Cambios de estado ab12

Cambio de estado
Se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición. La siguiente tabla indica cómo se denominan los cambios de estado.
Inicial\Final
Sólido
Líquido
Gas
Sólido

fusión
Sublimación o sublimación progresiva
Líquido
solidificación

evaporación y ebullición
Gas
sublimación inversa o regresivacondensación y licuefacción


Los dos parámetros de los que depende que una sustancia se encuentre en un estado o en otro son temperatura y presión. La temperatura es una medida de la energía cinética de las moléculas y átomos de un cuerpo. Un aumento de temperatura o una reducción de la presión favorecen la fusión, la evaporación y la sublimación, mientras que un descenso de temperatura o un aumento depresión favorecen los cambios opuestos.
Límites
> 4.500 ºC No hay sólidos
> 6.000 °C No hay líquidos (solo gases)
>10,000 °C Sólo plasma
Plasma: Es un gas en el que los átomos se han roto, que está formado por electrones negativos y por iones positivos, átomos que han perdido electrones y han quedado con una carga eléctrica positiva y que están moviéndose libremente. Esta situación sólo seproduce a altas temperaturas, como las que existen en el Sol. Cuanto más caliente está el gas, más rápido se mueven sus moléculas y átomos, y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos moviéndose muy rápidamente son lo suficientemente violentas como para liberar los electrones. En la atmósfera solar, una gran parte de los átomos están permanentemente "ionizados" por estas colisiones yel gas se comporta como un plasma. Los plasmas conducen la electricidad y están fuertemente influidos por los campos magnéticos. La lámpara fluorescente contiene plasma (vapor de mercurio) que se calienta y agita y deja pasarla electricidad. Otro importante plasma en la naturaleza es la ionosfera.
Normalmente, una sustancia experimenta un cambio de temperatura cuando absorbe o cede calor alambiente que le rodea. Sin embargo, cuando una sustancia cambia de fase absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura. El calor Q que es necesario aportar para que una masa m de cierta sustancia cambie de fase es igual a
Q=mL
donde L se denomina calor latente de la sustancia y depende del tipo de cambio de fase.
Por ejemplo, para que el agua cambie de sólido (hielo) a líquido, a0ºC se necesitan 334·103 J/kg =80 cal/gr. Para que cambie de líquido a vapor a 100 ºC se precisan 2260·103 J/kg = 540cal/gr (a 1atm de presión).
En la siguiente tabla, se proporcionan los datos referentes a los cambios de estado de algunas sustancias.
Sustancia
T fusión ºC
Lf ·103 (J/kg)
Tebullición ºC
Lv ·103 (J/kg)
Hielo (agua)
0
334
100
2260
Alcohol etílico
-114
105
78.3
846
Acetona
-94.3
9656.2
524
Benceno
5.5
127
80.2
396
Aluminio
658.7
394
2300
9220
Estaño
231.9
59
2270
3020
Hierro
1530
293
3050
6300
Cobre
1083
214
2360
5410
Mercurio
-38.9
11.73
356.7
285
Plomo
327.3
22.5
1750
880
Potasio
64
60.8
760
2080
Sodio
98
113
883
4220

Sustancia
P fusión (ºC)
C lat de f (J/Kg)
P ebull (ºC)
C lat de vapor (J/Kg)
Helio
-269,65
5,23 x 103
-268,93
2,09 x 104
Nitrógeno
-209,97
2,55 x 104-195,81
2,01 x 105
Azufre
119
3,81 x 104
444,60
3,26 x 105
Aluminio
660
3,97 x 105
2450
1,14 x 107
Plata
960,80
8,82 x 104
2193
2,33 x 106
Oro
1063,00
6,44 x 104
2660
1,58 x 106
Los cambios de estado se pueden explicar de forma cualitativa del siguiente modo:
En un sólido los átomos y moléculas ocupan las posiciones fijas de los nudos de una red cristalina. Un sólido tiene en ausencia de fuerzasexternas un volumen fijo y una forma determinada.
Los átomos y moléculas vibran, alrededor de sus posiciones de equilibrio estable, cada vez con mayor amplitud a medida que se incrementa la temperatura. Llega un momento en el que vencen a las fuerzas de atracción que mantienen a los átomos en sus posiciones fijas y el sólido se convierte en líquido. Los átomos y moléculas siguen unidos por las...