ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA

• ¿QUE SON LOS ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA?

En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición.

En estas materias ya mencionadas con anterioridad se observa que, para cualquier sustancia o elemento material, modificando sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen.

Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes, los más conocidos y observables cotidianamente son cuatro, las llamadas fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática. Otros estados son posibles, pero no se produce de forma natural en nuestro entorno por ejemplo: condensado de Bose-Einstein, condensado Fermionico, Materia Degenerada y Materia Extraña. Otros estados, como Plasmas de Quark-Gluón, se cree que son posibles.

• SÓLIDO

Los sólidos poseen forma propia como consecuencia de su rigidez y su resistencia a cualquier deformación. La densidad de los sólidos es en general muy poco superior a la de los líquidos, de manera que no puede pensarse que esa rigidez característica de los sólidos sea debida a una mayor proximidad de sus moléculas; además, incluso existen sólidos como el hielo que son menos densos que el líquido del cual provienen. Esa rigidez se debe a que las unidades moleculares de los sólidos, los átomos, las molécula y los iones, no pueden moverse libremente de forma caótica como las moléculas de los gases o, en menor grado de los líquidos, sino que se encuentran en posiciones fijas y solo pueden vibrar en torno a esas posiciones fijas, que se encuentran distribuidas de acuerdo con un esquema de ordenación, en las tres direcciones del espacio. La estructura periódica a que da lugar la distribución espacial de los elementos constitutivos del cuerpo se denomina estructura cristalina, y el solido resultante, limitado por caras planas paralelas, se denomina cristal. Así pues, cuando hablamos de estado solido estamos refiriendo única y exclusivamente al estado cristalino.

Las fuerzas de atracción entre los átomos de los sólidos son grandes, por lo que permanecen fuertemente ligados. Sin embargo, son capaces de realizar movimientos vibratorios en torno a posiciones de equilibrio que permanecen fijas. Como sus partículas están ordenas y unidas fuertemente por las fuerzas de atracción, llamadas tambien de cohesión, tienen forma y volumen definidos.

• LÍQUIDO

Los líquidos se caracterizan por tener un volumen propio, adaptarse a la forma de la vasija en que están contenidos, poder fluir, ser muy poco compresible y poder pasar al estado de vapor a cualquier temperatura. El hecho de que los líquidos ocupen volúmenes propios demuestra que la fuerza de cohesión entre sus moléculas son elevadas, mucho mayores que en el caso de los gases, pero tambien mucho menores que en el caso de los sólidos. Las moléculas de los líquidos no pueden difundirse libremente como la de los gases, pero las que poseen mayor energía cinética pueden vencer las fuerzas de cohesión y escapar de la superficie del liquido (evaporación).

Al ser las fuerzas de cohesión mas débiles que en los sólidos, las partículas carecen de posición fija y se hallan en constante movimiento. Los líquidos poseen fluidez, es decir, pueden correr o fluirse a través de un recipiente o tubería. En ellos puede presentarse el fenómeno de difusión, que ocurre cuando una sustancia se va repartiendo en otra, poco a poco, hasta lograr un reparto homogéneo; esto sucede por ejemplo, con el agua y el alcohol, los cuales al juntarse se van integrando de tal manera que no pueden distinguirse , aunque no se agite la mezcla.

• GASEOSO

El estado gaseoso se caracteriza porque los gases llenan completamente el espacio en el que estén encerrados. Si el recipiente aumenta de volumen el gas ocupa inmediatamente el nuevo espacio, y esto es posible solo por que existe una fuerza dirigida desde el seno del gas hacia las paredes del recipiente que lo contiene. Esa fuerza por unidad de superficie es la presión.

En el sistema internacional (SI), la unidad de presión se denomina pascal (1 Pa = 1 newton/m2), que puede definirse como la presión ejercida por una fuerza de 1 newton sobre 1 m2 de superficie. La presión tambien se expresa en atmósferas, siendo un atm = presión media a nivel del mar a 0° C y 45° de latitud. Otra unidad son los milímetros de mercurio. La equivalencia entre estas unidades es:

1 atm = 760 mm Hg = 1,01 x 105 Pa.

La fuerza de atracción entre los átomos son casi nulas, por ello los gases se mueven con gran libertad. El espacio intermolecular es muy grande y pueden expandirse si el medio que los rodea se los permite. Se les denominan tambien “fluidos” y se difunden y se comprimen fácilmente

• PLASMA

El estudio de las descargas eléctricas en los gases y la observación de los astros motivaron posteriores investigaciones con gases altamente ionizados. I. Langmuir introdujo el termino “plasma” en 1930, el cual proviene de la palabra griega plasma que significa “moldeable”, para designar a los gases ionizados existentes en el universo.

Se requiere una enorme cantidad de energía para producir el plasma. Su obtención se lleva a cabo en un reactor de fusión nuclear, y consiste en unir núcleos ligeros para formar núcleos pesados. Allí se mezclan los isotopos del Hidrogeno, Deuterio y tritio y se calientan a temperaturas muy elevadas para lograr su fusión. A esta temperatura los átomos de deuterio y tritio están completamente ionizados, y sus electrones se separan del núcleo atómico, de modo que el gas caliente que se forma, llamado plasma, está casi totalmente ionizado.

La mayor parte del universo esta constituido por plasma. Las estrellas existen en un estado de plasma. El espacio sideral no está realmente vacio; esta compuesto de plasma, extremadamente disperso. El cinturón de radiación Van Allen que rodea a la tierra está compuesto de plasma. La materia que esta en un tubo de Neón o en un ciclotrón esta en el estado de plasma. Los científicos estudian la naturaleza del plasma, ya que la reacción nuclear, llamada fusión, solamente ocurre en los plasmas.

El estudio del plasma se conoce como “magnetohidrodinámica” (MHD) y se relaciona con el confinamiento del plasma, y los científicos esperan que se pueda usar como fuente de energía obtenida a través de

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