El hielo del congelador, el agua de un vaso y el vapor que sale de una tetera son la misma agua, pero en estados distintos: sólido, líquido y gaseoso.
La diferencia está en lo activas que son las partículas y en lo juntas que están, y al ganar o perder calor cambia su movimiento y, con él, el estado.
Mientras el hielo se funde o el agua hierve, la temperatura no sube aunque se siga dando calor, porque ese calor se usa para cambiar la forma en que se ordenan las partículas.
Sube la temperatura de −20 ℃ a 120 ℃ y verás a las partículas vibrar primero en su sitio, luego deslizarse unas sobre otras y al final dispersarse por todo el recipiente.
Los tres estados de la materia
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Partículas de agua según la temperatura: sólido (vibran en su sitio), líquido (se deslizan), gas (se dispersan)
20℃
💡 Las partículas en los tres estados
①Sólido: las partículas están en filas regulares, se atraen con fuerza y solo vibran en su sitio, así que la forma y el volumen son fijos.
②Líquido: las partículas están juntas pero se deslizan unas sobre otras; el volumen es fijo y la forma se adapta al recipiente.
③Gas: las partículas están muy separadas y se mueven deprisa en todas direcciones, así que ni la forma ni el volumen son fijos.
④Cuanto mayor es la temperatura, más activo es el movimiento de las partículas.
Seis cambios de estado
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Los seis cambios de estado entre sólido, líquido y gas, y el intercambio de calor
🔍 Seis cambios de estado
①Fusión: sólido → líquido (el hielo se funde)
②Solidificación: líquido → sólido (el agua se congela)
③Vaporización: líquido → gas (la ropa mojada se seca, el agua hierve)
④Condensación: gas → líquido (aparecen gotas en un vaso frío)
⑤Sublimación: sólido → gas (el hielo seco se encoge); sublimación inversa: gas → sólido (escarcha en la ventana un día frío)
Cambios de estado y energía térmica
Cambios que absorben calor
hacia sólido → líquido → gas: se absorbe calor
La fusión, la vaporización y la sublimación toman calor del entorno; por eso el alcohol en el dorso de la mano da sensación de frío.
Cambios que desprenden calor
hacia gas → líquido → sólido: se desprende calor
La condensación, la solidificación y la sublimación inversa ceden calor al entorno.
🧊 La temperatura durante un cambio de estado
①Mientras cambia el estado, la temperatura se mantiene aunque se siga dando calor.
②Ese calor no se usa para acelerar las partículas, sino para cambiar cómo se ordenan.
③A 1 atm, el agua se funde a 0 ℃ (punto de fusión) y hierve a 100 ℃ (punto de ebullición).
④Los puntos de fusión y ebullición son fijos para cada sustancia, así que sirven para identificarlas.
Puntos clave
Resumen
cambio de estado ← absorción o desprendimiento de calor
Al ir de sólido hacia líquido y gas se absorbe calor; en sentido contrario se desprende.
🎯 Puntos de examen
①Sólidos, líquidos y gases se diferencian en cómo se ordenan y se mueven sus partículas.
②Asocia cada uno de los seis cambios con el sentido del calor (absorbe o desprende).
③Mientras cambia el estado, la temperatura es constante (puntos de fusión y ebullición).
④En la ebullición la vaporización ocurre también dentro del líquido; en la evaporación, solo en la superficie.
⑤Ejemplos de sublimación y sublimación inversa: hielo seco, escarcha.
Ejemplos y prueba
Ejemplo 1
¿Cómo se llama el cambio de estado del hielo que se convierte en agua y absorbe o desprende energía térmica?
1
El paso de sólido a líquido se llama fusión.
2
En la fusión debe deshacerse el orden regular de las partículas, así que se absorbe energía térmica del entorno.
▸ Fusión / absorbe energía térmica
El hielo enfría una bebida por lo mismo: al fundirse absorbe calor de la bebida.
Ejemplo 2
¿Por qué la temperatura no cambia mientras se funde el hielo (a 0 ℃), aunque se siga dando calor?
1
Mientras cambia el estado, el calor que se da se usa para cambiar la ordenación de las partículas.
2
No se usa para acelerar las partículas, es decir, para subir la temperatura, así que esta se queda en 0 ℃ hasta que todo el hielo se ha fundido.
▸ El calor se usa en reordenar las partículas, por eso la temperatura es constante
Si pones el dibujo en 0 ℃ o en 100 ℃ aparece una nota que explica que la temperatura se mantiene mientras cambia el estado.
tipo prueba de unidad
¿Qué afirmación sobre los cambios de estado es correcta?
①La vaporización es un cambio que libera energía térmica
②La fusión y la vaporización son cambios que absorben energía térmica
③La temperatura sigue subiendo durante un cambio de estado
④En un gas, las partículas vibran en su sitio
⑤La solidificación es un líquido que cambia a gas
▸ ② La fusión y la vaporización son cambios que absorben energía térmica
1
En la fusión (sólido → líquido) y la vaporización (líquido → gas) el orden de las partículas se afloja y se absorbe calor, así que ② es correcta.
2
La vaporización absorbe calor (①), la temperatura es constante mientras cambia el estado (③), en un gas las partículas se dispersan deprisa (④) y la solidificación es el paso de líquido a sólido (⑤).