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La materia sufre cambios de estado o transiciones de un estado a otro. A continuación vemos cuales son estos cambios de estado. Los mas conocidos son los seis que involucran sólidos, líquidos y gases, pero también tenemos que considerar el plasma, que es un estado de la materia, por lo cual los cambios de estado de la materia son ocho.
Por qué ocurren los cambios de estado
Los cambios de estado se producen cuando se modifica la temperatura o la presión de un sistema. Cuando la temperatura o la presión aumentan también aumenta la interacción entre las moléculas. Cuando la presión aumenta o la temperatura disminuye es más fácil que los átomos y las moléculas se organicen en estructuras mas estables. Cuando disminuye la presión, los átomos y las moléculas tienden a alejarse entre sí.
Por ejemplo, a presión atmosférica el hielo se derrite cuando aumenta la temperatura. Si se mantiene la temperatura constante pero se baja la presión se llega a un punto en el que el hielo se convierte en vapor, en un proceso que se denomina sublimación.
1. Fusión (sólido → líquido)
En este ejemplo se muestra un cubo de hielo derritiéndose al aumentar la temperatura, pasando de agua sólida a agua líquida. La fusión es el proceso mediante el cual una sustancia cambia del estado sólido al líquido.
2. Solidificación (líquido → sólido)
En este ejemplo vemos la conversión de una crema azucarada en helado, transformándose de líquida en sólida. La solidificación es el proceso mediante el cual una sustancia cambia de su estado líquido a sólido. Todos los líquidos, con excepción del helio, se solidifican cuando la temperatura es suficientemente baja.
3. Vaporización (líquido → gas)
Esta imagen muestra el proceso de paso de agua líquida a vapor (en realidad lo que vemos son pequeñas gotitas de agua líquida que se condensaron en el aire, ya que el vapor de agua es transparente). La vaporización o evaporación es el proceso mediante el cual una sustancia pasa del estado líquido al gaseoso.
4. Condensación (Gas → Líquido)
La imagen muestra el proceso de condensación del vapor de agua del aire en gotas de rocío, al bajar la temperatura. La condensación es el cambio en el estado de la materia de la fase gaseosa a la fase líquida.
5. Deposición o condensación (gas → sólido)
Los espejos se fabrican por deposición de vapor de plata sobre una superficie de vidrio, proceso que se produce en una cámara de vacío. El vapor de plata se convierte en una capa sólida sobre el vidrio. La deposición o condensación es el pasaje del estado gaseoso al sólido.
6. Sublimación (sólido → gas)
El hielo seco es dióxido de carbono (CO2) en estado sólido. A la temperatura y presión ambiente el hielo seco pasa del estado sólido al gaseoso sin pasar por el estado líquido. La sublimación es el cambio del estado sólido al gaseoso. Otro ejemplo es el hielo en un día muy frío y ventoso; el agua en forma de hielo se convierte en vapor sin que el hielo se derrita.
7. Ionización (Gas → Plasma)
Esta imagen muestra la ionización de las moléculas de un gas encerrado en la esfera al someterlo a una diferencia de potencial eléctrico lo suficientemente alta para que circule una corriente eléctrica. Al circular la corriente eléctrica las moléculas de gas pierden un electrón y se ionizan, y el gas pasa al estado de plasma.
8. Desionización o recombinación (Plasma → Gas)
El mismo proceso del ejemplo anterior se produce en un tubo de luz de neón. Al cortar la corriente eléctrica del tubo de neón, cesa la ionización del gas y los electrones se recombinan en las moléculas de gas, que pasan a su estado previo a la ionización.
Los cambios de estado de la materia
Veamos otra forma de enumerar los cambios de estado de la materia.
Sólidos. Los sólidos se pueden derretir en líquidos o sublimar a gases. Los sólidos se forman por deposición o condensación de gases o por solidificación de líquidos.
Líquidos. Los líquidos pueden vaporizarse en gases o solidificarse en sólidos. Los líquidos se forman por condensación de gases y por fusión de sólidos.
Gases. Los gases pueden ionizarse y pasar al estado de plasma, y condensarse en líquidos o en sólidos. Los gases se forman a partir de la sublimación de sólidos, de la vaporización de líquidos y de la recombinación de plasma.
Plasma. El plasma puede recombinarse para formar un gas. El plasma se forma a partir de la ionización de un gas.
