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LibreTexts Español

10.1: Introducción

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    objetivos de aprendizaje

    • Evaluar las características distintivas de los cuatro estados de la materia

    Hay una serie de propiedades que se pueden observar en un material que identifican en qué estado se encuentra la materia: sólido, líquido, gas o plasma.

    Sólidos

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    Sólido: Los sólidos se encuentran en un estado de materia que mantiene un volumen y forma fijos.

    Un sólido se encuentra en un estado de materia que mantiene un volumen y forma fijos. Las partículas de un sólido encajan estrechamente entre sí. Las fuerzas entre las partículas son tan fuertes que las partículas no pueden moverse libremente; sólo pueden vibrar. Esto hace que un sólido tenga una forma estable, no compresible con un volumen definido.

    Líquidos

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    Líquido: Los líquidos mantienen un volumen fijo, pero su forma se moldeará a la forma del recipiente en el que están siendo retenidos.

    Un líquido mantiene un volumen fijo, pero su forma se moldeará a la forma del recipiente en el que se sostiene. En, se puede ver que aunque la forma del líquido está determinada por el contenedor, tiene una superficie libre que no es controlada por el contenedor. Las partículas están juntas pero no tan cercanas como en los sólidos; todavía son capaces de moverse, lo que hace que el líquido fluya. Los líquidos suelen tener un volumen mayor que sus homólogos sólidos, a excepción de ciertas moléculas, como H 2 O (agua).

    Gases

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    Gas: Las partículas están mucho más alejadas entre sí, generalmente una longitud mayor que el tamaño de las partículas, y se mueven mucho

    muestra un gas, cuyas partículas se mueven mucho alrededor y están mucho más separadas entre sí, generalmente más separadas que el diámetro de las partículas mismas. El gas se comporta como un líquido; las partículas se mueven pero aún se sienten atraídas entre sí, por lo que siguen fluyendo. A diferencia de un sólido o un líquido, el gas intentará llenar cualquier recipiente en el que se encuentre, adaptando su volumen en consecuencia.

    Plasma

    El plasma es un gas que ha sido ionizado. Es decir, se ha suministrado suficiente energía al gas para que los electrones tengan suficiente energía para escapar de sus átomos o moléculas. El plasma contiene iones y electrones que pueden moverse libremente. La materia en estado plasmático tiene volumen y forma variables. El plasma es la forma más común de materia visible en el universo. Los relámpagos, las chispas, las luces de neón y el sol son todos ejemplos de materia en estado de plasma.

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    Plasma: La materia en estado plasmático tiene volumen y forma variables, pero además de átomos neutros, contiene un número significativo de iones y electrones, los cuales pueden moverse libremente.

    Transiciones de fase

    muestra los diferentes estados de la materia y cómo pueden cambiar de uno a otro en función de la entalpía y los cambios de presión y temperatura. Un sólido puede cambiar a líquido con un aumento de entalpía. El proceso de un líquido que va a un sólido se conoce como fusión. Un líquido puede convertirse en un gas cuando alcanza su punto de ebullición o incluso puede entrar en un estado de plasma si la entalpía aumenta lo suficiente. Cuando se baja la entalpía, un líquido puede transformarse en un sólido a través de la congelación. En ocasiones, un sólido puede saltarse la congelación y pasar directamente a un estado gaseoso; este proceso se llama sublimación.

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    Estados de la materia: Esta figura ilustra la relación entre la entalpía de un sistema y el estado de la materia en el que se encuentra el sistema.

    ¿Qué es un Fluido?

    Un fluido es una sustancia que continuamente se deforma (fluye) bajo un esfuerzo cortante aplicado.

    objetivos de aprendizaje

    • Explicar las propiedades de las sustancias bajo un esfuerzo cortante aplicado

    Un fluido es una sustancia que continuamente se deforma (fluye) bajo un esfuerzo cortante aplicado. Los fluidos son un subconjunto de los estados de la materia e incluyen tres de los cuatro estados: líquidos, gases y plasma (mostrados en).

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    Cuatro Estados Fundamentales de la Materia: Cuatro estados fundamentales de la materia: 1) esquina superior izquierda corresponde a sólido; 2) esquina superior derecha corresponde a líquido; 3) esquina inferior izquierda corresponde a gas; 4) esquina inferior derecha corresponde a plasma.

    Los líquidos forman una superficie libre (es decir, una superficie no creada por el contenedor) mientras que los gases no. La distinción entre sólidos y fluidos no es del todo obvia. La distinción se hace evaluando la viscosidad de la sustancia. Se puede considerar que Silly Putty se comporta como un sólido o un fluido, dependiendo del periodo de tiempo durante el que se observe. Se describe mejor como un fluido viscoelástico.

    Los fluidos muestran propiedades tales como:

    • a) no resistir la deformación o resista solo ligeramente (viscosidad), y
    • b) la capacidad de fluir (también descrita como la capacidad de tomar la forma del contenedor).

    Esto también significa que todos los fluidos tienen la propiedad de fluidez. Estas propiedades son típicamente una función de su incapacidad para soportar un esfuerzo cortante en equilibrio estático.

    Los sólidos pueden ser sometidos a esfuerzos cortantes y tensiones normales, tanto de compresión como de tracción. Por el contrario, los fluidos ideales solo pueden ser sometidos a un estrés compresivo normal (llamado presión). Los fluidos reales muestran viscosidad y por lo tanto son capaces de ser sometidos a bajos niveles de esfuerzo cortante.

    Aunque el término fluido incluye tanto la fase líquida como la fase gaseosa, también se usa comúnmente como sinónimo de líquido, sin implicar que el gas también pueda estar presente. Por ejemplo, el “líquido de frenos” es aceite hidráulico y no realizará su función requerida si hay gas en él. Este uso coloquial del término también es común en los campos de la medicina y la nutrición (por ejemplo, “tomar muchos líquidos”).

    Puntos Clave

    • Los sólidos no son compresibles y tienen volumen constante y forma constante.
    • Los líquidos no son compresibles y tienen un volumen constante pero pueden cambiar de forma. La forma de un líquido viene dictada por la forma del recipiente en el que se encuentra.
    • Los gases no tienen un volumen o forma constante; no solo toman la forma del contenedor en el que se encuentran, intentan llenar todo el contenedor.
    • La materia en estado plasmático tiene volumen y forma variables. El plasma contiene iones y electrones, los cuales pueden moverse libremente.
    • Los fluidos son un subconjunto de los estados de la materia e incluyen líquidos, gases y plasma.
    • Los fluidos muestran propiedades tales como: no resistir la deformación o resistiendo solo ligeramente (viscosidad), y la capacidad de fluir (también descrita como la capacidad de tomar la forma del recipiente).
    • Los fluidos ideales solo pueden ser sometidos a un esfuerzo compresivo normal que se llama presión. Los fluidos reales muestran viscosidad y por lo tanto son capaces de ser sometidos a bajos niveles de esfuerzo cortante.

    Elementos clave

    • plasma: un estado de materia que consiste en gas parcialmente ionizado
    • entalpía: la cantidad total de energía en un sistema, incluyendo tanto la energía interna como la energía necesaria para desplazar su entorno
    • sublimación: la transición de una sustancia de la fase sólida directamente al estado de vapor de tal manera que no pasa por la fase intermedia, líquida
    • fluidez: Una medida de la medida en que algo es fluido. El recíproco de su viscosidad.
    • viscosidad: Una cantidad que expresa la magnitud de la fricción interna en un fluido, medida por la fuerza por unidad de área que resiste el flujo uniforme.
    • esfuerzo cortante: El componente de tensión que hace que las capas paralelas de un material se muevan en relación entre sí en sus propios planos.

    LICENCIAS Y ATRIBUCIONES

    CONTENIDO CON LICENCIA CC, COMPARTIDO PREVIAMENTE

    CC CONTENIDO LICENCIADO, ATRIBUCIÓN ESPECÍFICA

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