan
energía, colisionan con los átomos, e1pulsan electrones adicionales y mantienen el plasma, aunque se recombinen partículas as colisiones también *acen que los átomos emitan luz y esta forma de luz es más eciente que las lámparas tradicionales os letreros de neón y las luces urbanas funcionan por un principio similar y también se usaron en electrónicas
Defne: a. Punto de usión o temperatura de usión El punto de fusión (o, raramente, punto de licuefacción) es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido& líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde abe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante El punto de fusión es una propiedad intensiva
b. La entalpía de usión o calor de usión !"us# Es la cantidad de energía necesaria para *acer que un mol de un elemento que se encuentre en su punto de fusión pase del estado sólido al líquido, a presión constante En otras palabras, es la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno Es una magnitud de termodinámica (7), cantidad de energía que se puede intercambiar
c. $emperatura de ebullición Es aquella temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra8 oloquialmente, se dice que es la temperatura a la cual la materia cambia del estado líquido al estado gaseoso
d. %alor de e&aporación 'e llama 9calor de vaporización9, la energía necesaria para cambiar 8 gramo de sustancia en estado líquida, al estado gaseoso en el punto de ebullición Esta energía rompe las
fuerzas atractivas intermoleculares y también debe proveer la energía necesaria para e1pandir el gas (el traba#o 30: )
e. %ondensación a condensación es el cambio de fase de la materia que se encuentra en forma gaseosa (generalmente vapores) y pasa a forma líquida Es el proceso inverso a la vaporización 'i se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa o deposición 'i se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidicación
. 'odifcación 7ace mención a cambiar o transformar algo, dar un nuevo modo de e1istencia a una sustancia material o a limitar algo a cierto estado de manera en que se distinga de otras cosas
g. Sublimación Es el proceso que consiste en el cambio de estado de sólido al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido -l proceso inverso se le denomina deposición o sublimación regresiva" es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido 2n e#emplo clásico de sustancia capaz de sublimarse a presión y temperatura ambiente es el *ielo seco
(. E&aporación a evaporación es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido *acia un estado gaseoso, tras *aber adquirido suciente energía para vencer la tensión supercial diferencia de la ebullición, la evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada sea esta
). Porque el (ielo del medio ambiente se derrite * en el congelador no
Po r q ueel p un t odec on ge l a c i ó nd el a gu ae s0g r a do spo rl oq ueel c o ng el a do re sunamb i e nt e d on dec o ns t a nt e me nt el at e mp er a t u r aesi g ua lome no sal o sc e r ogr a do s ,e nc a mb i ol a t e mpe r at u r ade lme di oambi e nt ec amb i aporl ot an t oel p un t odec on gel ac i ónde la gu an os e mant i ene,yes t apas aas uet ap al i qui da
5.comosedeshi el al anever a Cu an dos ede sc on ec t as uf u en t ed ee ne r gí ae lg asr e f r i g er an t ed ej ad ec i r c ul a r ,el r e f r i g er a do rs ep on eat e mp er a t u r aa mb i e nt ep orl oq ue e lh i e l os ed es c o n ge l a , t a mbi ént i eneunt i merot empor i z ador ,abr eyc i er r av ál v ul asdondeelgasc al i ent e r e co r r el as ec c i ónf r i ad el ahi e l e r al l a mada" e v ap or a do r "yd ea cu er d o au nt i e mpo pr ogr amado,el hi el os ef unde,pas adoes t et i empo,el fl uj oi nt er no dega sr e f r i ger ant e
r e gr e saa" nor ma l " ,av ol v erae nf r i a r
6.quesont er most at osypar aquési r ven
Unt e r mo s t a t oe se lc o mp on en t ed eu ns i s t e mad ec o nt r o ls i mp l eq uea br eoc i e r r au n c i r c ui t oel éc t r i c oenf unc i óndel at emper at ur a. Suv er s i ónmáss i mpl ec ons i s t eenuna l ámi n ame t ál i c ac omol aq ueu t i l i z anl o se qui p osd ea i r ea co ndi c i on ad opa r aap ag aro e nc e nd ere lc o mp r e s or .
7 .quel esuc edealpunt odeebul l i c i ónde la guaenunaol l adepr e si ón
Cu an doe la gu ae nt r ae ne bu l l i c i ó ns ut e mp er a t u r ay an oa ume nt a .Pe r os ia ume nt a mo sl a p r e s i ó ne v i t a mo sq ue e nt r ee ne s ee s t a do d ee nf r i a mi e nt o( e bu l l i c i ó n) ,ó s ea q ue e s t a mo s e l e v a nd os up un t od ee bu l l i c i ó n,p orl oc u ale lt i e mp od ec o c c i ó ne smá sr á pi d oy aq uel a t e mp er a t u r ad el a gu as e r áma y o r .
8.Dondehi er vemásrápi doelaguaenMér i daoenelpi cobol í var El punt odeebul l i c i ón,os eal at emper at ur aal aquehi er v eunl í qui do,di s mi nuy ec onl apr es i ón at mos f ér i ca . O
se a que a menor pr esi ón menor t emper at ur a de ebul l i ci ón.
Ah or al ap r e s i ó na t mo s f é r i c ad i s mi n uy ec o nl aa l t u r a ,os e a ama y o ral t u r a me no rp r e s i ó n a t mo sf é r i c a( t en ésme no sai r een s i mad et uc a be z a) .Ene lPi c oBo l i v a ry aqu ee se ll u ga rmá s al t o 9.comof unci onaunaol l adepr esi ón Al c ol oc ardent r odel aol l aunl i qui do,porl ogener al agua,es t aal c anz as upunt odeebul l i c i óny s et r a n s f o r ma e nv a p o r ,e lv a p o ra ume n t ad e nt r od el ao l l ac o n f o r me v aa u me n t a n do l a c a nt i d ad d ea gu ae v a po r a da .Es t ap r e s i ó np er mi t ea l c a nz a rt e mp er a t u r a s ma sa l t a s ,e s t e mé t o do e su s a do t a mb i é np ar ae s t e r i l i z a re qu i p od el a bo r a t o r i o ,en t r eo t r a s mu c h as apl i c ac i onesqueha yenl ai ndus t r i a. 1 0.quee spunt ot r i pl edeagua
El punto en el que las tres fases del agua coexísten de forma equilibrada, ca(e a'adir que la temperatura puede variar dependiendo del líquido al que se le aplique, aunque en el caso que nos ocupa, el del a!ua, tenemos que decir que este punto se encuentra a 0,01ºC y 0,006 atmósferas es decir, est prcticamente a /0C y a una presión unas 123 veces ms peque'a que la atmosf#rica.
