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Leidys M. Rodríguez
Para cualquier muestra de materia, sea como sustancia pura o mezcla, si se modifica su temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia.
Los estados de la materia poseen propiedades y características diferentes entre ellos, de acuerdo a estas características se pueden clasificar en cuatro: estado sólido, líquido, gaseoso y plasmático. Existen otros estados que no se encuentran de forma natural, entre ellos encontramos: condensado de Bose-Einstein, el plasma de quark-gluón, el condensado fermiónico y estrellas de neutrones.
Estado sólido.
En el estado sólido, las sustancias son rígidas y tienen forma definida y el volumen de los sólidos no cambia mucho con los cambios de temperatura y presión. En los sólidos cristalinos, las partículas individuales que los componen ocupan posiciones definidas en la estructura cristalina. La fuerza de las interacciones entre las partículas individuales determina la dureza y la resistencia de los cristales.
Estado líquido
En el estado líquido, las partículas individuales se encuentran confinadas a un volumen dado. Un líquido fluye y toma la forma del recipiente que lo contiene debido a que sus moléculas están orientadas al azar. Los líquidos son muy difíciles de comprimir porque sus moléculas están muy cerca una de la otra.
Estado gaseoso
Los gases son mucho menos densos que los líquidos y sólidos. Ocupan todo el volumen disponible en que están confinados. Los gases pueden expandirse en forma infinita y se comprimen con facilidad. Concluimos que consisten principalmente de espacio vació, es decir, que sus partículas individuales se encuentran muy separadas.
Estado plasmático.
El plasma, el cuarto estado de la materia, de acuerdo con las investigaciones científicas, el mas abundante en el universo, puesto que ocupa aproximadamente el 99% del mismo. Las estrellas, nuestro sol y el polvo interestelar.
El plasma se describe como una especie de gas ionizada, en el cual las partículas subátomicas se mueven casi con entera libertad. A diferencia de los gases fríos, como el aire a temperatura ambiente, es un excelente conductor de la electricidad y también es fuertemente influido por los campos magnéticos. De hecho como el plasma no puede ser contenido en ningún recipiente sólido, los científicos están experimentados con campos magnéticos muy poderoso para poder confinarlos.
Condensado de Bose-Einstein (BEC)
"Un hindú de apellido Bose y un ahora famoso Einstein fueron los primeros que propusieron la existencia de un quinto estado de la materia. Después del líquido, sólido, gaseoso y el plasma no se había observado una forma distinta en que la materia pudiera “agregarse”, hasta que en 1995 los investigadores Eric Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl Wieman lograron crear un nuevo estado de agregación, lo cual les valió el Premio Nobel de Física en 2001. El hallazgo fue denominado Condensado de Bose-Einstein (BEC), en honor a los primeros que lo sugirieron.
Rosario Paredes Gutiérrez, investigadora del IFUNAM... definió al BEC como “un sistema o un conglomerado de muchas partículas, tal que éstas tienen mismos efectos cuánticos y muestran una estadística inherente al tipo de partícula que se esté tratando”. De esta forma, los átomos se comportan como si fueran un gran átomo, lo que resulta en una nueva forma en que la materia puede agruparse.
Los átomos están reunidos de diferentes maneras en cada estado: en el sólido, están acomodados en un volumen pequeño, comprimidos sin poder moverse pero siguiendo una estructura rígida; en el líquido, están en un espacio más grande en el que pueden desplazarse; mientras que en el gaseoso, los átomos tienen más espacio entre ellos.
En el plasma, que es lo que constituye al Sol y las estrellas, los átomos están separados en sus partículas individuales y núcleos, como es muy parecido a un gas, el plasma ocupa un gran espacio pero está conformado de elementos cargados eléctricamente.
En el Condensado de Bose-Einstein sucede que los átomos están en un mismo espacio pero con una característica distintiva: todos actúan como uno solo. Este estado únicamente se logra a temperaturas muy bajas, tal vez las más bajas que hasta ahora se hayan conseguido (cerca del cero absoluto). Paredes explica que para que los átomos lleguen a esa temperatura es necesario que los átomos mantengan fija la densidad"
...Tomado de: http://www.fisica.unam.mx/noticias_quintoestadodeagregacion2012.php
Karina Maldonado Portillo 6/dic/2012
Cambios de estado
La materia puede cambiar su estado de agregación. Los cambios de estado solo
modifican la apariencia externa de la materia, por lo que se consideran cambios
físicos, ocurren por variación de temperatura o presión y requieren poca energía. Estos cambios reciben nombres especiales para designar el traspaso de un estado al otro:
Fusión es el nombre que se le da al cambio del estado sólido al estado líquido. Vaporización o Evaporización es el cambio de estado líquido a estado gaseoso y la Sublimación es el cambio directo del estado sólido al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Los cambios de estado anteriormente mencionado se les llama Progresivos, ya que ocurren cuando se suministra calor desde los alrededores hacia la muestra de materia, como consecuencia la temperatura de la sustancia aumenta.
La Solidificación es el paso del estado líquido al estado sólido, mientras que la Condensación es el paso del estado gaseoso al estado líquido. El paso directo del estado gaseoso a estado sólido se le conoce como Sublimación regresiva. Estos cambios se les llaman Regresivos porque la materia desprende calor hacia sus alrededores, por tanto la temperatura de la sustancia baja.
En otras palabras, durante los cambio de estado las sustancias absorben o desprenden ciertas cantidades de calor manteniendo constantes las temperaturas de las sustancias hasta que el cambio de estado finalice, los valores de temperaturas a la cuales ocurren los cambios de estados se les conoce como punto de ebullición, punto de fusión y punto de congelación representando la vaporización, fusión y solidificación respectivamente.
A continuación se presentan las variaciones de la temperatura con respecto al tiempo de una sustancia, al proporcionarle calor constantemente.
En el punto inicial de la gráfica, punto A, podemos observar una sustancia en estado sólido (tiempo y temperatura 0). Se inicia la transferencia de calor hacia la sustancia y la temperatura del sólido se incrementa, durante el aumento de temperatura las moléculas de la sustancia sólida experimentan vibraciones que generan un aumento en la energía cinética debido al suministro de calor constante, este fenómeno ocurre de manera permanente haciendo que la sustancia alcance el punto B.
El punto B se conoce como punto de fusión y como se puede observar su valor se mantiene constante durante todo el cambio de estado. Una vez la sustancia alcanza su punto de fusión el cambio de estado inicia y la energía suministrada se usa para cambiar de estado y no para aumentar la temperatura es por eso que su valor no varía, la energía cinética también permanece constante. Durante el proceso de fusión, las distancias interatómicas o intermoleculares aumentan por lo que se genera mayor libertad de movimiento de las moléculas o átomos presentes en la estructura. En el punto C de la gráfica la sustancia a cambiado completamente de estado, por tanto el calor suministrado a la sustancia genera nuevamente un aumento de la temperatura, sin embargo este incremento es mucho más elevado si se compara con la variación mostrada en el segmento AB, esto se debe a que se requiere mucho más calor para aumentar la energía cinética de las partículas en fase líquida que en la fase sólida.
Finalmente la temperatura alcanza el valor del punto D y se inicia el proceso de vaporización. El punto D se conoce como punto de ebullición y su valor se mantiene constante durante todo el cambio de estado, una vez este proceso finaliza se incrementa nuevamente la temperatura y la energía cinética.
A continuación te recomiendo unos videos de youTube donde puedes ampliar la información correspondiente a este tema.
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