ESTADOS DE LA MATERIA
Todo lo que se nos manifiesta a nuestro alrededor y que podemos percibir de un modo u otro, es evidencia de una realidad objetiva que tiene un origen, como el objeto que le acompaña, el mueble, el monitor, un libro, un celular, agua mineral. Nuestra naturaleza también nos muestra una serie de hechos que acompañan en la formación de un producto, por ejemplo la manzana, la aceituna, el coco,..., es en este medio que podemos observar cuerpos rígidos como las rocas, madera; cuerpos líquidos como el agua del rio, aceite; cuerpos gaseosos como el aire que nos rodea; estos cuerpos experimentan diariamente una serie de modificaciones debido al movimiento interno que caracteriza a toda materia, y, del medio del cual forma parte, así la aceituna madura no podrá regresar a ser verde (inmadura), el agua del río modificará la forma de las rocas, al aumentar la temperatura, probablemente una pequeña parte del agua del río se transformará en vapor, las termitas emplearán una parte de la madera transformándolas en metano.
En nuestro Universo, la materia en virtud a su movimiento interno, se encuentra en diferentes estados físicos conocidos como Estados de Agregación de la materia, debido a las fuerzas de Unión (Enlace) entre sus partículas. Así existen los estados sólido, líquido y gaseoso a los que se les denomina Estados clásicos de la materia, empero, existen otros más como los estados plásmatico, condensado Bose - Einstein y otros; Dichos estados observables en los cuerpos son circunstancias que dependen principalmente de dos variables, la Temperatura (T) y la Presión (P).
Las fuerzas que son parte de dichos estados son las fuerzas atractivas (Fa) y las fuerzas repulsivas (Fr), ¿Pero, como es que estas interaccionan en el interior de los cuerpos?
Veamos las "Fa" actuán en la unión de las partículas, pero las partículas pueden ser iguales o distintas, cuando las partículas son iguales y existe atracción la fuerza atractiva se denomina fuerza de cohesión, Fc, y es la que esta presente en sustancias puras, obviamente con predominio de estas "Fa"; sin embargo, si existe atracción entra partículas distintas, las fuerzas atractivas reciben el nombre de fuerzas de adhesión, Fd, y es la que esta presente en las mezclas. Ahora, bien las "Fr" son las que se manifiestan contrariamente a las fuerzas atractivas, es decir son las que actuán en la "separación" de las partículas.
Conceptualizemos, en forma general a estos Estados de Agregación de la materia, los cuales son:
1. Estado Sólido.- Las partículas elementales que forma parte de los cuerpos sólidos se distinguen porque la fuerza de repulsión es prácticamente nula, existiendo un predominio absoluto de las fuerzas atractivas, la cual permite a dichas partículas (unidades elementales) permanecer bajo una fuerte atracción, completo orden en la mayoría de casos, con movimiento vibratorio el cual genera una energía conocida como Fonón. estas cualidades hacen que los cuerpos sólidos tengan forma y volumen definido con una elevada densidad, además de una incompresibilidad, resistencia a la fragmentación.
2. Estado Líquido.- Las partículas en los líquidos se caracterizan debido a la semejanza de fuerzas de cohesión y de repulsión, esto le permite a las partículas desplazarse a través de los espacios libres, con un ligero desorden, permitiendo que la materia en este estado tenga un volumen fijo, más no así en su forma la cual depende del recipiente que le contiene. Sus partículas presentan en su deplazamiento rotación y traslación limitada, en la cual su energía cinética molecular depende de la temperatura del sistema de referencia, sin embargo su resistencia a fluir determina a la viscocidad la cual es inversa a la temperatura; Así si comparamos al agua y al aceite, el agua fluye mejor que el aceite el cual es más viscoso. Así en la Probeta (a la izquierda) tenemos bromo líquido diluido, en la fiola, aceite, en el vaso precipitado el vitriolo azul y en el matraz un colorante que se emplea para preparar jabones de Glicerina, todos ellos líquidos.
3. Estado Gaseoso.- Las partículas elementales en los gases se caracterizan por poseer una gran fuerza de repulsión, debido a esto es que sus partículas se desplazan a altas velocidades, en completo desorden; En este estado, la materia no tiene forma, ni volumen fijo o propio, ambas cualidades depende del recipiente que le contiene, por lo que se pueden comprimir o expandir, las partículas presentan movimiento de rotación y traslación ilimitados, se genera energía cinética elevada y a la vez dependiente de la Temperatura. Aquí un ejemplo de vapor, un tipo de estado gaseoso.
Estos 3 estados clásicos de la materia se tratarán más adelante, en forma meticulosa.
4. Estado Plásmatico.- Es un estado físico de la materia, se trata de una mezcla de gases ionizados, en los cuales los átomos que le constituyen se han separado de alguno de sus electrones más externos, de esta manera el plasma esta compuesto de cationes (átomos con carga positiva) y aniones (átomos con carga negativa) los cuales se encuentran separados entre si debido al elevado movimiento generado por su extrema energia cinética, al ser libres son excelentes conductores, que están influenciados por campos magnéticos, al estar intimamente mezclados, el plasma es electricamente neutro, Más del 90% de toda la materia en el universo se encuentra en estado plasmático, así estan las constelaciones, las estrellas, como nuestro Sol, la energía nuclear, la lámpara fluorescente, las luces de neón, las chispas eléctricas.
5. Condensado Bose - Einstein.- Es un estado de agregación de la materia que se presenta a temperaturas bajas en ciertos materiales, fué descubierto el 5 de julio de 1995 por los físicos Cornell, Wolfgan y Wieman, aunque fué predicha en 1926 por Einstein y Bose. Razón por el cual se le denomina: BEC, condensado Bose - Einstein. En este estado registrado a temperaturas extremadamente bajas los átomos iguales y/o diferentes, prácticamente quedan inmóviles, alcanzando a la vez el mismo nivel de energía, a lo que se denomina estado fundamental. La superfluidez, la superconductividad son ejemplos del estado condensado, así un material superconductor se caracteriza por la ausencia de cualquier resistencia eléctrica hacía los electrones.
Existen otros estados más como el condensado de Fermi, similar al condensado Bose - Einstein, el estado supersólido y otros donde existen a condiciones completamente extremas.
OBSERVACIÓN: Existe una consideración científica sobre un estado al cual denominan ESTADO de INTERFASE, el cual "se afirma" que es un estado de la materia presente con un conglomerado de átomos y moléculas que se forman exactamente en el límite de los estados físicos tradicionales.
Las fuerzas que son parte de dichos estados son las fuerzas atractivas (Fa) y las fuerzas repulsivas (Fr), ¿Pero, como es que estas interaccionan en el interior de los cuerpos?
Veamos las "Fa" actuán en la unión de las partículas, pero las partículas pueden ser iguales o distintas, cuando las partículas son iguales y existe atracción la fuerza atractiva se denomina fuerza de cohesión, Fc, y es la que esta presente en sustancias puras, obviamente con predominio de estas "Fa"; sin embargo, si existe atracción entra partículas distintas, las fuerzas atractivas reciben el nombre de fuerzas de adhesión, Fd, y es la que esta presente en las mezclas. Ahora, bien las "Fr" son las que se manifiestan contrariamente a las fuerzas atractivas, es decir son las que actuán en la "separación" de las partículas.
Conceptualizemos, en forma general a estos Estados de Agregación de la materia, los cuales son:
1. Estado Sólido.- Las partículas elementales que forma parte de los cuerpos sólidos se distinguen porque la fuerza de repulsión es prácticamente nula, existiendo un predominio absoluto de las fuerzas atractivas, la cual permite a dichas partículas (unidades elementales) permanecer bajo una fuerte atracción, completo orden en la mayoría de casos, con movimiento vibratorio el cual genera una energía conocida como Fonón. estas cualidades hacen que los cuerpos sólidos tengan forma y volumen definido con una elevada densidad, además de una incompresibilidad, resistencia a la fragmentación.
Dispuesto en la parte superior tenemos a unos cristales sólidos de diamante, sujetos con una pinza metálica, nos exhiben una estructura rígida.
2. Estado Líquido.- Las partículas en los líquidos se caracterizan debido a la semejanza de fuerzas de cohesión y de repulsión, esto le permite a las partículas desplazarse a través de los espacios libres, con un ligero desorden, permitiendo que la materia en este estado tenga un volumen fijo, más no así en su forma la cual depende del recipiente que le contiene. Sus partículas presentan en su deplazamiento rotación y traslación limitada, en la cual su energía cinética molecular depende de la temperatura del sistema de referencia, sin embargo su resistencia a fluir determina a la viscocidad la cual es inversa a la temperatura; Así si comparamos al agua y al aceite, el agua fluye mejor que el aceite el cual es más viscoso. Así en la Probeta (a la izquierda) tenemos bromo líquido diluido, en la fiola, aceite, en el vaso precipitado el vitriolo azul y en el matraz un colorante que se emplea para preparar jabones de Glicerina, todos ellos líquidos.
3. Estado Gaseoso.- Las partículas elementales en los gases se caracterizan por poseer una gran fuerza de repulsión, debido a esto es que sus partículas se desplazan a altas velocidades, en completo desorden; En este estado, la materia no tiene forma, ni volumen fijo o propio, ambas cualidades depende del recipiente que le contiene, por lo que se pueden comprimir o expandir, las partículas presentan movimiento de rotación y traslación ilimitados, se genera energía cinética elevada y a la vez dependiente de la Temperatura. Aquí un ejemplo de vapor, un tipo de estado gaseoso.
La diferencia entre un gas y vapor se observa en su movimiento, el gas es más caótico que el vapor, además de que un vapor se puede transformar en líquido fácilmente, mientras que un gas no, lo cual no implica que este no pueda ser líquido.
Estos 3 estados clásicos de la materia se tratarán más adelante, en forma meticulosa.
4. Estado Plásmatico.- Es un estado físico de la materia, se trata de una mezcla de gases ionizados, en los cuales los átomos que le constituyen se han separado de alguno de sus electrones más externos, de esta manera el plasma esta compuesto de cationes (átomos con carga positiva) y aniones (átomos con carga negativa) los cuales se encuentran separados entre si debido al elevado movimiento generado por su extrema energia cinética, al ser libres son excelentes conductores, que están influenciados por campos magnéticos, al estar intimamente mezclados, el plasma es electricamente neutro, Más del 90% de toda la materia en el universo se encuentra en estado plasmático, así estan las constelaciones, las estrellas, como nuestro Sol, la energía nuclear, la lámpara fluorescente, las luces de neón, las chispas eléctricas.
Existen otros estados más como el condensado de Fermi, similar al condensado Bose - Einstein, el estado supersólido y otros donde existen a condiciones completamente extremas.
OBSERVACIÓN: Existe una consideración científica sobre un estado al cual denominan ESTADO de INTERFASE, el cual "se afirma" que es un estado de la materia presente con un conglomerado de átomos y moléculas que se forman exactamente en el límite de los estados físicos tradicionales.
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