La física cubre una amplia gama de temas diferentes. Uno de los temas más interesantes es el de los estados físicos de la materia (gas, líquido, sólido).
Además de los tres estados de la materia que nos enseñaron en la escuela, hay muchas propiedades desconocidas de la materia que componen el universo.
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Características de los estados físicos de la materia
Hay tres estados diferentes de la materia, a saber, sólido, líquido y gas. Quizás ya esté familiarizado con estas propiedades, pero repasemos rápidamente. Los tres tienen sus propias características únicas según la disposición de los átomos y los grados de cohesión entre ellos.
Al considerar cosas como los cambios ambientales, es importante tener en cuenta que esto puede hacer que la materia cambie de estado y altere sus propiedades.
Estado sólido
Cuando un cuerpo tiene un bajo grado de movimiento molecular, los átomos están muy juntos y hacen que el cuerpo sea sólido por defecto. Esto significa que no se pueden comprimir ya que tienen una forma y un volumen definidos.
Cuando un material está en forma sólida, las partículas que forman el sólido no pueden moverse de un lugar a otro. En cambio, solo pueden vibrar alrededor de posiciones fijas. Cuando un aumento de temperatura hace que estas partículas vibren más rápido, el sólido comienza a expandirse.
Estado líquido
Los líquidos están formados por átomos y moléculas, que están más separados por una fuerza cohesiva baja en el estado líquido. Esta disposición relajada les da la capacidad de fluir hacia cualquier contenedor en el que se coloquen.
En consecuencia, las moléculas de gas ocupan los espacios entre sí. No llenan completamente el espacio en un recipiente, a diferencia de los sólidos o líquidos.
El vidrio es en realidad líquido, pero no hay forma de que puedas verlo a simple vista. Esto significa que puede fluir lo suficientemente lento como para convertirse en una estructura casi sólida.
Los científicos han demostrado esto midiendo los grandes ventanales de las antiguas catedrales y descubriendo que son más gruesos en la parte inferior que en la parte superior. Es decir, con el tiempo, el vidrio ha ido fluyendo hacia abajo.
Estado gaseoso
El último de los estados clásicos de la materia se suele denominar estado gaseoso. En este estado, las partículas están muy espaciadas y permanecerán juntas en un recipiente.
Los gases ocupan el espacio que tienen porque los átomos que componen un gas no están fuertemente unidos entre sí. Se pueden comprimir y tomar la forma de su contenedor.
Cambios físicos y químicos de la materia
Un ejemplo de esto es cuando la materia cambia de estado. Por ejemplo, la temperatura y la presión pueden cambiar un objeto de sólido a líquido y viceversa.
Todos los días se pueden experimentar los cambios físicos y químicos de la materia en el agua: a temperatura ambiente se encuentra en estado líquido, fluye y se adapta al recipiente que la contiene.
Sin embargo, cuando lo metemos en el congelador durante unas horas, se convertirá en hielo (Solidificación: Pasa de estado líquido a estado sólido) y si lo calentamos a más de 100ºC, hierve y sale vapor de agua (Vaporización: Pasa de estado líquido a gaseoso).
Cuando algunos cubos de hielo se derriten, experimentamos el derretimiento. Por otro lado, el vapor de agua en el aire se condensa para convertirse en agua líquida cuando sufre cambios de fase y se enfría.
En este ejemplo, las nubes se forman a partir del vapor de agua y comienzan a llover.
Hay algunos tipos de «transiciones de fase» (es decir, cambios en los estados de la materia) que ocurren sin que el material pase intermitentemente por la fase líquida de antemano, como la sublimación y la sublimación inversa.
Las tabletas de naftalina que se activan con oxígeno para liberar vapores químicos que repelen las polillas son un ejemplo práctico de sublimación.