CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA
Cambio de
estado es el proceso mediante el cual las sustancias pasan de un estado de
agregación a otro. El estado físico depende de las fuerzas de cohesión que
mantienen unidas a las partículas. La modificación de la temperatura o de la
presión modificará dichas fuerzas de cohesión pudiendo provocar un cambio de
estado.
El paso de un estado de agregación más
ordenado a otro más desordenado (donde las partículas se mueven con más
libertad entre sí) se denomina cambio de estado progresivo. Cambios de estado
progresivos son:
Diferencias entre evaporación y ebullición.
El
cambio de estado de líquido a gas se denomina vaporización. La vaporización
puede tener lugar de dos formas:
-
A cualquier temperatura, el líquido pasa lentamente a estado gaseoso, el
proceso se denomina evaporación. El paso es lento porque son las partículas que
se encuentran en la superficie del líquido en contacto con la atmósfera las que
se van escapando de la atracción de las demás partículas cuando adquieren
suficiente energía para liberarse. Partículas del líquido que se encuentran en
el interior no podrán recorrer demasiado antes de ser capturadas de nuevo por
las partículas que la rodean.
-
A una determinada temperatura determinada se produce el paso de líquido a gas
en todo el volumen del líquido el proceso se denomina ebullición. Cualquier
partícula del interior o de la superficie adquiere suficiente energía para
escapar de sus vecinas, la energía se la proporciona la fuente calorífica que
le ha llevado a dicha temperatura.
Por tanto, el cambio de estado denominado vaporización se puede producir de
alguna de estas formas:
-
Por evaporación que tiene lugar en la superficie del líquido, es lenta y
a cualquier temperatura, aunque aumenta la evaporación con la temperatura. Un
ejemplo lo tenemos con el agua que se extiende por el suelo o la ropa mojada
tendida, el proceso de secado es una evaporación del agua líquida. El agua
contenida en un vaso también termina por desaparecer (se evapora), aunque la
evaporación será mayor si aumentamos la superficie de contacto entre el agua y
la atmósfera (por ejemplo echando el contenido del vaso en un plato).
-
Por ebullición que tiene lugar a una determinada temperatura (temperatura de
ebullición), es tumultuosa y tiene lugar en cualquier parte del líquido
(superficie o interior). El ejemplo lo tenemos en el agua, a medida que la
calentamos la evaporación aumenta y llega un momento en el que salen burbujas
de vapor de agua de cualquier parte del líquido y de forma tumultuosa
(desordenadamente).
Temperatura del cambio de estado.
Mientras tiene lugar un cambio de estado, la
temperatura no varía se mantiene constante hasta que el cambio de estado se
complete.
El cambio de estado de sólido a líquido (fusión) tiene
lugar a la temperatura de fusión que coincide con la temperatura de
solidificación (cambio de estado de líquido a sólido, solidificación).
El cambio de estado de líquido a gas que ocurre
de forma tumultuosa tiene lugar a la temperatura de ebullición y coincide con
la temperatura de condensación (gas a líquido).
Mientras dure el cambio de estado, la energía
implicada (calentando o enfriando) se utiliza en cambiar el estado de
agregación de las partículas, manteniéndose constante la temperatura (la
energía cinética media de las partículas no varía)
A continuación se describen los diferentes cambios de
estado o transformaciones de fase de la materia.
Es el paso de un sólido al estado líquido por medio de la energía
térmica; durante este proceso
isotérmico (proceso que absorbe energía
para llevarse a cabo este cambio) hay un punto en que la temperatura permanece constante. El "punto de fusión"
es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular
para cada sustancia. Cuando
dichas moléculas se moverán en una forma independiente, transformándose en un
liquido.
Solidificación:
Es la
transformación de un líquido a sólido por medio del
enfriamiento; el proceso es exotérmico. El "punto de
solidificación" o de
congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante
durante el cambio, y coincide con el punto de fusión si se realiza de forma
lenta (reversible); su valor es también específico.
Vaporización:
Se realiza cuando la temperatura de la
totalidad del líquido iguala al punto de
ebullición del líquido a esa presión. Si se
continúa calentando el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la
temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en
agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado
gaseoso. En ese momento es posible aumentar la temperatura del gas.
La evaporación es importante e indispensable en la
vida cuando se trata del agua, que se transforma en nube y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.
Cuando existe un espacio libre encima de un líquido
caliente, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la
cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no
depende de la temperatura.
Condensación:
Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que se encuentra en
forma gaseosa a forma líquida. Es el
proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado
sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa. Si se
produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidificación.
Sublimación:
Es
importante hacer notar que en todas las transformaciones de fase de las
sustancias es de que éstas no se transforman en otras sustancias ni sus
propiedades, solo cambia su estado físico.
Las
diferentes transformaciones de fase de la materia en este caso las del agua son
necesarias y provechosas para la vida y el sustento del hombre cuando se
desarrollan normalmente.
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