Tú estados físicos de la materia están determinadas por la distancia entre moléculas, conexiones moleculares y energía cinética que mueve partículas en una muestra. Son ellos:
- sólido;
- líquido;
- gaseoso;
- plasma;
- Condensado de Bose-Einstein.
En de Estado sólido, tenemos moléculas bien ensambladas con poco movimiento. En el extremo opuesto están los estado gaseoso es el plasma, en el que las moléculas tienen un espaciado entre ellas y una alta energía cinética. Materiales en estado liquido están en el medio, no tienen una forma física definida, tienen más energía cinética que un material sólido y un espacio entre moléculas más pequeño que los materiales gaseosos. O Condensado de Bose-Einstein es un descubrimiento relativamente nuevo que gira en torno a la idea de tener una muestra sin movimiento entre moléculas, es decir, sin energía cinética.
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De Estado sólido
Las moléculas de un material en estado sólido se conectan con una fuerza suficiente que da como resultado
formato y volumen definidos. En este estado tenemos poca energía cinética entre las partículas y, aunque hay un pequeño movimiento entre ellas, no es posible visualizarlo macroscópicamente (a simple vista).La forma de un sólido se puede cambiar cuando el material está bajo la acción de una fuerza mecánica (rotura, rayado, abolladura) o cuando hay un cambio de temperatura y presión. Cada tipo de material tiene resistencia a estos impactos oa cambios externos, según su naturaleza.
Ejemplo
Como ejemplo, podemos mencionar el oro, material sólido a temperatura ambiente con un punto de fusión de 1064,18 ° C y un punto de ebullición de 2855,85 ° C.
estado liquido
En el estado líquido, no hay una forma física definida, pero hay un volumen definido, lo que nos impide comprimir el material de forma significativa. Los líquidos tienen fuerza enterrarmolecular débil, que le permite manipular y separar partes de una muestra con facilidad. La fuerza de atracción entre moléculas les impide moverse libremente como un gas. Además, la tensión superficial (fuerza de atracción entre moléculas iguales) es lo que hace posible la formación de gotitas.
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- Ejemplo
El ejemplo más abundante y accesible que tenemos de material en estado líquido en condiciones normales de temperatura y presión es el Agua, también considerado un solvente universal.
estado gaseoso
Un material en estado gaseoso no tiene forma ni volumen definidos. Tiene una alta capacidad de expansión debido a la alta energía cinética. Cuando se coloca en un recipiente, el gas se propaga indefinidamente y, si en estas condiciones de confinamiento, el gas se calienta, habrá un aumento de la energía cinética y un aumento de la presión del sistema.
También vale la pena señalar la diferencia entre gas y vapor. A pesar de estar en el mismo estado físico, tienen diferentes naturalezas. O vapor, cuando se coloca a alta presión o al disminuir la temperatura, vuelve a un estado líquido. Tú gases, a su vez, son sustancias que, en condiciones normales, ya se encuentran en estado gaseoso y, para licuarse, es necesario tener un aumento de presión y temperatura simultáneamente.
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Ejemplo
Un ejemplo de una sustancia gaseosa se encuentra comúnmente dentro de los globos de fiesta, el gas helio, el cual es un gramoáeres noble y monoatómico (molécula de un átomo), encontrándose en estado gaseoso para condiciones normales de temperatura y presión. LA densidad de helio es más pequeño que el del aire atmosférico, lo que hace que los globos floten.
Factores que determinan los estados físicos
Lo que determina el estado físico de la materia es el organización de sus moléculas, el espaciamiento entre ellas y la energía cinética (energía de movimiento). Cada elemento tiene un punto de fusión y ebullición que definen el punto crítico, es decir, donde temperatura y presión el elemento mantiene o cambia su estado físico. Este punto crítico varía según la naturaleza del material. Además, para cada elemento, tenemos diferentes fuerzas intermoleculares, que también influyen en el estado físico.
Cambios de estado físico
Los posibles cambios en el estado físico ocurren con cambios en la temperatura y la presión. Mira cuáles son:
- Fusión: transición de estado sólido a estado líquido mediante calentamiento.
- Vaporización: transición de estado líquido a gaseoso. Este proceso puede ocurrir de tres formas diferentes:
Hirviendo: El cambio de estado líquido a gaseoso ocurre al calentar el sistema de manera uniforme, como en el caso de una tetera donde parte del agua se evapora a medida que se calienta.
Calefacción: El cambio de estado líquido a gaseoso ocurre repentinamente, ya que el material sufre un cambio rápido y significativo de temperatura. Un ejemplo es cuando la gota de agua cae sobre un plato caliente.
Evaporación: El cambio se produce de forma gradual, ya que solo se evapora la superficie de contacto del líquido con el resto del sistema. Ejemplo: secar la ropa en el tendedero.
- Condensación o licuefacción: paso del estado gaseoso al estado líquido mediante enfriamiento.
- Solidificación: ocurre cuando la temperatura se reduce aún más, lo que da como resultado la congelación, es decir, el paso de un estado líquido a un sólido.
- Sublimación: es la transición del estado sólido al gaseoso sin pasar por el estado líquido. Este proceso tiene lugar cuando la sustancia tiene un alto punto de fusión y una alta presión de vapor. Ejemplo: hielo seco y bolas de naftalina.
Nota: Se utiliza el mismo término o resublimación para el proceso inverso (paso del estado gaseoso al sólido).
otros estados físicos
En 1932, Irving Langmuir, en el Premio Nobel de Química, agregó el término plasma a una condición de la materia que se había estudiado desde 1879. Es un estado físico en el que las partículas están muy energizadas, tienen una distancia entre ellas y poca o ninguna conexión entre las moléculas. Estas propiedades son bastante similares a las del estado gaseoso, excepto que la energía cinética de un plasma es mucho mayor que la de un gas.
Este tipo de condición de la materia no es común en la naturaleza terrestresin embargo, es abundante en el Universo, ya que las estrellas son básicamente bolas de plasma a altas temperaturas. Artificialmente ya es capaz de manipular y agregar valor a la plasma, que incluso se utiliza comercialmente en televisores de plasma, lámparas fluorescentes, conductores LED, entre otros.
En 1995, el COla de Bose-Einsteinse estableció como un estado físico de la materia. Eric Cornell y Carl Weiman, utilizando imanes y láseres, enfriaron una muestra de rubidio, un metal alcalino, hasta que la energía entre las partículas fue cercana a cero. Experimentalmente, se notó que las partículas se unían, dejando de ser varios átomos y comenzando a comportarse en unidad, como un "superatom".
El condensado de Bose-Einstein tiene características de un superfluido (fluido sin viscosidad y alta conductividad eléctrica) y se ha utilizado en estudios cuánticos para investigar los agujeros negros y la paradoja onda-partícula.
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ejercicios resueltos
Pregunta 1- (Fsobre)Mirar:
I - Una piedra de naftalina dejada en el armario.
II - Un recipiente con agua dejado en el congelador.
III- Un cuenco de agua dejado en el fuego.
IV - La fusión de un trozo de plomo cuando se calienta.
Estos hechos están correctamente relacionados con los siguientes fenómenos:
ALLÍ. Sublimación; II. Solidificación; III. Evaporación; IV. Fusión.
B) yo. Sublimación; II. Sublimación; III. Evaporación; IV. Solidificación.
C) yo. Fusión; II. Sublimación; III. Evaporación; IV. Solidificación.
D) yo. Evaporación; II. Solidificación; III. Fusión; IV. Sublimación.
OYE. Evaporación; II. Sublimación; III. Fusión; IV. Solidificación.
Resolución
Alternativa A.
I - Sublimación: Mothballs es un compuesto no polar con un punto de ebullición muy alto. Este compuesto pasa de sólido a gaseoso sin pasar por el estado líquido.
II - Solidificación: El agua sometida a una temperatura de congelación baja se congela, lo que químicamente llamamos solidificación, que es el paso del estado líquido al estado sólido.
III - Evaporación: El agua que queda en un recipiente al fuego sufre un aumento de temperatura. El punto de ebullición del agua es de 100 ° C, por lo que cuando el sistema alcance esta temperatura, comenzará a evaporarse, pasando de un estado líquido a un sólido.
IV - Fusión: el plomo tiene un punto de fusión de 327,5 ° C, que es una temperatura relativamente alta; sin embargo, la fusión del plomo es un proceso común en las industrias, que no es más que la transición del estado sólido al líquido.
Pregunta 2 - (Mackenzie-SP)
Analizando los datos de la tabla, medidos a 1 atm, podemos decir que, a una temperatura de 40 ° C y 1 atm:
A) el éter y el etanol están en fase gaseosa.
B) el éter está en la fase gaseosa y el etanol está en la fase líquida.
C) ambos están en fase líquida.
D) el éter está en la fase líquida y el etanol está en la fase gaseosa.
E) ambos están en fase sólida.
Resolución
Alternativa B. Si el punto de ebullición es el punto en el que la sustancia cambia a estado gaseoso, el etanol a 40 ° C todavía estará en estado líquido. El éter tiene un punto de ebullición más bajo, que es de 34 ° C, por lo que a 40 ° C estará en estado gaseoso.
Pregunta3 - (Unicamp)Los icebergs flotan en el agua de mar, como el hielo en un vaso de agua potable. Imagínese la situación inicial de un vaso de agua y hielo, en equilibrio térmico a una temperatura de 0 ° C. Con el tiempo, el hielo se derrite. Mientras haya hielo, la temperatura del sistema
A) permanece constante pero aumenta el volumen del sistema.
B) permanece constante pero el volumen del sistema disminuye.
C) disminuye y aumenta el volumen del sistema.
D) disminuye, al igual que el volumen del sistema.
Resolución
Alternativa B. La temperatura permanece constante hasta que el iceberg se derrite por completo, ya que se produce un intercambio de calor en busca del equilibrio térmico entre las dos fases de la materia. El agua es uno de los pocos elementos que admiten diferente densidad para diferentes estados físicos del mismo compuesto.
Visualmente podemos ver que la densidad del hielo es menor. En el caso del iceberg y en un vaso de agua y hielo, el hielo permanece en la superficie. Esto sucede porque, cuando el agua se congela, en el proceso de formación de hielo, gana volumen, pero la masa permanece igual que cuando era agua en estado líquido. Por lo tanto, cuando el iceberg se derrite, el volumen del sistema disminuye.
Por Laysa Bernardes Marques de Araújo
Profesor de química
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/estados-fisicos-materia.htm
