lunes, 23 de abril de 2012

CALOR Y CAMBIOS DE ESTADO

La materia puede presentarse en tres estados distintos: gas, líquido y sólido.

La materia cuando se encuentra en estado sólido sus partículas se encuentran muy juntas unas de otras y están unidas las unas con las otras por unos fuertes enlaces que hacen que su forma sea invariable y que sus partículas no presenten ningún movimiento que altere su forma.

Estos enlaces no son tan fuertes cuando se trata de un líquido, son fuertes como para mantener a sus partículas unidas pero las deja libre movimiento, por eso un líquido no tiene una forma fija, si no que se adapta al espacio que tiene.

En el estado gaseoso ya no existe ningún tipo de enlace que una unas partículas con otras, cada partícula se mueve libremente y tiende a ocupar todo el espacio posible. Por eso los globos se hinchan.
En el siguiente vídeo se muestran los cambios de estado de sólido a gas del agua. Este experimento se asemeja al que nosotras hicimos, este es más "casero". Nosotras usamos un hornillo eléctrico y un matraz en el que introdujimos los hielos. En la boca del matraz colocamos un globo para poder ver la presencia de gas cuando el agua hervía ya que el globo se hinchaba.

Los sólidos al tener sus partículas más unidas tienden a ocupar menos espacio que los líquidos, y estos a su vez menos espacio que los sólidos.
Pero en cambio, el agua sufre una peculiaridad.
El hielo ocupa más espacio que el agua en estado líquido, por eso cuando metemos una botella de agua llena al congelador explota. Esto sucede porque la densidad del hielo es menor que la del agua, y es por esto que el hielo flota en el agua. Gracias a este hecho en la Tierra existen los casquetes polares donde viven algunos animales, de no ser así, la vida para estos sería imposible. 


Los cambios de estado que puede sufrir la materia están reflejados en la siguiente imagen con el nombre que recibe cada uno de ellos.
Dado que la sublimación es un cambio de estado que no nos es muy común dejamos un vídeo sobre la sublimación de la naftalina. La naftalina también se llama alquitrán blanco y lo usamos para ahuyentar a las polillas.
En el vídeo se muestra la sublimación de la naftalina, frente a la fusión de la cera de una vela.


Como dato, el punto de fusión del agua es a 0ºC, y el de ebullición a 100ºC. El punto de ebullición es aquella temperatura en la que un líquido pasa a ser gas.

Todos estos cambios de estado se producen mediante la acción del calor. El calor lo que hace es romper los enlaces de las partículas que forman la materia por lo cual los sólidos pasan a ser líquidos y estos a gases.

En este vídeo se explican los mecanismos de trasmisión del calor:


Uno de los experimentos que hemos realizado demuestra que el calor crea corrientes de convección como en el caso del globo del vídeo anterior. Nuestro experimento fue el siguiente:




El calor se transmite de un cuerpo a otro mediante los mecanismos de trasmisión explicados en el vídeo.

El calor se define como la energía que se pasa de un cuerpo a otro. Cuando se aplica calor a la materia esta absorbe la energía para cambiar de un estado a otro.
Para demostrar esto realizamos un experimento con un globo con agua. Al prender con el mechero el globo no explotaba ya que el calor del mechero estaba siendo absorbido por el agua para cambiar de estado a gas.

Este vídeo os muestra el experimento:


Este calor se mide con el termómetro, instrumento de medida que mide la temperatura. Esta temperatura se puede expresar en grados centígrados (ºC) que son los que usamos cotidianamente, grados Fahrenheit (ºF) y los grados Kelvin (K). Cada una de estas escalas tiene un método de conversión de unas a otras.

Termómetro digital
Termómetro de mercurio
Termómetro de alcohol

Estos tres tipos de termómetro son los más usados en nuestra vida cotidiana.





No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada