subMenu1 Solido cn subMenu2 Líquido cn subMenu3 Gaseoso cn subMenu4 Cambio de estado cn subMenu5 Teoría cinético-molecular cn actividades ACTIVIDADES c indice INDICE GENERAL c titulo Título in actividad1 En el aula c actividad2 En casa c actividad3 En el ordenador c actividad4 En el laboratorio c actividad5 Autoevaluación c cerrar CERRAR c texto1 Los sistemas materiales pueden ser homogéneos o heterogéneos, estar formados por una única sustancia o por varias, tener una única clase de átomos o varias. Pero también se pueden manifestar de varias formas, en lo que se llaman estados de agregación. Los estados de agregación son las distintas formas en que se puede presentar la materia. El estado sólido se caracteriza por tener una forma y un volumen fijos que no puede ser cambiado. Son incompresibles, ya que por mucha fuerza que ejerzamos sobre ellos su volumen no disminuirá. Los átomos y moléculas que forman los sólidos están ordenadas en el espacio, formando lo que se llama estructura cristalina. Esa estructura cristalina se manifiesta en el sólido haciendo que éste tenga una forma geométrica. Así, por ejemplo, los granos de sal son pequeños cubos y los minerales tienen formas regulares. Pero la mayoría de las veces esta forma geométrica es tan pequeña que se precisa el empleo de un microscopio para poder verla. i texto2 Esto no significa que las moléculas y átomos que forman los sólidos estén en reposo. Debido a la temperatura, se están moviendo continuamente (como todos los átomos y moléculas). Pero los átomos están enlazados por unas fuerzas que impiden que se muevan libremente y sólo pueden vibrar, pero sin separarse demasiado de su posición, como si estuvieran unidas mediante un muelle que se encoje y expande continuamente. i texto3 Un líquido, como un sólido, es incompresble, de forma que su volumen no cambia. Pero al contrario que el sólido, el líquido no tiene una forma fija, sino que se adapta al recipiente que lo contiene, manteniendo siempre una superficie superior horizontal. i texto4 En el líquido, los átomos y moléculas no están unidos tan fuertemente como en el sólido. Por eso tienen más libertad de movimiento y, en lugar de vibrar en un sitio fijo, se pueden desplazar y moverse, pero siempre se desplazan y mueven una molécula junto a otra, sin separarse demasiado. Es como si estuvieran bailando, de forma que se pueden mover, pero siempre cerca una de otra. i texto5 En la superficie del líquido, las moléculas que lo forman se escapan al aire, el líquido se evapora. Si el recipiente que contiene el líquido está cerrado, las moléculas que se han evaporado pueden volver al líquido, y se establece así un equilibrio, de forma que el líquido no se pierde. Si el recipiente está abierto, las moléculas que escapan del líquido al aire son arrastradas por éste y no retornan al líquido, así que la masa líquida acaba por desaparecer. Es por esto que las ropas se secan y más rápidamente cuanto más viento haya, ya que el viento ayuda a arrastrar las moléculas que se han evaporado. La ebullición, el que un líquido hierva, es distinta de la evaporación. Mientras que la evaporación sólo afecta a la superficie del líquido, la ebullición afecta a todo el líquido, en todo el líquido aparecen burbujas de gas que escapan de forma tumultuosa. i texto6 Aunque estamos inmersos en un gas, el aire que constituye la atmósfera, hasta el siglo XVII, los sabios y científicos no se percibieron de ello. Al fin y al cabo, cada vez que se obtenía un gas, fuera cual fuera éste, finalmente se mezclaba con el aire y parecía desaparecer. Fue en el siglo XVII cuando el físico y químico belga Jan Baptista van Helmont aprendió a diferenciar a los gases del aire y aprendió a recogerlos para que no se mezclaran con aquél y al aislarlos, inventó la palabra con la que los nombramos: gas, derivándola de la palabra griega que significa caos, ya que le pareció que la materia que formaba los gases estaba sumida en el caos. Si los sólidos tienen una forma y un volumen fijos y los líquidos un volumen fijo y una forma variable, los gases no tienen ni una forma fija ni un volumen fijo. Se adaptan al recipiente que los contiene y, además, lo ocupan completamente. Si el recipiente que ocupa el gas es flexible o tiene una parte móvil, resulta fácil modificar su forma y su volumen, alterando la forma y volumen del gas que hay en su interior. i texto7 En un gas, las moléculas no están unidas de ninguna forma. Si en el sólido sólo podían vibrar, permaneciendo fijas en un sitio determinado, y en el líquido podían moverse pero sin separarse unas de otras, en el gas las moléculas se mueven y desplazan libremente. El gas está formado por moléculas con mucho espacio vacío entre ellas, espacio vacío por el que se mueven con absoluta libertad. Por eso su volumen no es fijo y se pueden comprimir y dilatar. Comprimir simplemente disminuye el espacio vacío en el que se mueven las moléculas del gas, y dilatarlo es aumentar ese espacio vacío. i texto8 Los estados de agregación no son fijos e inmutables. Dependen de la temperatura. Si sacamos hielo del congelador, estará a -10 ó -20ºC. Empieza a calentarse, pero seguirá siendo hielo. Cuando la temperatura alcance los 0 ºC empezará a fundirse, ya que 0 ºC es la temperatura de fusión del hielo, es el punto de fusión. Tendremos entonces hielo y agua a 0 ºC. Mientras haya hielo y agua, la temperatura será de 0 ºC, por mucho que lo calentemos, porque mientras se produce el cambio de estado la temperatura permanece fija. Una vez que se ha fundido todo el hielo, el agua, que estaba a 0 ºC empezará a subir de temperatura otra vez y cuando llegue a 100 ºC empezará a hervir, ya que 100 ºC es la temperatura de ebullición del agua, es su punto de ebullición. Puesto que se está produciendo un cambio de estado, la temperatura no variará y mientras el agua hierva, permanecerá constante a 100 ºC. Cuando todo el agua haya hervido y sólo tengamos vapor de agua, volverá a subir la temperatura por encima de los 100 ºC i texto11 Lo mismo ocurrirá a la inversa. Si enfriamos el vapor de agua, cuando su temperatura alcance los 100 ºC empezará a formar agua líquida y su temperatura no cambiará. Cuando todo el vapor se haya convertido en agua, volverá a bajar la temperatura hasta llegar a 0 ºC, a la que empezará a aparecer hielo y que quedará fija. Cuando toda el agua se haya convertido en hielo, volverá a bajar la temperatura. Es decir, mientras se produce un cambio de estado la temperatura permanece fija y constante, siendo la misma tanto cuando enfriamos como cuando calentamos, aunque cada sustancia cambiará de estado a una temperatura propia. La mayoría de las sustancias, el agua entre ellas, al calentarse funden del estado sólido al líquido y ebullen del estado líquido al gaseoso. Al enfriarse, por contra, condensan del estado gaseoso al líquido y solidifican del estado líquido al sólido. Algunas sustancias, como el hielo seco pasan directamente del estado sólido al gaseoso, subliman. Y al enfriar el gas condensan directamente al estado sólido, pero siempre permanece fija la temperatura a la que cambian de estado. i texto12 El paso de un estado a otro recibe un nombre específico, que puedes ver poniendo el ratón encima del circulo correspondiente: i texto13 ESTADO SÓLIDO cn texto14 FUSIÓN dn texto15 SUBLIMACIÓN in texto16 ESTADO LÍQUIDO cn texto17 SOLIDIFICACIÓN dn texto18 EBULLICIÓN cn texto19 ESTADO cn texto20 GASEOSO cn texto21 CONDENSACIÓN cn texto22 SUBLIMACIÓN INVERSA cn texto23 Como el cambio de un estado de agregación se realiza a una temperatura fija e invariable, tanto al calentar como al enfriar, esa tmperatura recibe el nombre de punto de, y el nombre del cambio de estado. Así, la temperatura a la que ebulle el agua, como el paso de líquido a gas se conoce como ebullición, se llama punto de ebullición. La temperatura a la que el hielo seco se convierte en gas se llama punto de sublimación. i texto24 La materia está formada por átomos y moléculas. Los átomos se unen entre sí mediante unas fuerzas muy grandes y difíciles de romper, llamadas enlace químico. Pero las moléculas también se unen entre sí mediante unas fuerzas, más débiles, que se llaman fuerzas intermoleculares. Por otro lado, la temperatura de un cuerpo indica la velocidad a la que se mueven las moléculas que lo constituyen. Cuanto mayor es la temperatura, con mayor velocidad se mueven las moléculas y, a menor temperatura, menor es la velocidad. Cuando las moléculas no se mueven, se ha alcanzado la temperatura más baja posible, que es -273 ºC. El estado de agregación de una sustancia depende de la fuerza intermolecular que une a sus moléculas (y que no cambia) y de la temperatura. i texto25 En el sólido las moléculas están ordenadas formando una red cristalina.<br/< Están vibrando pero no pueden desplazarse. c texto26 Al aumentar la temperatura la vibración de las moléculas aumenta. c texto27 Al disminuir la temperatura las moléculas vibran más lentamente c texto28 Al alcanzar la temperatura de fusión las moléculas abandonan su posición y pueden desplazarse, pero no se separan entre sí. c texto29 Las moléculas no pueden moverse con libertad y empiezan a ocupar posiciones fijas, pasando al estado sólido. c texto30 Las moléculas del líquido se mueven cada vez más deprisa. c texto31 Las moléculas pierden velocidad al enfriarse. c texto32 Al llegarse al punto de ebullición, las moléculas del líquido empiezan a separarse y a convertirse en gas c texto33 Al descender la temperatura, las moléculas empiezan a unirse unas a otras, pasando del estado de gas al líquido c texto34 En el gas, las moléculas se mueven libremente, aumentando de velocidad al aumentar la temperatura. c texto35 En el gas, las moléculas se mueven libremente, las moléculas se mueven cada vez con menos rapidez c texto36 Las moléculas del líquido se mueven libremente aunque permanecen unidas c texto37 CAMBIO DE ESTADO c