Los cambios de estado físico ocurren entre sustancias sólidas, líquidas y gaseosas, donde las transformaciones dependen de la temperatura y la presión.
Los cambios en el estado físico de la materia ocurren debido a dos magnitudes, la presión y la temperatura . Sin embargo, antes de comprender cómo se caracteriza cada cambio, es importante conocer los estados físicos de la materia: sólido, líquido y gaseoso.
Cada estado de la materia se define según la disposición de las partículas , es decir, si están muy cerca o lejos unas de otras. En este sentido, para que se forme el estado sólido, las partículas deben estar aglomeradas.
En estado líquido, las partículas están un poco más separadas, por lo que es posible el movimiento entre ellas. En cambio, en estado gaseoso, las partículas se encuentran muy alejadas unas de otras, con total libertad de movimiento.
Por tanto, cuando se produce la transición entre los estados sólido, líquido o gaseoso, tenemos lo que llamamos cambios de estado físico.
Por tanto, todas las sustancias constituidas por alguna materia tienen uno de tres estados físicos, dependiendo de la presión y la temperatura del ambiente.
Cambios en el estado físico
Para que se produzcan los cambios de estado físico, es decir, la transición entre sólido, líquido y gas, es imprescindible que exista interferencia entre dos magnitudes: la temperatura y la presión.
En este caso, ambas magnitudes actúan de forma opuesta en los cambios de estados físicos. Esto significa que mientras la temperatura es alta, las moléculas se separan . Por otro lado, cuando la presión es alta, las moléculas se pegan.
Un ejemplo práctico de cambios de estado físico es una botella de refresco. Es posible que ya hayas notado que, a veces, al abrir la botella, todo el líquido se derrama instantáneamente. Esto sucede porque hay una cantidad de dióxido de carbono en el refresco , colocado en las botellas con la ayuda de bajas temperaturas y alta presión.
Así, al abrir la botella, el aire entra en el recipiente y la presión que había allí se disuelve rápidamente. Debido a esto, el líquido sale más rápido de la botella debido al aumento de la temperatura y la disminución de la presión. Es decir, cuanto más alta es la temperatura ambiente, más rápido sale el gas de la botella.
Así, para que haya cambios en el estado físico de las sustancias, debe ocurrir una disminución o un aumento de la temperatura y, en relación con la presión, el valor corresponde a 1 atm o 760 mmHg – nivel del mar.
Por lo tanto, los cambios de estado físico se dividen en:
- Fusión;
- Solidificación;
- Vaporización;
- Condensación;
- Sublimación;
Fusión
Entre los cambios de estado físico tenemos el proceso de fusión, aquel en el que el agua pasa del estado sólido al estado líquido, como ocurre en la fusión de un cubo de hielo. En este caso, cuando el agua está en estado sólido, las moléculas están unidas y no tienen ningún tipo de movimiento.
Como la estructura de una materia sólida es rígida y las moléculas están unidas entre sí, la estructura tiene una forma y un volumen definidos. Así, para que un cubito de hielo, por ejemplo, pase del estado sólido al estado líquido, las moléculas deben separarse.
De esta forma, las moléculas comienzan a separarse cuando se introduce en el sistema, en este caso en el cubo de hielo, algún tipo de energía , es decir, calor. Como resultado, la energía ingresa a las partículas y las fuerzas intermoleculares entre las moléculas se rompen, transformando el sólido en líquido.
Cuando el sistema absorbe una cantidad importante de calor, tenemos el punto de fusión , también conocido como temperatura de fusión. Así, el término fusión representa exactamente el cambio de estado sólido a líquido.
Solidificación
La solidificación es la forma opuesta del proceso de fusión. Es decir, en los cambios de estado físico, la solidificación representa el paso del estado líquido al estado sólido. Por lo tanto, la sustancia solo se vuelve sólida cuando se alcanza la temperatura suficiente.
Es decir, la temperatura permanece constante durante el proceso de solidificación y solo cambia después de alcanzar el estado sólido completo. Entonces la temperatura continúa descendiendo por debajo de 0°.
En relación al agua , el punto de solidificación se produce cuando el líquido alcanza los 0º. Así, el agua se mantiene a la misma temperatura hasta que se congela todo el líquido y, sólo entonces, la temperatura desciende a -1ºC, -2ºC, etc.
Cambios en el estado físico – Vaporización
La vaporización es uno más entre los cambios de estado físico. En este caso, el proceso ocurre cuando hay un cambio del estado líquido al estado gaseoso. Un ejemplo es el agua de una cacerola que, al calentarse, comienza a evaporarse.
En el caso de la vaporización, es posible dividir el proceso en dos formas: evaporación y ebullición. En la evaporación, el proceso de transformación ocurre lentamente. En ebullición, la transformación de un estado físico a otro ocurre rápidamente.
En la vaporización tenemos el punto de ebullición , el momento en que la temperatura del líquido alcanza el calor suficiente para pasar al estado gaseoso. En el agua, por ejemplo, el punto de ebullición es de 100°C.
Condensación
La condensación es uno de los cambios en el estado físico, caracterizándose como el paso del estado gaseoso al estado líquido.
En este caso, la sustancia gaseosa permanece a una temperatura constante hasta que comienza el proceso de condensación y la sustancia se convierte en líquido.
Un ejemplo muy común de condensación es el rocío, presente en las hojas y la vegetación en general. Incluso si no llovió el día anterior, todavía puedes ver gotas de agua, llamadas rocío.
El proceso ocurre porque el vapor de agua que existe en el aire entra en contacto con superficies que tienen bajas temperaturas. Así, el vapor se condensa y se forman gotas de agua sobre la vegetación, por ejemplo.
Sublimación
Finalmente, entre los cambios de estado físico, tenemos la sublimación. En este caso, se produce un paso directo de la sustancia del estado sólido al estado gaseoso o, incluso, del estado gaseoso al sólido.
La forma más común de sublimación es la que ocurre con el hielo seco o las piedritas de naftalina, que se utilizan para colocar en lugares cerrados, por ejemplo.
¿Qué te pareció el asunto? Si te ha gustado, echa un vistazo también a qué es el Efecto Fotoeléctrico y cuáles son las características de la Materia Oscura .