Cambios de estado de la materia

Se denominan así los que acaecen en la materia a causa de variaciones de la temperatu­ra.

A continuación se indican y definen todos los cambios de estado posibles.

Los cuerpos se dilatan al aumentar su tem­peratura (es decir, sus moléculas se separan unas de otras). Por este motivo, los sólidos dis­minuyen su cohesión y, como consecuencia, se reblandecen hasta llegar a adoptar el estado lí­quido. Si, inversamente, se enfría un líquido, aumenta su cohesión (se aproximan sus molé­culas) y finalmente adquiere el estado sólido, se solidifica. El primer cambio de estado se llama fusión y el segundo, solidificación. Todo cuerpo sólido se funde a una temperatura determinada. Y esta temperatura se denomina punto de fu­sión. Todo cuerpo líquido se solidifica a una temperatura determinada, que es la misma que la de su punto de fusión. Durante la fusión, a pesar de proporcionarle calor de una forma continua, la temperatura del cuerpo se mantie­ne constante. El calor sólo sirve entonces para fundirlo. Igualmente ocurre en la solidificación de un líquido, pero en el caso contrario. La can­tidad de calor (expresada en calorías) que nece­sita para fundirse un kilogramo de un cuerpo que ya alcanzó su temperatura de fusión se llama calor de fusión. Si se disuelve un cuerpo sólido (por ejemplo, sal) en un líquido tiene lugar un notable descenso de la temperatura, lo cual es debido a que un cuerpo que se disuelve, lo mismo que un cuerpo que se funde, necesita calor para pasar del estado sólido al líquido (calor de disolución). Este fenómeno se utiliza para obtener temperaturas bajas.

Si se calienta un cuerpo líquido, en pri­mer lugar se eleva su temperatura hasta alcan­zar un nivel en que permanece constante. El líquido comienza entonces a hervir. A partir de este momento, todo el calor que se sumi­nistra al líquido sirve únicamente para mante­ner la ebullición. La temperatura a la cual co­mienza a hervir un líquido se llama punto de ebullición, que es distinto para cada líquido, y depende además de su presión. Aumentando la presión, para lo cual el líquido deberá ca­lentarse en un recipiente cerrado, la tempera­tura de ebullición se hace más elevada. Si se enfría, el vapor se transforma de nuevo en lí­quido, y a este fenómeno se le llama conden­sación. Si la condensación de un vapor se reali­za en un recipiente cerrado, desciende enton­ces la presión. Para transformar un kilogramo de agua a 100 °C en vapor se necesitan 536 calorías. Este calor sirve para vencer la fuerza de cohesión de las moléculas y producir un aumento de su volumen.

Se denomina calor de vaporización, inver­samente, a un kilogramo de vapor de agua que, al condensarse, desprende la misma cantidad de calor, el cual recibe entonces el nombre de calor de condensación.

El tránsito de un líquido al estado gaseoso tiene también lugar a una temperatura inferior a la del punto de ebullición del líquido. Este fenómeno se llama evaporación. La evapora­ción de un líquido se acelera si se eleva la temperatura y por el roce del aire sobre la su­perficie del mismo. La velocidad de evapora­ción depende de las características del líqui­do; por ejemplo, el éter y la gasolina se evapo­ran mucho antes que el agua. Puesto que la evaporación, lo mismo que la ebullición, ne­cesita una cantidad de calor relativamente ele­vada, la cual toma de los cuerpos o medios que rodean el líquido. El fenómeno inverso determinará un enfriamiento.

El paso del estado sólido al gaseoso, debi­do a una gran cantidad de calor, se denomina sublimación; no obstante, el paso del estado gaseoso al sólido, directamente, también se llama sublimación.