7.2: Cambios de Estado

A estas alturas probablemente estés bien consciente de que toda la materia que te rodea existe en uno de tres estados: es un sólido, como la tierra; un líquido, como el agua; o un gas, como el aire. En algunos lugares de la tierra, sin embargo, los materiales no están restringidos a un estado en particular, sino que pueden cambiar de uno a otro dependiendo del clima. En un día de invierno en Yellowstone Park, es posible que pasee junto a una fuente termal y vea hielo y nieve congelados, agua líquida y nubes de vapor a la vez.

Hay varias formas diferentes en las que podrías describir estas tres fases de la materia. Los sólidos tienen una forma definida, independientemente del contenedor en el que se coloquen. Una canica sigue siendo una canica, ya sea rodando en un bol o en una maceta. Los líquidos toman las formas de sus recipientes; un litro de agua podría ser redondo como una pecera o cuadrado como una sartén para brownie. Los gases son más difíciles de ver y más difíciles de imaginar. Se expanden para ocupar los espacios en los que se colocan. Incluso se escapará un gas de un recipiente que no tiene una tapa hermética sobre él, al igual que las burbujas de dióxido de carbono se elevan de una lata de refresco una vez que se ha abierto.

Otra forma de pensar sobre estos estados de la materia tiene que ver con la velocidad de las moléculas en la materia, y cuánta energía contienen esas moléculas. Si no sientes que tienes mucha energía, probablemente te acuestas mucho cerca del fondo de tu contenedor o dormitorio, como un terrón de carbón en el fondo de un contenedor de carbón. Si tienes más energía, podrías moverte por toda tu habitación, caminando de un lugar a otro en el piso, pero en gran parte permaneciendo dentro de sus paredes. Si tienes mucha energía, puedes comenzar a bailar o a dar un salto al aire o escapar por la puerta hacia el exterior.

La materia es un poco así también. La cantidad de energía que tiene un grupo de moléculas —y en consecuencia la rapidez con la que se mueven en promedio— influye fuertemente si ese material está en fase sólida, líquida o vapor. Los sólidos tienden a estar compuestos por moléculas que se mueven muy lentamente, mientras que los gases generalmente consisten en moléculas más rápidas.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

Dibuja una imagen de un grupo de moléculas de metano (CH ₄) en estado sólido, estado líquido y fase.

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Recuerde, cada molécula tiene la misma forma ya sea en fase gaseosa, fase líquida o fase sólida. Lo único que cambia es la cantidad de energía que tienen las moléculas. Como resultado, la velocidad de las moléculas y la capacidad de las moléculas para atraerse también cambian.