LECTURA 1 ESTADOS DE AGREGACION Termodinámica I

[Termodinámica I]

1.1 Estados de agregación
LECTURA NO 1.
Los estados de agregación: hemos hablado acerca de las partículas que componen un cuerpo –moléculas, átomos sueltos, lo que fuera– con mayor o menor energía cinética. Sin embargo, no hemos hablado aún de cómo esas partículas se unen unas a otras. La relación entre ellas, en un cuerpo determinado, es lo que determina el estado deagregación de ese cuerpo, a veces tambiénfase. Tradicionalmente se definieron tres estados de agregación o fases: sólido, líquido y gas. Posteriormente se añadió uno más allá del gas (luego veremos en qué sentido “más allá”), denominado plasma. De estos cuatro estados fundamentales hablaremos hoy, pero antes detengámonos un instante para comprender qué determina estas divisiones.
¡Ojo! Las divisiones estánen tu cabeza
A los seres humanos nos encanta dar nombres a las cosas, y clasificarlas de acuerdo a criterios más o menos arbitrarios. Esto es muy útil, siempre que no olvidemos que los nombres y las divisiones están en nuestra cabeza: la Naturaleza no se divide en estas clasificaciones tan limpias y rígidas. Cuando hablamos de sólido y líquido, por ejemplo, se trata realmente de doscomportamientos ideales; los cuerpos reales se comportan de una manera que puede parecerse más a uno, o al otro, o estar más o menos entre ellos. Lo mismo pasa con líquido y gas e incluso con el plasma.
Digo esto porque las simplificaciones de este tipo sólo son útiles si somos conscientes de ellas y no caemos en dogmatismos. Está bien clasificar los estados de agregación de una forma más o menos sencilla,pero no olvides que al hacer ciencia solemos mirar el Universo a través de una retícula para poder manejarlo conceptualmente, pero la retícula está en nuestra mente, no en el Universo ((Sí, ya lo sé, nuestra mente es parte del Universo, pero seguro que entiendes lo que quiero decir.)).
Dicho mal y pronto, dado que todos los cuerpos materiales están formados por cargas eléctricas, es inevitable queentre ellas aparezcan interacciones: las moléculas de una mesa, los átomos de un trozo de oro o las moléculas de CO2 de la atmósfera no se ignoran unos a otros, sino que ejercen fuerzas electromagnéticas unos sobre otros.
El caso es que a veces estas interacciones entre partículas son muy intensas y atractivas, de modo que –por ejemplo– los iones de sodio y cloro que forman un cristal de sal comúnse van “pegando” unos a otros, formando una red de enlaces que los mantiene fuertemente unidos en posiciones más o menos fijas. Es algo así como lo que sucedería si cogieras un buen puñado de imanes en forma de cubitos de hielo: se quedarían todos pegados unos a otros permanentemente en posiciones difíciles de desplazar, como una especie de cubo de Rubik. Esta situación determina el estado sólido.Observa que digo “posiciones más o menos fijas”: incluso en el más rígido e ideal de los cristales, las partículas que lo forman se pueden mover alrededor de esas posiciones de equilibrio. La rapidez con que así vibran es precisamente, como dijimos al definir la temperatura, lo que la determina en el caso de un sólido. Lo que hace que ese cuerpo sea un sólido es el hecho de que esos movimientos noson capaces de vencer las enormes fuerzas que mantienen unas partículas “pegadas” a las demás.
Como ejemplo estúpido y con todas las limitaciones habituales, imagina el sólido como un conjunto de personas muy tímidas pero afectivas: forman lazos sociales muy fuertes pero sólo con unas cuantas personas cercanas, que llenan todas sus necesidades emocionales. En una fiesta con personas así, la genteformaría grupos de conversación de los que no se moverían. Eso sí, los grupos no están cerrados, sino que hay un solapamiento que hace que los grupos estén en posiciones fijas unos respecto a otros, con un par de personas en común entre cada par de grupos.
Sin embargo, a veces estas interacciones son débiles y no son capaces de frenar el movimiento de las partículas, como sucede en el caso del...