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3Estados de la materiaEstados de la materiaAntes de empezarObjetivosEn esta quincena aprenderás a: Que la materia se presenta entres estados fundamentales. Que la teoría que mejor describeel comportamiento de la materiaes la Teoría cinético-molecular. Que los tres estados de lamateria y sus transformacionesse pueden explicar con la teoríacinético-molecular1. La materiaEstados de agregaciónPropiedades de la materia2. Teoría cinético-molecularIntroducciónEl estado sólidoEl estado líquidoEl estado gaseosoLa difusión3. El estado sólidoEstudio del estado sólido4. El estado líquidoEstudio del estado líquido5. El estado gaseosoGas a temperatura constanteGas a presión constanteGas a volumen constante6. La teoría cinético-molecular explica loscambios de ublimaciónVisión globalResumenEjercicios para practicarAutoevaluación: comprueba lo que sabesActividades para enviar al tutorPara saber másSoluciones:ActividadesEjercicios para practicarAutoevaluación54 FÍSICA Y QUÍMICA
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Estados de la materiaAntes de empezarRecuerdaInvestigaLa presiónUn cambio de estadoLa presión es una magnitud que nos indica lafuerza que por unidad de área se ejercesobre una superficie. Su unidad en elSistema Internacional es el Pascal (Pa) quesería la presión ejercida cuando sobre unasuperficie actúa una fuerza de 1 Newton(1N) perpendicular a la misma por metrocuadrado (m2).Otra unidad de presión muy usada es laatmósfera (atm) que equivale a 101300 Pa.También se usan otras unidades como elmilímetro de mercurio. 760 mmHg equivalena 1 atm.Consigue un termómetro (en las tiendas de"todo a 1 euro" los hay muy baratos) eintrodúcelo en una vasija con una mezcla dehielo y agua.¿Qué temperatura marca el termómetromientras hay hielo en el agua?Cuando se funda todo el hielo, ve observandola temperatura que marca el termómetrocada tres minutos, anótalo en tu cuaderno yrepresenta la temperatura en función deltiempo.La temperaturaLa temperatura se mide con termómetros,los cuales pueden ser calibrados de acuerdoa una multitud de escalas que dan lugar aunidades de medición de la temperatura.En el Sistema Internacional de Unidades, launidad de temperatura es el grado kelvin(K), y la escala correspondiente es la escalaKelvin o escala absoluta, que asocia el valor"cero kelvin" (0 K) al "cero absoluto", y segradúa con un tamaño de grado igual al delgrado Celsius, también llamado gradocentígrado.El volumenEl volumen es una magnitud definida comoel espacio ocupado por un cuerpo. Es unafunciónderivadayaquesehallamultiplicando las tres dimensiones, ancho,profundo y alto.En física, el volumen es una magnitud físicaextensiva asociada a la propiedad de loscuerpos físicos de ser extensos.Su unidad en el Sistema Internacional es elm3, pero en los laboratorios de química seusa mucho el litro (l).56 FÍSICA Y QUÍMICA
Estados de la materia1.La materiaEstados de agregaciónTodos los cuerpos están formados por materia, cualquieraque sea su forma, tamaño o estado.La materia se nos presenta en tres estados fundamentalesde agregación: Sólido: azúcar, sal, hielo.Líquido: alcohol, agua, aceite.Gas: oxígeno, nitrógeno.Imagen 1. Los tres estados de la materia.Propiedades de la materiaLa materia, en cualesquiera de sus estados, tiene una seriede propiedades características como son la densidad, ladureza, el punto de fusión, la temperatura, el volumenespecífico (volumen ocupado por la unidad de masa), elpunto de ebullición. que no dependen de la cantidad demateria considerada.Por otra parte, hay otras propiedades como el volumen o lamasa que sí dependen de la cantidad que se tome.Lord KelvinEra el año 1848cuandouncientíficodeIrlanda del Nortellamado WilliamThomson (18241907)propusoque para medir la temperaturade los cuerpos se utilizase unanueva escala que comenzara acontar justamente en el llamadocero absoluto Por entonces ya sehabíacalculadoquelatemperatura tiene un límitenatural, por debajo del cual esimposible descender. Ese límiteestaba establecido en -273 ºC, osea, a 273 ºC bajo cero. WilliamThomson era profesor de físicaen la Universidad de Glasgowdesde los veintidós años, a lostreinta y cuatro había to que desempeñó un papelimportante en el tendido delprimer cable transatlántico, sepensó en adoptar para él el títulodelorddelCable,perofinalmente el propio interesadopropuso que se lo concedierancomo lord Kelvin, en recuerdodel pequeño río sobre cuyariberaestáasentadalaUniversidad de Glasgow Y así nosólo ha pasado ese nombre a lahistonadelafísicaparaidentificar a William Thomson,sino también para denominar launidad de la escala absoluta detemperaturas.Parapasardelaescalacentígrada (o Celsius) a la escalaabsoluta de Kelvin, basta sumarla cantidad de 273. Así, cuandotenemos una temperatura de 25ºC, su equivalente en la escalakelvin será 25 273 298 K.A1. La densidad se mide dediferente forma según lamateria se presente comoun sólido, un líquido o ungas. Investiga los métodosque se pueden seguir paracalcular la densidad de lassubstancias y, en concreto,mira los densímetros queaparecen en la fotografía yexplica su funcionamiento.FÍSICA Y QUÍMICA 57
Estados de la materiaA las primeras propiedades se las llama intensivas y a lassegundas extensivas.Imagen 2. Las propiedades varían de una sustancia a otraLa densidad y la temperatura son propiedades intensivas dela materia. Una escala termométrica muy usada es la escalaKelvin. En ella, se toma como origen el cero absoluto y cadagrado equivale a un grado centígrado. Lord Kelvin danombre a esta escala termométricaRecuerda. La densidad es lamasa dividida por el volumenque ocupa esamasa.Unaforma habitualdemedirladensidad en loslíquidoseshacerlo con losllamadosdensímetros(comolosindicados en laimagen 2)Las propiedades de la materiapuedenserintensivasoextensivas2.Teoría cinético-molecularIntroducciónEl comportamiento de la materia se explica actualmente conla teoría cinética basada en los siguientes supuestos:La materia está compuesta por partículas muy pequeñas encontinuo movimiento, entre ellas hay espacio vacío. Laspartículas pueden ser átomos, moléculas, iones.Imagen 6. La temperatura estárelacionadaconlaenergíacinética.La energía cinética de las partículas aumenta al aumentar latemperatura.Recuerda: La energía cinéticaes la mitad de la masa por lavelocidad al cuadradoLas partículas se mueven en todas las direcciones. En elcaso de un gas chocan continuamente entre ellas y con lasparedes del recipiente que lo contiene. La cantidad dechoques que por unidad de tiempo se producen sobre lasparedes del recipiente está relacionado con la presión (amayor número de choques, más presión se ejerce sobre lasparedes del recipiente).58 FÍSICA Y QUÍMICALa teoría cinética explica elcomportamiento de la materia.
Estados de la materiaEl estado sólidoEn el estado sólido las partículas se encuentran unidas porgrandes fuerzas que las mantienen unidas a distanciasrelativamente pequeñas. El movimiento de las partículas selimita a ser de vibración, sin que se puedan desplazar.Conforme aumenta la temperatura, la amplitud de lavibración de las partículas se hace mayor por lo que el sólidose dilata.A2. Al variar la temperatura delsólido. ¿Qué ocurre?A3. ¿Cómo están las partículasen el cero absoluto?A4. ¿Quéocurreconlaseparación de las partículasa medida que aumentamosla temperatura?Imagen 3. En el estado sólido las partículas están privadasde libertad de movimiento de traslación.El estado líquidoEn este estado las fuerzas entre las partículas son másdébiles que en el sólido lo que implica que éstas tenganlibertad de movimiento, así las partículas están dotadas demovimientos de vibración, rotación y traslación. Noobstante, las partículas aún se mantienen cercanas unas aotras. Por eso los líquidos adoptan la forma del recipienteque los contiene pero ocupan un volumen fijo.Otra propiedad de los líquidos, que comparten con los gases,es que pueden fluir.Imagen 7. Los líquidos adoptanla forma del recipienteLos líquidos soncompresibles.El estado gaseosoEn el estado gaseoso las fuerzas entre las partículas sonprácticamente nulas y éstas se pueden mover libremente yla distancia entre ellas es mucho mayor que en los estadosmuyA5. Explica con la teoría cinéticaladiferenciaentrelaspropiedades de un sólido yun gas.FÍSICA Y QUÍMICA 59poco
Estados de la materiasólido y liquido.Por ello, las partículas de los gases ocupan todo el volumendisponible del recipiente.Los gases se pueden comprimiry expandir muy fácilmente.Imagen 4. Las partículas en los gases están muy separadas poreso, los gases son fácilmente compresibles y toman la forma delrecipiente que los contiene.La difusiónUno de los fenómenos físicos que con mayor claridad da suapoyo a la llamada teoría cinético-molecular es la difusión.Cuando ponemos en contacto dos fluidos o un sólido solubleen un líquido, éstos acaban mezclados al cabo de ciertotiempo de forma espontánea.La experiencia nos demuestra que cuando abrimos un frascode perfume o de cualquier otro líquido volátil, podemosolerlo rápidamente en un recinto cerrado. Decimos que laspartículas del líquido, después de evaporarse, se difundenpor el aire, distribuyéndose en todo el espacio circundante.Lo mismo ocurre si colocamos un terrón de azúcar en unvaso de agua, las partículas de azúcar se difunden por todoel agua (a este proceso se le llama disolución). Para quetenga lugar el fenómeno de la difusión, la distribuciónespacial de partículas no debe ser homogénea, debe existiruna diferencia de concentración de las partículas entre doszonas.En el caso de los gases la difusión se observa siempre. Noobstante, en el caso de los líquidos (donde hay fuerzasllamadas de cohesión que mantienen unidas las partículas) yde los líquidos con los sólidos este fenómeno sólo se observacuando las fuerzas de cohesión son menores que lasestablecidas entre las partículas de diferentes sustancias. Elaceite y el agua no se difunden entre si porque las fuerzasde cohesión entre las partículas de aceite son superiores alas que se pueden establecer entre las partículas de aceite yde agua.Resulta muy difícil explicar la difusión si se piensa que la60 FÍSICA Y QUÍMICAA6. Imagina que rompes elfrasco de la figura de abajoeintentaexplicarelfenómeno de la difusiónconsiderandoquelaspartículas están en reposo.Imagen 8. El fenómeno de ladifusiónesunapoderosaverificación de la teoría cinéticomolecular.A7. La velocidad de difusión,¿aumentará o disminuirá alaumentar la temperatura?La difusión es un fenómeno queda apoyo a la teoría cinéticomolecular.
Estados de la materiamateria es continua (en lugar de constituida por partículas)o formada por partículas en reposo.Imagen 5. Cuando mezclamos dos disoluciones solubles, al cabode cierto tiempo se igualan las concentraciones.3.El estado sólidoTodas las sustancias sólidas se caracterizan por tener formay volumen constantes y por ser (casi) indeformables.Estas propiedades se explican teniendo en cuenta que laspartículas que los constituyen ocupan lugares fijos en elespacio ordenándose en redes cristalinas.A8. ¿Cómo están los iones delcloruro de sodio en el ceroabsoluto?A9. ¿Qué pasa al ir aumentandola temperatura en un sólido?La ordenación en redes cristalinas de las partículas se puedereflejar a nivel macroscópico con la simetría observada enlos cristales de sólido.Aunque las partículas ocupan lugares fijos en el espacio, seencuentran vibrando. Conforme aumenta la temperatura,aumenta la amplitud de oscilación de las partículas(aumenta su energía total) aumentando la distancia que lassepara y así el sólido aumenta su volumen. A este fenómenolo llamamos dilatación.FÍSICA Y QUÍMICA 61
Estados de la materiaImagen 9. En los sólidos, las partículas se ordenan enredes cristalinas.4.El estado líquidoEn el estado líquido las partículas se pueden trasladarlibremente debido a su energía cinética, pero esta energíacinética no es suficiente para vencer totalmente las fuerzasde atracción entre ellas, manteniéndose relativamentejuntas. Dicho de otro modo, las partículas en este estadoposeen energía cinética (debido al movimiento) y energíapotencial (debido a la posición en cada instante y a lasinteracciones entre ellas).Una sustancia en estado líquidono tiene forma definida, poreso adquiere la del recipiente quela contiene.Por eso los líquidos pueden adquirir la forma del recipienteque los contiene y son prácticamente incompresibles.En los líquidos existen fuerzas quemantienen las partículas muycercanas, pero que permiten sulibertad de traslación.Conforme aumenta la temperatura, aumenta la energíacinética de las partículas (y por tanto su velocidad)aumentando la distancia que las separa. A este fenómeno lollamamos dilatación.Imagen 10. En el estado líquido las fuerzas de cohesión entre laspartículas son moderadamente grandes.62 FÍSICA Y QUÍMICA
Estados de la materia5.El estado gaseosoTemperatura constanteCon la temperatura constante, alaumentarlapresióndelgas,disminuye su volumen.Si mantenemos la temperatura constante y ejercemos unapresión sobre el gas, su volumen disminuye.El hecho de que al ejercer una presión sobre un gasdisminuya su volumen es causado por la elevadacompresibilidad de los gases debido a que prácticamente nohay fuerzas entre sus partículas y a las grandes distanciasque existen entre ellas.A10. Si ejerces una presión enel punto indicado en la figura¿qué le ocurre al volumendel gas?A11. Fíjate en la gráfica queseobtienecuandoserepresenta el volumen enfunción de la presión. ¿Quétipo de relación existe entreambas magnitudes?Imagen 11. Cuando se representa el volumen de un gas enfunción de la presión, manteniendo constante la cantidad de gas yla temperatura, se obtiene una gráfica como la de la figura.Presión constanteSi mantenemos la presión constante y aumentamos latemperatura, el volumen del gas aumenta.Ello se debe a que las partículas adquieren más energíacinética y, por tanto, chocan más veces por unidad detiempo sobre las paredes del recipiente, lo que implica queaumente la presión en el interior del recipiente. Al habermenos presión fuera que dentro del recipiente, ésteaumentará su volumen. Este proceso continúa hasta que lapresión exterior e interior se igualan.A12. Si calientas el gas de lafigura (a presión constante),¿qué observarás?A13. Observa la gráfica delvolumen en función de latemperatura que aparece ala derecha de la escena¿Qué tipo de relación hayentre ambas magnitudes?A14. ¿Para qué temperatura elvolumen se haría cero? ¿Tesugiere algo esta conclusión?Con la presión constante, al aumentar la temperatura delgas, aumenta su volumen.FÍSICA Y QUÍMICA 63
Estados de la materiaImagen 12 Al aumentar la temperatura del gas, aumentasu volumen linealmente.Volumen e) y aumentamos la temperatura,aumenta. Ello se debe a que aumenta la energíalas partículas y, por tanto, el número de choquesde tiempo sobre las paredes del recipiente.(recipientela presióncinética depor unidadImagen 13. Al mantener el volumen de un gas constante,si aumentamos la temperatura, aumenta la presión sobre lasparedes del recipiente.Con el volumen constante, alaumentarlatemperaturaaumenta la presión.Fíjate:Alaumentarlatemperatura del gas, aumenta lavelocidad de las partículas que loconstituyen, no obstante notodas las partículas tienen lamisma velocidad. En el texto queaparece en la escena tienes lavelocidad promedio de todas laspartículas, que está �cula(indicada en verde).A15. Imagina que varía latemperatura del gas (avolumen constante), ¿cómose modifica la presión en lagráfica.¿Quétipodedependenciatienelapresión con la temperatura?A16.¿Por qué en veranopueden llegar a explotar losneumáticosenlasautopistas?64 FÍSICA Y QUÍMICA
Estados de la materia6. La teoría cinético-molecularexplica los cambios de estadoIntroducciónEl hielo es agua sólida. Si aumentamos la temperatura delhielo, las moléculas de agua vibrarán cada vez más deprisa.El calor absorbido por el hielo hace que la energía devibración aumente y, por tanto, aumenta su temperatura,pero (si la presión es de 1 atm) al llegar a 0ºC latemperatura se mantiene constante mientras queda sólidopor fundir: el calor absorbido hace que se debiliten mucho lafuerzas entre las moléculas de agua.Por último, si seguimos calentando el agua líquida desde 0ºChasta 100ºC, mientras el agua hierve, la temperatura semantiene constante en 100ºC. Después, cuando no quedalíquido en el recipiente, volverá a aumentar la temperaturadel vapor de agua.El estado de agregación de la materia se puede modificar alcambiar la energía cinética de sus partículas.A17. Observa la gráfica delcambio de estado. ¿A quéconclusión llegas?Al calentar cierta cantidad de agua, si representamos latemperatura en función del calor absorbido, se obtiene lagráfica anterior.La fusiónLlamamos fusión al proceso físico mediante el cual un sólidopasa al estado líquido.Al calentar un sólido, las partículas que lo constituyenaumentan su energía cinética de vibración, con lo que suspartículas se separan más y más (dilatación). Llega unmomento en que esta separación debilita las fuerzas que lasmantienen unidas y desaparece la estructura cristalina conlo que se pasa al estado líquido debido a que ahora estasA18. Revisa en tu cuaderno laactividad de fusión del hieloque realizaste.A19. Construye la gráfica de latemperatura en función deltiempoconlosdatosanteriores.FÍSICA Y QUÍMICA 65
Estados de la materiapartículas tienen libertad de traslación. A esta temperaturala llamamos temperatura de fusión.Al calor necesario para que un gramo de sólido pase alestado líquido se llama calor latente de fusión (Lf) y se mideen J/kg en el Sistema Internacional de Unidades.Imagen 14. Gráfica correspondiente a la fusiónEvaporaciónCuando las partículas pasan del estado líquido al gaseosopor haber adquirido suficiente energía cinética para escapar,decimos que se ha producido un cambio de estado líquidogas.Imagen 15. La evaporación se produce a cualquier temperatura.Este cambio de estado se puede producir en la superficie dellíquido, en cuyo caso lo denominamos evaporación; o bienen el interior del líquido, en cuyo caso lo llamamosebullición.La evaporación es un fenómeno superficial, es decir las66 FÍSICA Y QUÍMICAA20. ¿De qué modos creesque puede adquirir suficienteenergíacinéticaunamolécula para escapar de lasuperficie del líquido?Paraqueseproduzcalaevaporación no es necesarioque se alcance la temperaturade ebullición.
Estados de la materiapartículas de la superficie del líquido pueden adquirirsuficiente energía cinética y escapar. Cuando nos ponemosalcohol en la mano notamos frío debido a que las moléculasde alcohol toman de nuestra piel la energía suficiente parapasar al estado gaseoso.La velocidad de evaporación depende de la temperatura: amayor temperatura, mayor velocidad de evaporación.La energía necesaria para que un gramo de líquido pase alestado gaseoso se denomina calor latente de vaporización(Lv)EbulliciónCuando el paso de líquido a gas se produce en el interior dellíquido, se dice que se produce la ebullición.La temperatura a la cual hierven los líquidos se llamatemperatura de ebullición. Esta temperatura de ebullicióndepende de la presión a que esté sometido el líquido(normalmente será la atmosférica). A mayor presiónatmosférica, mayor temperatura de ebullición.Una única temperatura de ebullición (al igual que latemperatura de fusión) es una característica propia de lassustancias puras. La temperatura de ebullición y de fusiónúnicas sirven para distinguir una sustancia pura de unamezcla.A21. Tenemos agua que se hallevado a ebullición ¿quéocurrirácuandolatemperatura que se alcancesea de 100 ºC? Si la presiónatmosféricadisminuyese,¿sería mayor o menor latemperatura de ebullicióndel agua?Recuerda: En la ebullición segeneran masas de gas en elinterior del líquido.La temperatura de ebullición es latemperatura a que hierven loslíquidos.Imagen 16. El agua hierve a 100 ºC cuando se encuentra auna presión de 1 atm.La sublimaciónNo siempre es necesario que una sustancia sólida pase alestado líquido para después transformarse en un gas. Laspartículas de la superficie de un sólido pueden adquirirsuficiente energía cinética para vencer las fuerzas que lasLa sublimación es el paso directo desólido a gasFÍSICA Y QUÍMICA 67
Estados de la materiamantienen unidas y pasar directamente al estado gaseoso. Aeste proceso se le llama sublimación.De la misma forma, cuando los gases se enfrían, puedenpasar directamente al estado sólido, este cambio físico sellama sublimación inversa.La energía necesaria para que 1 gramo de sólido pase alestado gaseoso se llama energía de sublimación y,lógicamente, coincide con la suma de los calores latentes defusión y de vaporización.La sublimación es un cambio de estado que se da muyfrecuentemente; por ejemplo, en las cumbres de los montescon nieves perpetuas, en los armarios donde se introducenaftalina contra la polilla.A22. Observa la imagen 17.Mientras el recipiente estácerrado se llega a unequilibrio dinámico entre elsólido y el gas. ¿Quédiferencia existe entre unequilibrio estático y otrodinámico? ¿Cómo aplicaríaseste concepto aquí?A23. Si esperases que sealcanzara el equilibrio ydespués abrieras la caja.¿Quésucederíaconelequilibrio que se habíaestablecido?Imagen 18. Gráficacambios de estado.Imagen 17. En un recipiente cerrado, al cabo de cierto tiempo sealcanza un equilibrio entre el sólido y el gas.Visión globalLa teoría cinético-molecular explica los cambios de estadodel siguiente modo:Al calentar un sólido, sus partículas aumentan su energíacinética, por lo que la vibración se hace cada vez másintensa hasta que, alcanzada la temperatura de fusión, sehacen tan débiles que las partículas adquieren libertad demovimiento. se dice que se ha llegado al estado líquido.Al continuar comunicando calor, las partículas siguenaumentando su energía cinética. En el momento que sealcanza la temperatura de ebullición, incluso las partículasdel interior del líquido tienen suficiente energía cinética parapasar al estado de vapor.En el estado gaseoso, las partículas prácticamente son libres(la fuerza entre ellas es insignificante) y están muyseparadas. Si seguimos comunicando calor a presiónconstante, las partículas se separarán más y más debido alincremento de su energía cinética, aumentará el volumendel gas.68 FÍSICA Y QUÍMICAdelos
Estados de la materiaEs importante remarcar que mientras se producen loscambios de estado la temperatura permanece constante yaque la energía aportada al sistema es invertida en vencer lasfuerzas de atracción.Mientras dura el cambio de estado la temperaturapermanece constante.ResumenPropiedades del estado sólido* Tienen forma y volumen constante.* Sus partículas se ordenan en redes cristalinas y estándotadas de movimiento de vibración.Propiedades del estado líquido* Tienen volumen constante pero adoptan la forma delrecipiente que los contiene* Sus partículas tienen libertad de movimiento pero estámuy juntas.Propiedades del estado gaseoso* Tienen volumen variable y adoptan la forma del recipienteque los contiene. Ocupan todo el volumen del recipiente quelos contiene.* Sus partículas tienen libertad de movimiento y están muyseparadas debido a que las fuerzas entre ellas espequeñísima.SólidosLíquidosGasesTienen volumen fijoTienen volumen fijoNo tienen volumen fijo.Adquieren el volumendel recipiente que loscontieneTienendefinidaNo tienen forma definidaNotienendefinidaformaformaLas partículas muyrelativamentecercanascercanas unas deseparadas entre ellasunas de otrasotrasTienen total libertad dePartículasquese movimiento debido a laPartículas ordenadastrasladanperoaún práctica ausencia deen redes cristalinasinteraccionan con el resto fuerzasentresuspartículasNo se comprimenNo se comprimenAltamentecompresiblesNo se expandenNo se expandenSe expanden muchoFÍSICA Y QUÍMICA 69
Estados de la materiaLos cambios de estadoA medida que aumentamos la temperatura de un cuerposólido, sus partículas adquieren mayor energía cinética adeterminada temperatura estas partículas adquieren libertadde movimiento pasando el cuerpo al estado líquido. Siseguimos aumentando la temperatura se llega a laebullición, en este momento las partículas en el seno dellíquido pasan al estado gaseoso.Imagen 19. Cambios de estado70 FÍSICA Y QUÍMICALa temperatura a la cual fundenloscuerpossellamatemperatura de fusión.La temperatura a la cual hierven loslíquidos se llama temperatura deebullición.
Estados de la materiaPara practicarRellena con las palabras adecuadasLa materia se presenta en treso formas de agregación:,y.Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias puedenhallarse de modo natural en los tres, tal es el caso del agua.La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o lassustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o elCO2 en estado gaseoso.Los sólidos: Tienen forma y volumende sus estructuras. Se caracterizan por la rigidez y regularidadLos líquidos: No tienen forma fija pero sí. La variabilidad de forma y el presentarunas propiedades muy específicas son características de los líquidos.Los gases: No tienenvariación depresión.nifijos. En ellos es muy característica la granque experimentan al cambiar las condiciones de temperatura yResponde:Los verdaderos sólidos sonCristalinosAmorfosLa vaporizaciónSe produce a los 100 ºCNinguna de estas respuestas es verdaderaSe da en la superficie de los líquidosSe da cuando se alcanza la temperatura de ebulliciónSe puede producir a cualquier temperatura¿Cómo se llama el paso de líquido a sólido?Los estados líquido y gaseoso se parecen en:Que se pueden comprimirQue las partículas tienen libertad de traslaciónQue adoptan la forma del recipiente que los contieneFÍSICA Y QUÍMICA 71
Estados de la materiaQue las fuerzas entre las partículas son muy débilesUn trozo de ladrillo desaloja 10 cm3 de agua y tiene una masa de 23 g. ¿Cuál es sudensidad? (Indica el resultado en g/cm3 con dos cifras decimales usando el punto paraseparar las unidades de los decimales).El paso directo de sólido a gas se ónResponde si es verdadero o falsoSi mantenemos la temperatura constante y aumentamos la presión sobre un gas,aumenta su volumenSi mantenemos la presión constante y disminuimos la temperatura sobre un gas,aumenta su volumenSi mantenemos la temperatura constante y aumentamos la presión sobre un gas,disminuye su volumenSi mantenemos la presión constante y aumentamos la temperatura sobre un gas,aumenta su volumenSi añadimos más partículas a un recipiente con gas sin variar su presión ni su temperaturaSu volumen disminuyeSu volumen aumentaSi añadimos más partículas a un recipiente con gas sin variar su volumen ni su temperaturaSu presión disminuyeSu presión aumentaUna medalla de oro tiene una masa de 3 g y una densidad de 19.3 g/cm 3. Calcula:El volumen de la medalla.Su densidad en el Sistema Internacional de UnidadesUna esfera de cierto material tiene 4 cm de radio y una masa de 5 g. Calcula sudensidad.En el mundo anglosajón son usadas las unidades de pie para la longitud y de librapara la masa. El hierro es un elemento que tiene una densidad de 7.86 g/cm3.Expresa esta densidad en lb/pie3, sabiendo que 1 libra equivale a 453.59 g y que 1pie son 30.48 cm3.72 FÍSICA Y QUÍMICA
Estados de la materiaComprueba lo que sabesCoge lápiz, papel y la calculadora, y resuelve estos ejercicios que te proponemos,para que puedas comprobar lo que has aprendido. Cuando el resultado seanumérico, debes introducirlo redondeado a centésimas.Si tu puntuación esinferior a 6, conviene que repases los apartados en que has fallado.El paso directo de un sólido a gas se llamaEl volumen que ocupa un gas a temperatura constante es directamente proporcional a lapresiónIndica cuál de estas propiedades de la materia es intensivaLos sólidos se caracterizan porqueEl estado que se caracteriza porque en él sus partículas están muy juntas y tienen libertadde traslación es:La temperatura en el proceso de ebulliciónCuando aumenta la temperatura de un recipiente cerradoEn la fusión.Calcula la densidad de un sólido que tiene una masa de 5 g y ocupa un volumen de 8 cm3.Expresa el resultado en kg/m3.Cuando en la superficie de un líquido las partículas escapan constituyendo el estado gaseoso,se dice que hay:FÍSICA Y QUÍMICA 73
Estados de la materiaActividades para enviar al tutorNombre y apellidos del alumno:Quincena nº: 3Materia: Física y QuímicaFecha:Profesor de la materia:Curso: 3º1.- Calcula:a) La densidad de un cuerpo esférico sólido que tiene 2 cm de radio y una masa de 34 g.b) También esta densidad en el Sistema Internacional de Unidades2.- Responde la siguientes cuestiones:a) Cuando aumenta la presión, el punto de fusión de un sólido:b) Cuando aumenta la presión, el punto de ebullición de un líquido:c) Un sólido se dilata porque:3.- El hecho de que podamos oler un perfume está relacionado con el fenómeno de:4.- La velocidad de vaporización de un líquido depende de la temperatura del líquido,¿verdadero o falso?5.- Las fuerzas de atracción en los sólidos son:6.- Cuando se produce un cambio de estado, la temperatura:7.- Cuando aumenta la temperatura de un recipiente cerrado, aumenta la:8.- Si aumentamos el número de partículas en un recipiente con gas a presión constante,aumenta:9.- Contesta con la palabra adecuada las siguientes definiciones:a) Paso de sólido a líquido74 FÍSICA Y QUÍMICA
Estados de la materiab) Paso de sólido a gas:c) Paso gas a líquido:d) Paso de líquido a gas en el seno dellíquido:e) Temperatura a que un sólido pasa alíquido:f) Energía absorbida para pasar delíquido a gas:g) Paso de líquido a gas desde susuperficie:h) Magnitud macroscópica relacionadacon la velocidad de las partíc
Estados de agregación Todos los cuerpos están formados por materia, cualquiera que sea su forma, tamaño o estado. La materia se nos presenta en tres estados fundamentales de agregación: Sólido: azúcar, sal, hielo. Líquido: alcohol, agua, aceite. Gas: oxígeno, nitrógeno. Imagen 1. Los tres estados de la materia. cen
