Explorando los Estados de la Materia: Presión, Volumen, Temperatura y Cambios de Estado

Presión, Volumen y Temperatura

Relación entre Presión, Volumen y Temperatura

• Cuando se calienta un gas, aumenta su **temperatura**: Al calentarse, las partículas del gas adquieren más energía, por lo que se mueven más deprisa. Esta energía relacionada con el movimiento de las partículas es **energía cinética**.
• Los gases ejercen **presión**: Cuando un gas está en un recipiente, sus partículas están en continuo movimiento, y chocan contra las paredes. Estos golpes son los responsables de la presión que ejerce el gas.
• Los gases tienden a ocupar todo el **volumen disponible**: Si el gas se expande, las partículas se separan. Si se comprime, se aproximan.

Relaciones entre Presión, Volumen y Temperatura

• La **presión** varía con el **volumen**: Si comprimimos el gas, hay menos espacio, más colisiones y la presión del gas aumenta. Si el gas se expande, hay más espacio, menos colisiones y la presión disminuye.
• El **volumen** de un gas varía con la **temperatura**: Si incrementamos la temperatura, las partículas se mueven más rápidamente y golpean más veces.
• La **presión** de un gas varía con la **temperatura**: Si calentamos un gas, la velocidad de las partículas aumenta y hay más colisiones, por lo tanto, incrementa la presión del gas.

Los Estados de la Materia

Características de los Estados

• Sólidos: Tienen forma y volumen fijos porque sus partículas están unidas por grandes fuerzas de atracción. Las partículas no pueden cambiar de posición y se ordenan constituyendo una red o retícula.
• Líquidos: Tienen volumen fijo, pero pueden fluir y adoptar cualquier forma, porque sus partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción entre ellas son más débiles que en los sólidos y no pueden mantenerlas en posiciones fijas.
• Gases: No tienen volumen ni forma fijos, fluyen sin dificultad y ocupan todo el espacio disponible. Se debe a que las fuerzas de atracción entre sus partículas son mucho más débiles que en los líquidos.

Los Cambios de Estado

• De sólido a líquido: Al calentar un sólido, llega un momento en el que la temperatura se mantiene constante hasta que dicho sólido se ha fundido.
  • Fusión: Cuando la temperatura se eleva, la velocidad de las partículas se incrementa lo bastante como para que algunas de ellas puedan vencer las fuerzas de atracción y abandonar la posición que ocupan. Toda la energía que se suministra a la sustancia es utilizada para romper la estructura y no para elevar la temperatura, por lo que permanece constante durante el cambio de estado.
• De líquido a gas: Cuando calentamos toda la masa de un líquido, la temperatura aumenta y comienzan a formarse burbujas.
  • Vaporización/Ebullición: Al elevar la temperatura, la velocidad media de las partículas se eleva y cada vez son más las que pueden escapar y pasar a gas. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa del líquido y a una temperatura constante, se denomina ebullición.
• De líquido a gas: Cualquier líquido expuesto al aire se evapora lentamente en toda su superficie. Si la temperatura aumenta, el líquido se evapora más rápido.
  • Vaporización/Evaporación: Cuando la vaporización tiene lugar a cualquier temperatura y en la superficie libre, el fenómeno se denomina evaporación. Si la temperatura aumenta, hay más energía disponible para que se incremente la velocidad de las partículas y estas puedan escapar desde la superficie del líquido.
• De sólido a gas:
  • Sublimación: Algunas de las partículas que se encuentran en la superficie de estas sustancias sólidas tienen energía suficiente para escapar y pasar al estado de vapor sin que el sólido se funda.