Fenómenos y cambios del estado físico

Cierto día Bombom, ya no era el mismo, había crecido, no era más el cachorro al cual criaba, esto ocurrió porque en su interior se había producido una serie de procesos biológicos y químicos complejos, con el tiempo de por medio, me alegraba verle descansar luego de una mañana ajetreada por jugar, su desplazamiento para mi implicaba un hecho físico, hasta que un día lo observe languidecer, murió. La vida es un estado de actividad de todo ser viviente y como tal es cambiante, pero esos cambios se manifiestan con la interacción nuestra y el medio en el cual nos encontramos. A estos cambios o hechos, los químicos le denominan Fenómenos pues son los cambios que ocurren en las propiedades o en las relaciones de los cuerpos, estos se manifiestan en variadas formas; Así podría conceptuarse a los más importantes:

1. Fenómeno Metereológico.- Es el hecho que ocurre en la atmósfera o en la superficie terrestre, se caracteriza por la precipitación, suspensión de partículas sólidas, líquidas y mezclas, a su vez puede implicar una manifestación de naturaleza eléctrica y óptica. Como ejemplo tenemos a la niebla, la llovizna, granizo, escarcha, ventisca, humo, tolvanera (remolino de polvo o arena), arco iris, espejismo, trueno, eco,...


2. Fenómeno Físico.- Es aquel en la cual la materia no cambia en sus propiedades íntimas, pues se manifiesta externamente a las moléculas, mostrando un estado transitorio, por ende inestable y reversible. Como ejemplos tenemos a la ebullición del agua, dilatación de un metal, caída de un cuerpo, la disolución de la sal en el agua formando una solución acuosa, el calentamiento del bronce al rojo vivo,...


Los cambios físicos de los estados de la materia
Los estados clásicos de la materia pueden intercambiarse por desprendimiento o suministro de energía (calor) lo cual implica que la energía interna (U) disminuya o aumente respectivamente. Así, si para una misma sustancia (obviamente es una sustancia pura), esta pasa de sólido a líquido y luego a gas, se dice que esta sujeta a un proceso de absorción de calor por lo que se denomina "Proceso Endotérmico"; caso contrario, de gas a líquido y este a sólido, se logra liberando su energía interna (U), por lo que se denomina "Proceso exotérmico".


En estos procesos esta involucrado una forma de energía originada por el movimiento molecular de los cuerpos a los que se le denomina CALOR (Q), el cual puede ser del tipo:
  • Calor sensible (Qs): es la cantidad de calor que se le da o extrae a un cuerpo material, con el objetivo de alterar sus propiedades, sin modificar su estado físico.
  • Calor latente (Ql): es la cantidad de calor absorbido (valor positivo) o liberado (valor negativo) en el cambio del estado físico de la unidad de masa, m ("g" o "mol"). 
Ambos calores se relacionan así: Qs = Ql x m

G. Gasificación: proceso termoquímico que transforma un líquido en gas. En petroquímica, es una forma de definir al proceso que ocurre en una superficie carbonosa que por acción de una serie de procesos químicos  con presencia de agentes gasificantes como el aire, vapor de agua, esta se transforma en gas combustible, como lo realizado en la biomasa, carbon, y otros. Antes de continuar es necesario conceptuar brevemente lo siguiente:

GAS (G): es aquel tipo de materia que no se encuentra en equilibrio con su fase condensada (líquido o sólido) a temperatura ambiente. Entonces cuando un líquido pasa a la fase gas, es propio que se denomine gasificación, y, cuando un gas pasa al estado líquido debe denominarse Licuación (L), aunque el "proceso físico" que se manifiesta por aumentar la presión y disminuir la temperatura gradualmente en el sistema se denomina Licuefacción.


VAPOR (V): es todo tipo de materia cuyo estado natural no es gaseoso, pero al aumentar su temperatura la energía cinética de sus moléculas logra que pase al estado gaseoso, por lo que un vapor es aquel que se encuentra en equilibrio dinámico con su fase condensada. Entonces cuando un líquido pasa a la fase vapor debe denominarse vaporización, pero además es necesario hasta aqui considerar lo siguiente:

  • Vaporización (Tv): se manifiesta cuando toda la masa del líquido se transforma por completo en vapor, en este hecho las partículas se desplazan  independientemente a altas velocidades.
  • Evaporización (Te): se manifiesta cuando cierta masa del líquido se transforma en vapor y esta se da en la superficie del líquido con variación de la presión y la temperatura. La rápidez con que ocurre la evaporización depende de: naturaleza del líquido, superficie expuesta y la presión.
  • Ebullición (Tb): es el proceso de vaporización que se da a temperatura constante en toda la masa del líquido con la consiguiente formación de burbujas. Así la "Tb" a 1,0Atmósfera de presión de sustancias puras como el: agua es 100oC; bencina es 80,2oC.

OBSERVACIÓN: Existen ciertos líquidos impuros que ebullen a temperatura constante como son el agua alcohólica (agua al 4,4% y el etanol al 96,4%) que ebulle a una "Tb" constante igual a 78,15oC,o como, el ácido clorhídrico (20,24% de HCl y el resto de agua) cuya "Tb" constante es de 110oC; A estas mezclas impuras cuya "Tb" es constante se les denomina "Mezclas Azeotrópicas".


VOLATILIZACIÓN: se presenta en sustancias de bajo punto de ebullición, es un tipo de vaporización violenta que puede darse en sólidos volátiles como el hielo seco, la naftalina, o, en líquidos volátiles como el ron, acetona, eter, gasolina,...

Volatilización del yodo (I)

CONDENSACIÓN: Es el paso del estado de vapor al estado líquido, los vapores como el agua, por enfriamiento o compresión condensan, formando agua líquida. En el caso de los gases, como el dióxido de carbono, CO2, para pasar al estado líquido, primero deben ser enfriados hasta cierta temperatura, para luego ser comprimidos.

SUBLIMACIÓN: es el pasaje del estado sólido al estado gaseoso directamente, sin pasar por el estado líquido, este fenómeno se denomina sublimación directa (o sublimación) o progresiva; si el paso es contrario, es decir de gas a sólido, se denomina sublimación inversa (o deposición) o indirecta o regresiva.

S. Solidificación:  es el paso de un líquido a sólido por disminución de la temperatura, este caso no involucra a la cristalización pues esta consiste en la formación de cristales a partir de un cuerpo gaseoso o un cuerpo líquido, en sólido al disminuir la cantidad de calor.


3. Fenómeno Químico.- Es aquella que se manifiesta en la materia al cambiar sus propiedades íntimas, esto se da a nivel atómico y molecular, por consiguiente existe ruptura y formación de nuevas sustancias, por ende se altera la composición de la sustancia, al ocurrir este hecho, las sustancias formadas se caracterizarán por ser estables e irreversibles. Un fenómeno químico es una "reacción química". como ejemplo se puede citar a: la combustión del gas propano, la oxidación de una ventana metálica, la neutralización de un ácido por una base, la fermentación,...


4. Fenómeno Nuclear.- Es aquel tipo de proceso nuclear en la cual el átomo cambia de identidad generando una energía descomunal, esta se manifiesta a nivel del núcleo atómico.

Fenómenos nucleares, como lo ocurrido en la central de Chernobyl

Un fenómeno es un hecho ocurrido en el medio en el cual nos encontramos de un modo directo o indirecto, por tanto su existencia es independiente de nuestros sentidos.



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