Al variar la temperatura o la presión de un cuerpo, éste modifica su estado físico. Este artículo tratará, justamente, sobre los cambios de estado, fenómenos físicos con los que convivimos día a día. ¿Podrías decirnos en dónde? Para darte una idea correcta sobre ellos, primero definamos qué es un cambio de estado. ¡Adelante!
Definición de Cambios de Estado
Un cambio de estado en un cambio físico en el que no se modifica la naturaleza de la sustancia, pero sí cambia su estado de agregación. En todo cambio de estado, existe un intercambio de energía con el entorno, ya sea absorbiendo o cediendo calor al medio.
Conceptos de Punto de Fusión y Punto de Ebullición
Para comprender los cambios de estado, debemos familiarizarnos con los conceptos de punto de fusión (aquél en el cual se produce el pasaje del estado sólido al líquido) y el punto de ebullición (aquél en el cual se produce el pasaje de estado líquido al gaseoso en toda la masa del líquido).
Quizás recuerdes bastante sobre estos puntos si pensamos en el agua. Seguramente, sabrás que el agua congela a 0°C. Éste es el punto de fusión del agua, pues a esa temperatura (en condiciones de presión normales1) ocurre el cambio de estado desde sólido a líquido -y viceversa-. También sabrás que a 100°C ocurre el pasaje de estado desde líquido a gas -y viceversa-, por lo que esa temperatura corresponde al punto de ebullición del agua.
Cambios de Estado
La solidificación es el pasaje del estado líquido al sólido; la fusión es el pasaje del estado sólido al líquido; la condensación, la licuación o la licuefacción es el pasaje del estado gaseoso a líquido; la sublimación es el pasaje del estado sólido al gaseoso; y la sublimación inversa es el pasaje del estado gaseoso al sólido. Por último, si el pasaje desde el estado líquido al gaseoso se produce en la superficie del líquido se denomina evaporación. Caso contrario, en donde el pasaje ocurre en toda la masa, se llama ebullición. Estos procesos (ebullición y evaporación) reciben el nombre de vaporización. La ionización es el pasaje de estado desde gas a plasma y la desionización es el pasaje desde el plasma a gas.
En resumen:
- Fusión y Solidificación: el hielo, por acción del calor, se funde, es decir se convierte en líquido. Por acción del frío, esa agua líquida se solidifica en hielo al alcanzar los 0° C.
- Sublimación y Sublimación Inversa: la naftalina, al calentarse, se sublima, es decir se convierte en gas. Por otra parte, el yodo, cuando se encuentra en vapor por acción del calor, pasa por una sublimación inversa (se convierte en sólido) al tocar una superficie fría.
- Condensación y vaporización: todos los gases se pueden condensar (licuar). El cloro (el cual es un gas) se puede condensar y obtenerlo líquido. Por otra parte, el agua al alcanzar los 100° C se convierte en un gas (es decir, ebulle). A temperatura ambiente sólo se evapora. Ambos procesos pertenecen a la vaporización.
- Ionización y desionización: cuando un gas se calienta, éste se ioniza, es decir, pasa al estado plasmático. Cuando el plasma baja su temperatura, se desioniza y pasa al estado gaseoso.
Actividades:
A. El punto de fusión de una sustancia es –98° C y su temperatura de ebullición 56° C. Determinar en qué estado se halla la sustancia que se encuentra…
- …a 100° C.
- …a temperatura ambiente.
- …a –57° C.
- …a –102° C.
B. Una sustancia a –50° C se encuentra en estado gaseoso. ¿Cuál de estas temperaturas puede ser su probable punto de ebullición: –20° C, 54° C, –83° C o 80° C? ¿Cuál de éstas podría ser su posible punto de fusión: –25° C, –100° C, 0° C, –43° C?
C. Para investigar: ¿Qué diferencia fundamental existe entre los cambios de estado “ebullición”, “vaporización” y “evaporación” si parecen describir el pasaje desde el estado líquido al gaseoso?
Mesografía Sugerida
El portal Aula 365 ha subido un interesante video sobre Temperatura y Cambios de Estado, disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=GA78a4dPwXY
- Se considera condición de presión normal al valor de 1 atmósfera, es decir, 1013 hectopascales ↩