Estados de la materia

Sabemos que todo lo que nos rodea es materia. Se considera que el aire que respiramos, los alimentos que comemos y el agua que bebemos están hechos de materia. Pero ¿te has preguntado alguna vez de qué está hecha la materia? Para responder a esta pregunta entendamos la teoría de partículas cinéticas.

La teoría de partículas cinéticas sugiere que toda la materia está compuesta de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos o moléculas. Estas partículas están siempre en movimiento. Las partículas que forman la materia tienen espacios entre ellas. Hay fuerzas de atracción entre las partículas. En diferentes circunstancias, estas fuerzas mantienen las partículas unidas. Como sabemos que hay tres estados de la materia. Estos son sólidos, líquidos y gaseosos. Exploremos cada estado de la materia basándonos en la teoría de partículas cinéticas.

Las partículas de un sólido están muy compactas. Debido a este apretado empaquetamiento de las partículas, los sólidos tienen una forma fija. Un ejemplo de sólido es un grano de sal. El apretado empaquetamiento de las partículas en un sólido se debe a la presencia de fuertes fuerzas de atracción entre ellas. Las partículas de un sólido tienen muy poca libertad de movimiento. Sólo vibran alrededor de su posición fija. ¿Por qué entonces no vemos un grano de sal vibrando? Esto se debe a que estas vibraciones son muy pequeñas y no son visibles a simple vista.

Las partículas en un líquido no tienen una disposición regular como en los sólidos. Todavía están relativamente cerca uno del otro. Pueden planear uno al lado del otro. Los líquidos no tienen una forma definida. Los líquidos toman la forma del recipiente que ocupan. Por ejemplo, si vertemos agua en un vaso, el agua tomará la forma del vaso.

Los líquidos tienen un volumen fijo. Pero ¿qué es el volumen cuando hablamos de la materia de los tres estados? El volumen es una medida de cuánto espacio ocupa algo. Por ejemplo, 1 litro de agua seguirá siendo 1 litro aunque lo muevas a otro recipiente. En los líquidos, las partículas tienen más libertad de movimiento que en los sólidos. Pueden moverse uno al lado del otro. Esto se debe a que las fuerzas de atracción entre las partículas de líquido son más débiles en comparación con las de los sólidos.

Un gas no tiene una forma fija. Más bien, toman la forma del recipiente en el que se encuentran. Si pones un gas en un globo, éste se llena y toma su forma. Si pones un gas en una caja, toma la forma de la caja. Las partículas de un gas no se adhieren entre sí con mucha fuerza. Tienen débiles fuerzas de atracción entre ellos. Es por esto que los gases pueden extenderse rápidamente hasta llenar su recipiente. Algunos ejemplos de gases son el oxígeno y el dióxido de carbono. El aire es una mezcla de diferentes gases.

Un gas no tiene un volumen fijo. Esto significa que puedes comprimir un gas en un volumen más pequeño. Es como apretar una esponja para hacerla más pequeña. Esto sucede porque las partículas de gas tienen muchos espacios entre ellas.

La materia puede cambiar de un estado a otro modificando la disposición de las partículas que la componen. Por ejemplo, un sólido puede transformarse en líquido mediante un proceso llamado fusión. La fusión se produce cuando se calienta un sólido. A medida que el sólido se calienta, sus pequeñas partículas comienzan a moverse cada vez más rápido porque obtienen más energía. Finalmente, ganan suficiente energía para liberarse de sus posiciones fijas y comienzan a deslizarse uno sobre el otro. Este cambio permite que el sólido se convierta en líquido. La temperatura específica a la que un sólido se transforma en líquido se llama punto de fusión.

Un líquido puede transformarse en sólido mediante un proceso llamado congelación. Se produce cuando el líquido pierde calor, generalmente enfriándose. A medida que el líquido se enfría, sus diminutas partículas se desaceleran y sufren pérdida de energía. Con el tiempo, sufren una pérdida de energía suficiente como para unirse y formar un patrón regular y fijo. Este cambio convierte un líquido en un sólido. La temperatura específica a la que un líquido se convierte en sólido se llama punto de congelación.

La ebullición es el proceso en el cual una sustancia líquida pasa a su estado gaseoso debido a un aumento de la temperatura. Cuando se calienta un líquido, sus pequeñas partículas comienzan a moverse más rápido. A medida que se mueven cada vez más rápido, algunas partículas ganan suficiente energía para escapar del líquido y convertirse en gas. Estas partículas de gas forman burbujas que suben a la superficie. La temperatura a la que un líquido se transforma en gas se llama punto de ebullición.

La condensación es el proceso mediante el cual un gas se transforma en líquido. Cuando un gas se enfría, sus diminutas partículas se desaceleran y se unen. A medida que las partículas se acercan, forman pequeñas gotas de líquido. ¿Puedes decir por qué se forman gotas de agua en el exterior del vaso de agua helada? Esto se debe a la condensación.

Cuando calentamos un gas, las partículas del gas ganan energía. Estas partículas de alta energía comienzan a moverse a gran velocidad. Comienzan a chocar entre sí. Como resultado de este movimiento y colisión, el volumen del gas aumenta. Esto se debe a que las partículas se alejan unas de otras. Quieren ocupar el mayor espacio posible. Podemos decir que el volumen de un gas aumenta al aumentar la temperatura.

¿Qué pasa si disminuimos la temperatura de un gas? Si disminuimos la temperatura, las partículas de gas sufrirán pérdida de energía. Como resultado, las partículas de gas se acercarán entre sí. De esta manera el volumen de gas disminuye. Por lo tanto, podemos decir que el volumen del gas disminuye al disminuir la temperatura.

Ahora entendamos el efecto de la presión sobre el volumen de un gas. La presión es la fuerza ejercida por unidad de área sobre la superficie de un objeto. En términos más simples, es el empujón o apretón que se aplica a un área. Cuando incrementamos la presión sobre un gas, las partículas de gas se acercan entre sí. Las fuerzas de atracción comienzan a desarrollarse entre ellos. Como resultado, el volumen de gas disminuye. Podemos decir que el volumen del gas disminuye al aumentar la presión.

Cuando disminuimos la presión de un gas, las partículas del gas se alejarán unas de otras. Como resultado, el volumen de gas aumenta. Podemos concluir que el volumen del gas aumenta al disminuir la presión.