Química · Unidad 1 — Naturaleza de la química y sistemas materiales
Estados de agregación y cambios de estado
Los seis cambios de estado tienen nombre propio y van de a pares opuestos. Y mientras un cambio de estado ocurre, la temperatura no sube: todo el calor que entra se usa en separar partículas.
La explicación
Los tres estados, en una línea
gas: ni forma ni volumen propios
Lo que cambia entre los tres no son las partículas sino cuánto se atraen y cuánto se mueven. La sustancia sigue siendo la misma: el hielo, el agua y el vapor son agua.
Los seis nombres, de a pares
líquido → gas: vaporización | gas → líquido: condensación
sólido → gas: sublimación | gas → sólido: sublimación inversa
Aprenderlos de a pares opuestos evita el error más común, que es confundir el sentido. Si dudás, pensá qué estado tiene más energía: el gas. Ir hacia el gas siempre requiere entregar calor.
La meseta, que es lo que más se pregunta
Si se calienta un sólido puro a ritmo constante y se grafica la temperatura contra el tiempo, no sale una recta: salen tramos que suben y mesetas planas.
Durante la meseta entra calor y la temperatura no cambia. No es que el termómetro falle: toda esa energía se está usando en romper las atracciones entre partículas, no en acelerarlas. Por eso el hielo y el agua conviven a 0 °C todo el rato que dura la fusión.
Y de ahí sale el criterio de pureza de la unidad anterior: una sustancia pura tiene meseta plana; una solución no, su temperatura sube mientras cambia de estado.
Se saca hielo del freezer a −20 °C y se lo calienta a ritmo constante hasta pasar los 100 °C, a presión de 1 atm. a) Describí qué muestra el termómetro en cada tramo. b) ¿Cuántas mesetas hay y a qué temperaturas? c) ¿Qué pasa con la energía durante una meseta?
a) Los tramos. El termómetro alterna subidas y pausas:
0 °C: meseta (funde)
0 → 100 °C: sube (agua líquida)
100 °C: meseta (hierve)
más de 100 °C: sube (vapor)
b) Las mesetas. Son dos: una a 0 °C, que es la fusión, y otra a 100 °C, que es la ebullición. Son los dos cambios de estado, y cada cambio de estado da una meseta.
c) La energía. Durante la meseta el calor sigue entrando —la hornalla no se apagó— pero la temperatura no se mueve.
Y un control. Que las mesetas sean planas dice que es una sustancia pura. Si fuera agua con sal, la temperatura subiría durante la ebullición y no habría meseta.
Dónde se cae la mayoría
- Confundir el sentido de un par: condensación es de gas a líquido, no al revés.
- Creer que durante la fusión la temperatura sigue subiendo. No sube: ésa es la meseta.
- Pensar que el vapor de agua es otra sustancia. Es agua, con las mismas moléculas.
- Llamar «evaporación» a cualquier paso a gas. La ebullición ocurre en toda la masa y a temperatura fija; la evaporación, sólo en la superficie y a cualquier temperatura.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Estados de agregación y cambios de estado →Los otros temas de la unidad 1
Naturaleza de la química y sistemas materiales