Tema 3 Los estados de la materia

3 Los estados de la materia

1. ¿Cuáles son los tres estados en que se puede presentar la materia?

3 Los estados de la materia

2. ¿Es posible encontrar una misma sustancia en los tres estados?¿Se te ocurre algún ejemplo?

3 Los estados de la materia

3 ¿Conoces algún método para pasar de un estado a otro?

3 Los estados de la materia

4 ¿Sabrías explicar porqué el hielo flota sobre el agua y, sin embargo, el aceite sólido no lo hace sobre el aceite líquido?

Sólido, líquido y gaseoso

Los estados de la materia son las formas en las que se puede presentar.Existen tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

Sólido, líquido y gaseoso

Actividades1. La misma piedra se encuentra primero en el interior de un vaso graduado y

luego en una probeta, sin quitar o añadir un solo gramo de sustancia.a) ¿Ha cambiado la masa de la piedra?b) ¿Se ha modificado su volumen?c) ¿Se ha alterado su forma?

Sólido, líquido y gaseoso

Actividades2. Estas fotografías muestran 80 ml de agua coloreada en el interior de un vaso

graduado, que después se ha trasvasado a una probeta, procurando no derramar ni una sola gota.

a) ¿Ha cambiado la masa del agua?b) ¿Se ha modificado su volumen?c) ¿Ha cambiado su forma?

Sólido, líquido y gaseoso

Actividades3. En estas imágenes se observa que el aire contenido en una jeringuilla de 10 cm3

ha sido inyectado en otro recipiente herméticamente cerrado con un tapón de goma.

¿Ha cambiado su masa, su volumen o su forma?

Sólido, líquido y gaseoso

Actividades¿En qué estado se encuentran cada una de estos cuerpos o sustancias?Gota, humo, miel, oxígeno, lágrimas, corteza, aire, licor, arena, sal. Agua, plástico,

aroma, sangre, viento, mercurio.

1 Los tres estados de la materia

El estado sólido se caracteriza por tener masa, forma y volumen fijos.El estado líquido se caracteriza por tener masa y volumen fijos, pero forma variable. Las sustancias líquidas adoptan la forma del recipiente que las contiene.El estado gaseoso se caracteriza por tener masa fija, pero forma y volumen variables. Los gases adoptan la forma y

ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene.

1 Los tres estados de la materia

Actividades4. Copia y completa con las palabras fija o variable el siguiente cuadro:

Masa Forma Volumen

Sólidos

Líquidos

Gases

1 Los tres estados de la materia

Actividades5. La sal que utilizamos para cocinar adopta la forma del recipiente que la contiene.

¿Se trata por esta razón de una sustancia líquida? Razona tu respuesta.

1 Los tres estados de la materia

Actividades6. ¿Qué propiedades poseen todos los estados en los que se encuentra la materia?

¿Cuáles son, entonces, las propiedades generales que caracterizan a la materia?

2. La materia está formada por partículas.

Toda la materia está formada por partículas muy pequeñas, que no pueden ser contempladas a simple vista ni con un microscopio.

Dichas partículas se hallan siempre en continuo movimiento.Las partículas que forman la materia se llaman átomos.

2. La materia está formada por partículas.

Leyes y teorías científicas

Una ley científica es una idea que trata de explicar algún fenómeno de la naturaleza (Ej: La ley de la gravitación universal.

Una teoría científica es un conjunto de varias leyes científicas relacionadas con un fenómeno natural. (Ej: la teoría de la relatividad)

2. La materia está formada por partículas.

Teoría cinética de las partículas.

Está formada por dos leyes fundamentales:a) La materia está formada por partículas (átomos).b) Las partículas se hallan en continuo movimiento.

2. La materia está formada por partículas.

Actividades

7. ¿Qué sustancia, muy abundante en la Naturaleza, se puede encontrar en los tres estados?

2. La materia está formada por partículas.

Actividades

8. ¿Cómo está formada la materia según la teoría cinética?

2. La materia está formada por partículas.

Actividades

9. Basándote en la teoría cinética, ¿podrías explicar por qué los líquidos pueden fluir y los gases tienden a ocupar todo el volumen disponible?

3. La teoría cinética y los estados de la materia.

El estado sólido

Los sólidos tienen masa, forma y volumen fijos porque sus partículas están firmemente unidas entre sí. Estas partículas vibran, pero no se desplazan.

3. La teoría cinética y los estados de la materia.

El estado líquido

Sus partículas están unidas pero no tan fuertemente como en los sólidos. Así, pueden desplazarse unas sobre otras y cambiar de posición. Por eso pueden fluir y cambiar de forma.

3. La teoría cinética y los estados de la materia.

El estado gaseosoSus partículas están muy separadas unas de otras y se mueven libremente a gran

velocidad. Por eso ocupan todo el espacio disponible y no tienen volumen ni forma fijos.

3. La teoría cinética y los estados de la materia.

En algunos sólidos, sus partículas forman figuras geométricas, con vértices, aristas y planos, que se llaman redes cristalinas.

Cuando esta ordenación se ve a simple vista, el sólido ha formado un cristal.

Los sólidos que no están ordenados en redes cristalinas, tienen estructura amorfa o vítrea (el vidrio, los plásticos..).

Como los estados de la materia dependen de la forma como estén unidas (agregadas) sus partículas, también se llaman estados de agregación de la materia (sólido, líquido y gas)

diamante

Cloruro sódico (sal)

cuarzo

diamante

sal

3. La teoría cinética y los estados de la materia.

Actividades

• 10. ¿Cuándo decimos que un sólido forma un cristal?

Actividades

• 11. Razona por qué los líquidos pueden adoptar la forma del recipiente que los contiene.

Actividades

• 12. ¿Qué crees que hay entre las partículas que constituyen los gases?

Actividades

• 13. ¿Por qué a los estados de la materia se les llama también estados de agregación de la materia?

3. La teoría cinética y los estados de la materia.

3.1. Expansión y compresión de los gases.

Observa las figuras:La figura A muestra una jeringuilla con cierta cantidad de aire en su interior

y el orificio de salida taponado para impedir que salga.En la figura B, el émbolo se ha desplazado hacia afuera, y en la figura C

hacia dentro, para empujar el aire que contiene la jeringuilla.a) ¿Qué ha variado en las figuras B y C con respecto a la figura A, la

cantidad de gas contenido en la jeringuilla, o el volumen.b) Señala qué afirmaciones son verdaderas:

• En la figura B, las partículas de aire se separan.• En la figura C, las partículas de aire se acercan• Hay más partículas en la jeringuilla de la figura B que en la de la

figura C.

3. La teoría cinética y los estados de la materia.

3.1. Expansión y compresión de los gases.

• La expansión de un gas es el aumento de la distancia entre sus partículas para ocupar un volumen mayor.

• La compresión de un gas es la disminución de la distancia entre sus partículas para ocupar un volumen mayor.

Como entre las partículas de los gases hay mucho espacio libre, estos se difunden con facilidad, es decir, sus partículas se dispersan y se mezclan de forma muy rápida.

Actividades

• 14. ¿Qué diferencia existe entre expansión y compresión de un gas?

Actividades

• 15. ¿Podrías añadir aire con una jeringuilla al interior de un frasco lleno de un gas y cerrado con un tapón de goma? Razona tu respuesta

4. La temperatura y los estados de la materia

• La dilatación es el aumento de volumen que experimentan los sólidos, líquidos y gases cuando se eleva su temperatura.

• La contracción es la disminución de volumen que experimentan los sólidos, líquidos y gases cuando desciende su temperatura.

4. La temperatura y los estados de la materia

• La dilatación se debe a que, al calentarse, las partículas se mueven más rápido y se distancian más.

• La contracción se debe a que las partículas, al enfriarse, se mueven menos y se acercan.

Los sólidos y los líquidos (piensa y deduce, página 469)

Actividades

• 16. ¿Por qué crees que en los termómetros se utiliza un líquido como el mercurio para medir la temperatura?

Actividades

• 17. ¿Cómo se puede moldear un trozo de hierro para darle forma de cubo?¿Qué propiedades de los sólidos intervienen en el proceso?

Actividades

• 18. ¿Se puede dilatar un líquido sin que deje de serlo? Razona tu respuesta.

Actividades

• 18. ¿Se puede dilatar un líquido sin que deje de serlo? Razona tu respuesta.

Un líquido se puede dilatar sin dejar de ser un líquido, como se demuestra en el “Piensa y deduce” de la página 46.

4. La temperatura y los estados de la materia

• Las partículas de los gases chocan contra las paredes del recipiente que los contiene y hacen una fuerza llamada presión.

• Si el recipiente es flexible, el gas se dilata al aumentar la temperatura, y se contrae al disminuir esta.

• Si el recipiente es rígido, el gas aumenta su presión.

Los gases (Experimenta, página 47)

Actividades

• 19. ¿Por qué crees que no se deben almacenar aerosoles en lugares muy calurosos?

Actividades

• 20. Si introduces aire en un recipiente que ya contenía otro gas, ¿aumentará o disminuirá la presión? Razona tu respuesta

Actividades

• 21. Si la presión del aire en los neumáticos de un coche es excesiva, se puede producir un “reventón” cuando el automóvil está circulando. ¿Sabrías explicar por qué?

5. Los cambios de estadoUn cambio de estado es una modificación en el estado de agregación de la materia, es decir, en la disposición de las partículas que la constituyen.Los cambios de estado son cambios físicos, porque la materia sigue siendo la misma.

Cambios de estado

5. Los cambios de estadoEl paso de sólido a líquido se llama fusión.Punto de fusión es la temperatura a la que un sólido se funde y pasa a líquido.Cada sustancia tiene un punto de fusión distinto. El punto de fusión del agua es 0 º C.

5. Los cambios de estadoEl paso de líquido a gas se llama vaporización.

- Si se produce a cualquier temperatura, sólo en la superficie, se llama evaporación.- Si se produce al calentar el líquido a una determinada temperatura, en toda la masa del líquido, se llama ebullición.

Punto de ebullición es la temperatura a la que un líquido hierve y pasa a gas.Cada sustancia tiene un punto de ebullición distinto.

5. Los cambios de estadoEl paso de gas a líquido se llama condensación o licuación.Se produce a la misma temperatura que la ebullición.

5. Los cambios de estadoEl paso de líquido a sólido se llama solidificación.Se produce a la misma temperatura que la fusión.

5. Los cambios de estadoEl paso de sólido a gas, sin pasar por el estado líquido, se llama sublimación.

El paso de gas a sólido se llama sublimación inversa.

Actividades

• 22. ¿Qué significa que el punto de ebullición del alcohol es 78 º C?

Actividades

• 23. ¿Por qué podemos oler la colonia? ¿Y las manzanas?

Actividades

• 24. El punto de fusión de una determinada sustancia es 15 º C. Indica en qué estado se encontrará dicha sustancia si la temperatura ambiente es de 20 º C.

Actividades

• 25. Algunos ambientadores líquidos se comercializan en recipientes que pueden enchufarse a la red eléctrica. ¿Sabrías explicar qué cambio de estado se produce en el ambientador al activar el dispositivo?

Actividades

• 26. Cuando llega el verano, guardamos la ropa de invierno con bolas de alcanfor (naftalina o antipolillas). Al sacarla en otoño, estas bolas han mermado o han desaparecido.

a) ¿Qué cambio de estado se ha producido?b) ¿Qué factor crees que ha provocado el cambio de estado?

Actividades

• 27. ¿Qué cambios de estado se dan por enfriamiento y por calentamiento?

Los cambios de estado

Los estados de la materia

La materia

¿El aire es materia?

5.1. El volumen, la masa y la densidad en los cambios de estado.

Experimenta, página 51.

El volumen que ocupa una sustancia en estado gaseoso es mayor que el que ocupa en estado líquido, y este, a su vez, es mayor que el que ocupa en estado sólido.

La densidad que ocupa una sustancia en estado gaseoso es menor que en estado líquido y esta, menor que en estado sólido.

Actividades

• 28. ¿Son distintas las partículas que constituyen el agua líquida de las que forman el vapor de agua?

Actividades

• 29. ¿De dónde procede el vapor de agua que hay en la atmósfera? ¿Es consecuencia de un proceso de evaporación o de ebullición?

Actividades

• 30. Escribe la expresión matemática que relaciona la masa de una sustancia con el volumen que ocupa y con su densidad. Explica por qué el volumen y la densidad son inversamente proporcionales.