En la física y en la química se denominará
cambio de estado a la evolución que tiene un cuerpo o la materia entre
varios estados de agregación, sin
que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados más estudiados y comunes en la tierra son el estado sólido, el estado líquido y el estado geseoso; ahora el estado de agregación más común en el universo
es el plasma, este es el material
del que están compuestas las estrellas.
El estado de un cuerpo depende principalmente de la TEMPERATURA a la que se encuentre el
cuerpo. Los cambios de estado se conocen con los nombres de: Fusión, ebullición, vaporización, solidificación, licuefacción y sublimación.
Es
el cambio de estado que se presenta cuando un cuerpo pasa del estado SOLIDO al estado
LÍQUIDO. Esto ocurre debido al
aumento de la temperatura, donde las partículas
del cuerpo adquieren mucha libertad de movimiento, sus velocidades son muy altas,
por lo tanto se pierde la fuerza electromagnética que las
mantenía unidas entre sí. Por ejemplo
un cubo de hielo que se derrite. El calor Q necesario para derretir un
cuerpo de masa m está
dado por la ecuación:
Q = mHf Donde Q Es el calor
Q = mHf Donde Q Es el calor
m Es la masa
Hf Calor de fusión
En la siguiente tabla encontraremos valores del CALOR de FUSIÓN y de VAPORIZACIÓN de algunas sustancias:
EJEMPLO
Sí a un bloque de hielo se le suministra CALOR por 1200 J. ¿Qué cantidad de hielo se debe derretir?
El calor de fusión es la energía necesaria para derretir
un Kg de una sustancia cualquiera.
Es
el cambio de estado que se presenta cuando
un cuerpo pasa del estado LÍQUIDO
al estado GASEOSO. El calor Q necesario para evaporar una masa m de un
líquido está
dado por la ecuación:
Q = mHv Donde Q Es el calor
m Es la masa del líquido
Hv Calor de vaporización
Ejemplo
¿Qué cantidad de CALOR debe absorber un cubo de hielo de 250 Kg a 0 °C para que se derrita y la temperatura final del agua sea de 30 °C?
El calor de vaporización es la energía necesaria para evaporar un Kg de una sustancia cualquiera.
Ebullición
Se
llama punto de ebullición, a la temperatura a la que la presión de vapor de un
líquido se iguala a la presión
atmosférica existente sobre dicho líquido. A temperaturas inferiores al punto de ebullición (p.e.), la evaporación tiene lugar únicamente en
la superficie del líquido. Durante la ebullición
se forma vapor en el interior del líquido, que sale a la superficie en forma de burbujas,
con el característico hervor tumultuoso
de la ebullición. Cuando el líquido es una sustancia simple o una mezcla azeotrópica,
continúa hirviendo mientras se le aporte calor, sin aumentar la temperatura; lo
que quiere decir que la ebullición se
produce a una temperatura y presión constantes con independencia
de la cantidad de calor aplicada al
líquido.
Licuefacción o condensación
En la licuefacción solo algunos gases se pueden licuar (pasar al estado líquido) siempre que posean un punto crítico de licuación, para ello se debe disminuir la temperatura o aumentar la presión o bien ambos procesos simultáneos.
El incremento de energía produce un cambio de estado, pero no de temperatura.
Solidificación
La
solidificación es el proceso inverso a la fusión. Es el cambio de estado que se
da cuando un cuerpo pasa del estado LÍQUIDO al estado SÓLIDO. Se presenta porque el cuerpo pierde calor, enfriándose
rápidamente. Dos ejemplos de la
solidificación se pueden observar con la lava de
un volcán y cuando el agua se
congela.
Es
el cambio de estado que se presenta
cuando se pasa del estado GASEOSO al estado LÍQUIDO. Tanto la condensación como la licuefacción son cambios de
estado que se producen de gas a líquido.
En la licuefacción solo algunos gases se pueden licuar (pasar al estado líquido) siempre que posean un punto crítico de licuación, para ello se debe disminuir la temperatura o aumentar la presión o bien ambos procesos simultáneos.
La condensación es el pasaje de gas a líquido pero por acción de una corriente de aire frió o una superficie fría, cuando el gas choca con una
superficie fría se condensa no se licúa, por ejemplo, las gotas que se observan en los vidrios son por la condensación. Los gases licuables son
generalmente almacenados en un recipiente como gas líquido, por ejemplo, el gas licuado contenido en un
encendedor.
Sublimación
Es el cambio de estado que se presenta cuando se pasa en forma directa del estado SÓLIDO al estado GASEOSO y viceversa. En este cambio directo no se presenta el estado líquido.
Es el cambio de estado que se presenta cuando se pasa en forma directa del estado SÓLIDO al estado GASEOSO y viceversa. En este cambio directo no se presenta el estado líquido.
Como conclusión de los cambios de estado, tenemos:
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