CIENCIAS NATURALES CICLO BÁSICO
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"Año 2020- Año del General Manuel Belgrano"- Decreto 2/2020 "Año 2020- Año del Congreso Pedagógico" - Ley Nª 3114-A Gobernador Bosch 99 – Nave 2 – Resistencia Chaco T.E. 362 4414952 Interno: 4952 direcció[email protected] CIENCIAS NATURALES – CICLO BÁSICO FíSICO –QUÍMICA 1ro y 2do CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA Materia es todo aquello que nos rodea que tiene masa y peso, que ocupa un lugar en el espacio, que es perceptible por alguno de nuestros sentidos y que se opone a cambiar de posición, es decir, que tiene inercia. El entorno que nos rodea está compuesto de materia. Gracias a nuestros sentidos somos capaces de reconocer o percibir varios tipos El entorno que nos rodea está compuesto de materia. Gracias a nuestros sentidos somos capaces de reconocer o percibir varios tipos de materia. Algunos de ellos son fácilmente
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"Año 2020- Año del General Manuel Belgrano"- Decreto 2/2020 "Año 2020- Año del Congreso Pedagógico" - Ley Nª 3114-A
Gobernador Bosch 99 – Nave 2 – Resistencia Chaco T.E. 362 4414952 Interno: 4952 direcció[email protected]
CIENCIAS NATURALES – CICLO BÁSICO
FíSICO –QUÍMICA
1ro y 2do
CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA
Materia es todo aquello que nos rodea que tiene masa y peso, que ocupa un
lugar en el espacio, que es perceptible por alguno de nuestros sentidos y que se
opone a cambiar de posición, es decir, que tiene inercia.
El entorno que nos rodea está compuesto de materia. Gracias a nuestros
sentidos somos capaces de reconocer o percibir varios tipos El entorno que nos
rodea está compuesto de materia. Gracias a nuestros sentidos somos capaces de
reconocer o percibir varios tipos de materia. Algunos de ellos son fácilmente
"Año 2020- Año del General Manuel Belgrano"- Decreto 2/2020 "Año 2020- Año del Congreso Pedagógico" - Ley Nª 3114-A
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reconocibles como por ejemplo una moneda, la cual la podemos ver, tocar y por
tanto reconocer con bastante facilidad, pero hay otros que no podemos percibir
con la misma facilidad, como por ejemplo, el aire.
La materia está formada por cientos de partículas elementales que se
acoplan entre sí para formar átomos que se unen a su vez para formar las
moléculas, las cuales están sometidas a dos fuerzas antagónicas, que son
cohesión y repulsión. Debido a estas fuerzas y al predominio de una sobre la otra
hace que la materia esté presente en tres formas: líquido, sólido y gaseoso,
conocidas con el nombre de “estados de la materia”
En la naturaleza podemos observar cambios de la materia de manera
frecuente, como el tan conocido caso del agua, que puede encontrarse en forma
sólida, líquida y gaseosa. Los cuerpos cambian de un estado a otro debido al
efecto que produce sobre él la temperatura y la presión, ya sea aumentando o
disminuyendo dichos factores
De manera general y más visual podemos comprender los distintos
cambios de estado por los que puede pasar la materia
Fuente: Imagen extraída de internet
SÓLIDO: Tiene forma y volumen bien definidos debido a que la fuerza de
atracción es mayor que la fuerza de repulsión.
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LÍQUIDO: Tiene volumen definido pero forma variable ya que depende del
recipiente que lo contenga. Hay equilibrio entre sus fuerzas de atracción y
repulsión.
Fuente: Imagen extraída de internet
GASEOSO: No tiene ni forma ni volumen definido, ya que su fuerza de
repulsión es mucho mayor a la de atracción.
En la naturaleza podemos observar cambios de la materia de manera
frecuente, como el tan conocido caso del agua, que puede encontrarse en forma
sólida, líquida y gaseosa. Los cuerpos cambian de un estado a otro debido al
efecto que produce sobre ella la temperatura y la presión, ya sea que aumente o
disminuyan dichos factores.
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Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro,
decimos que ha cambiado de estado. Por ejemplo, en el caso del agua, cuando
hace calor, el hielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se evapora.
El resto de las sustancias también puede cambiar de estado si se modifican las
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condiciones en que se encuentran. Además de la temperatura, también la presión
influye en el estado en que se encuentran las sustancias.
Los cambios en la materia son:
Fusión
Vaporización
Cristalización
Solidificación
Sublimación
Condensación
FUSIÓN: Paso de sólido a líquido
El punto de fusión es la temperatura que debe alcanzar una sustancia sólida
para fundirse. Cada sustancia posee un punto de fusión característico (es una
propiedad específica de la materia). Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura
es 0 °C a la presión atmosférica normal.
La teoría cinética explica esta transformación de la siguiente manera:
En el estado sólido, las partículas están ordenadas y se mueven vibrando en
sus posiciones fijas. A medida que se aporta más energía (por ejemplo, con un
aumento de temperatura), las partículas ganan energía cinética y se agitan más
deprisa, pero conservando sus posiciones.
Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión, la velocidad de las
partículas es lo suficientemente alta para que algunas de ellas puedan vencer las
fuerzas de cohesión del estado sólido y abandonan las posiciones fijas que
ocupan. La estructura cristalina se va desmoronando poco a poco. Una vez
alcanzado el punto de fusión, durante todo el proceso de fusión la temperatura
permanece constante.
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VAPORIZACIÓN: Paso de líquido a gas
La vaporización se puede producir mediante dos procesos
distintos: evaporación y ebullición.
Evaporación:
Fuente: Imagen extraída de internet
Es el proceso por el cual un líquido pasa lentamente al estado gaseoso sin
que se haya alcanzado la temperatura de ebullición. Es un fenómeno que ocurre
en la superficie de cualquier líquido. Algunos lo hacen lentamente, como el aceite,
y otros, muy rápido, como el alcohol.
La rapidez con que se efectúa el proceso depende de la superficie de
evaporación, de la temperatura, de la naturaleza del líquido y, en el caso del agua,
de la humedad relativa. Al ser un fenómeno de superficie, resulta independiente de
la masa total del líquido.
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Ebullición:
Fuente: Imagen extraída de internet
Si se incrementa la temperatura de un líquido, la velocidad con que se
mueven las partículas es tan alta que el proceso de evaporación, además de
darse en la superficie, se produce en todo el líquido, formándose grandes burbujas
(llenas de vapor del líquido) que ascienden hasta la superficie. Se dice entonces
que el líquido comienza a hervir, o que entra en ebullición.
La temperatura a la que un líquido hierve es otra propiedad característica
llamada temperatura de ebullición. Varía con la presión: a medida que ésta
disminuye la temperatura de ebullición desciende. La temperatura del líquido en
ebullición se mantiene constante al punto de ebullición mientras dura la
transformación entre estados.
SUBLIMACIÓN: Paso directo de sólido a gas, sin pasar por el estado líquido:
Fuente: Imagen extraída de internet
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Como la vaporización ocurre a cualquier temperatura. Las partículas de la
superficie de un sólido pueden adquirir suficiente energía cinética para vencer las
fuerzas de cohesión que las mantienen unidas y pasar directamente al estado
gaseoso. La sublimación se produce en sustancias como el alcanfor, la naftalina,
el yodo, el azufre, etc. Algunos ejemplos prácticos serían los ambientadores
sólidos o los antipolillas.
CAMBIOS DE ESTADO REGRESIVOS
Fuente: Imagen extraída de internet
SOLIDIFICACIÓN: Paso de líquido a sólido:
Se produce por una disminución de la temperatura hasta alcanzar la
temperatura de fusión. Las partículas pierden movilidad (energía cinética),
favoreciendo la aparición de fuerzas de cohesión entre ellas. Varía con la presión.
Fuente: Imagen extraída de internet
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CONDENSACIÓN O LICUACIÓN:
Paso de gas a líquido:
La temperatura a la que ocurre es el punto de ebullición. La condensación se
lleva a efecto invirtiendo las condiciones que favorecen la vaporización: la
compresión del gas o su enfriamiento favorece la condensación.
CRISTALIZACIÓN O SUBLIMACIÓN INVERSA:
Cuando algunos gases se enfrían, pueden convertirse directamente en
sólidos, sin pasar por líquidos. Es la sublimación inversa.
Fuente: Imagen extraída de internet
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VISIÓN GLOBAL DE LOS CAMBIOS DE ESTADO SEGÚN LA
TEORÍA CINÉTICA
La teoría cinético-molecular explica los cambios de estado del siguiente
modo:
Al calentar un sólido, sus partículas aumentan su energía cinética, por lo que
la vibración se hace cada vez más intensa hasta que, alcanzada la temperatura de
fusión, las fuerzas de cohesión se hacen tan débiles que las partículas adquieren
libertad de movimiento. Se dice que se ha llegado al estado líquido. Al continuar
comunicando calor, las partículas siguen aumentando su energía cinética. En el
momento que se alcanza la temperatura de ebullición, incluso las partículas del
interior del líquido tienen suficiente energía cinética para pasar al estado gaseoso.
En el estado gaseoso, las partículas prácticamente son libres. Si se sigue
comunicando calor a presión constante, las partículas se separarán más y más
debido al incremento de su energía cinética, aumentará el volumen del gas.
Es importante remarcar que mientras se producen los cambios de estado la
temperatura permanece constante ya que la energía aportada al sistema es
invertida en vencer las fuerzas de cohesión entre las partículas.
Fuente: Imagen extraída de internet
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MODIFICACIÓN DEL VOLUMEN AL CAMBIAR DE ESTADO
LICUANDO UN GAS
La fuerza con que se atraen las moléculas (cohesión) es pequeña en los
líquidos, pero muy pequeña en el caso de los gases. Por lo tanto, si licuamos un
gas, sus moléculas se unirán con más fuerza y estarán mucho más juntas,
ocupando así un volumen mucho menor.
¿Qué utilidad tiene esto?
Permite almacenar y transportar mucho más producto en el mismo espacio,
con el consiguiente ahorro de costes. Ejemplo: 850 L de oxígeno gas, quedan
reducidos a 1L de oxígeno líquido.
En la práctica, el transporte de gases en grandes cantidades se realiza con el
gas en forma de líquido, por ejemplo, cisternas y envases de oxígeno, nitrógeno,
butano, cloro, etc.
En el transporte de gases licuados por medio de frío, un riesgo a tener en
cuenta será que el líquido se caliente, ya que se convertiría en gas, aumentaría
mucho de volumen y podría reventar el recipiente o cisterna.
SOLIDIFICANDO UN LÍQUIDO
En este caso, el volumen también disminuirá por la misma causa que al licuar
un gas, pero en este caso la diferencia de volumen no será tan grande.
El agua es una excepción, ya que no solo no disminuye de volumen al
solidificarse, sino que aumenta en un 10%. Esto se debe a que las moléculas se
reorganizan formando una estructura distinta.
INFLUENCIA DE LA PRESIÓN
Algunas materias al calentarlas o enfriarlas cambian de estado. Lo mismo se
puede lograr con muchas materias si en lugar de cambiar la temperatura,
cambiamos la presión a la que están sometidas.
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Si comprimimos un gas, por ejemplo, butano, en el interior de una botella,
este se transforma en líquido. Esto es debido a que cuando presionamos el gas, lo
que hacemos es juntar más sus moléculas, de tal forma que llegan a tener el
mismo grado de unión que en estado líquido (por lo que ya es un líquido). Si se
presiona más, se transformaría en sólido. Si dejamos de ejercer presión, el líquido
se transforma de nuevo en gas.
El calor y la presión se afectan mutuamente:
Si comprimimos un gas, aumentará su temperatura.
Si calentamos un gas encerrado en un recipiente, aumentará la presión.
Este caso representa otro riesgo importante durante el transporte ya que, si
se calientan excesivamente los gases contenidos en envases o cisternas,
aumentará la presión pudiendo incluso reventar el recipiente.
Actividad:
1. Luego de la lectura del material, realizar un glosario
2. Piensa, y escribe ejemplos de cambios de estado de la materia
3. Trata de investigar más sobre el tema, preguntando a los que te rodean,
buscando en libros que tengas en tu casa, o en internet.
Bibliografía:
Bioprofe. (2018). Cambios de estado de la materia. Disponible en:
https://bioprofe.com/cambios-de-estado-de-la-materia/
Gehisy. (2016). Entendiendi el ADR: Cambio de Estado de la materia.
Disponible en: https://aprendiendocalidadyadr.com/entendiendo-adr-cambios-
estado-la-materia/
Portal Educativo. (2005). Cambios en la materia. Disponible en:
https://www.portaleducativo.net/cuarto-basico/641/Cambios-en-la-materia
