El estados físicos de la materia corresponden a las formas en que la materia puede presentarse en la naturaleza.

Estos estados se definen según la presión, la temperatura y, sobre todo, por las fuerzas que actúan sobre las moléculas.

La materia, compuesta de pequeñas partículas (átomos y moléculas), corresponde a todo lo que tiene masa y ocupa un cierto lugar en el espacio.

Se puede presentar en tres estados: solido, neto y gaseoso.

Estados sólidos, líquidos y gaseosos

En estado sólido, las moléculas que componen la materia permanecen firmemente unidas y tienen su propia forma y volumen constante, por ejemplo, el tronco de un árbol o hielo (agua en estado sólido).

En el estado líquido, las moléculas ya tienen menos unión y mayor agitación, por lo que tienen una forma variable y un volumen constante, por ejemplo, agua en un recipiente dado.

En el estado gaseoso, las partículas que forman la materia presentan un movimiento intenso, ya que las fuerzas de cohesión no son muy intensas en este estado. En este estado, la sustancia tiene forma y volumen variables.

Por lo tanto, en el estado gaseoso, la materia tomará forma de acuerdo con el contenedor en el que se encuentra, de lo contrario permanecerá deforme, al igual que el aire que respiramos y no vemos.

Por ejemplo, podemos pensar en el cilindro de gas, que tiene gas comprimido que ha tomado cierta forma.

Cambios de estado físico

Los cambios en el estado físico dependen básicamente de la cantidad de energía recibida o perdida por la sustancia. Esencialmente hay cinco procesos de cambios en el estado físico:

  1. Fusión: paso de estado sólido para el estado liquido por calefaccion. Por ejemplo, un cubito de hielo fuera del congelador se derretirá en agua.
  2. Vaporizacion: paso de estado liquido para el estado gaseoso que se obtiene de tres maneras: calefacción (calentador), ebullición (agua hirviendo) y evaporación (Ropa secándose en el tendedero).
  3. Licuefacción o Condensación: paso de estado gaseoso para el estado liquido por enfriamiento, por ejemplo, la formación de rocío.
  4. Solidificación: paso de estado liquido para el estado sólidoes decir, es el proceso inverso a la fusión, que ocurre al enfriar, por ejemplo, agua líquida transformada en hielo.
  5. Sublimación: paso de estado sólido para el estado gaseoso y viceversa (sin pasar por el estado líquido) y puede ocurrir por calentamiento o enfriamiento del material, por ejemplo hielo seco (dióxido de carbono solidificado).

Otros estados físicos

Además de los tres estados básicos de la materia, hay dos más: plasma y condensado de Bose-Einstein.

El plasma se considera el cuarto estado físico de la materia y representa el estado donde se ioniza el gas. El sol y las estrellas están básicamente hechos de plasma.

Se cree que la mayor parte de la materia en el universo está en un estado de plasma.

Además del plasma, también hay un quinto estado de la materia llamado condensado de Bose-Einstein. Nombrado después de que fue predicho teóricamente por los físicos Satyendra Bose y Albert Einstein.

Un condensado se caracteriza por partículas que se comportan de una manera extremadamente organizada y vibran con la misma energía que si fueran un solo átomo.

Este estado no se encuentra en la naturaleza y se produjo por primera vez en 1995 en el laboratorio.

Para alcanzarlo, las partículas deben someterse a una temperatura cercana al cero absoluto (-273 ° C).

Ejercicios resueltos

1) Enem – 2016

Primero, en relación con lo que llamamos agua, cuando se congela, parece que estamos mirando algo que se ha convertido en piedra o tierra, pero cuando se derrite y
disperso, se convierte en aliento y aire; el aire, cuando se quema, se convierte en fuego; y a la inversa, el fuego, cuando se contrae y se extingue, vuelve a la forma de aire; el aire, una vez más concentrado y contraído, se convierte en nube y niebla, pero de estos estados, si se comprime aún más, se convierte en agua que fluye, y el agua nuevamente se convierte en tierra y piedras; y así, como nos parece, se dan a luz de manera cíclica.

Platón Timeo-críticos. Coimbra: CECH, 2011.

Desde el punto de vista de la ciencia moderna, los "cuatro elementos" descritos por Platón corresponden en realidad a las fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática de la materia. Las transiciones entre ellas ahora se entienden como consecuencias macroscópicas de las transformaciones experimentadas por la materia a escala microscópica.
A excepción de la fase plasmática, estas transformaciones experimentadas por la materia a nivel microscópico están asociadas con un
a) intercambio de átomos entre las diferentes moléculas del material.
b) transmutación nuclear de los elementos químicos del material.
c) redistribución de protones entre los diferentes átomos del material.
d) cambio en la estructura espacial formada por los diferentes componentes del material.
e) cambio en las proporciones de los diferentes isótopos de cada elemento presente en el material.

2) Enem – 2015

El aire atmosférico se puede utilizar para almacenar la energía excedente generada en el sistema eléctrico, reduciendo sus desechos mediante el siguiente proceso: el agua y el dióxido de carbono se eliminan inicialmente del aire atmosférico y la masa de aire restante se enfría a -198 ° C. Presente en la proporción del 78% de esta masa de aire, el gas nitrógeno se licua, ocupando un volumen 700 veces más pequeño. El exceso de energía del sistema eléctrico se utiliza en este proceso y se recupera parcialmente cuando el nitrógeno líquido, expuesto a temperatura ambiente, hierve y se expande, girando turbinas que convierten la energía mecánica en energía eléctrica.

MACHADO, R. Disponible en: www.correiobraziliense.com.br. Acceso el: 9 de septiembre. 2013 (adaptado).

En el proceso descrito, el exceso de electricidad es almacenado por el
a) expansión de nitrógeno durante la ebullición.
b) absorción de calor por nitrógeno durante la ebullición.
c) realizar trabajos sobre nitrógeno durante la licuefacción.
d) eliminación de agua y dióxido de carbono de la atmósfera antes de enfriar.
e) liberación de calor del nitrógeno a la vecindad durante la licuefacción.

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3) Enem – 2014

El aumento de la temperatura del agua en ríos, lagos y mares disminuye la solubilidad del oxígeno, poniendo en peligro las diversas formas de vida acuáticas que dependen de este gas. Si este aumento de temperatura ocurre por medios artificiales, decimos que hay contaminación térmica. Las plantas de energía nuclear, por la propia naturaleza del proceso de generación de energía, pueden causar tal contaminación. ¿Qué parte del ciclo de generación de energía nuclear está asociada con este tipo de contaminación?

a) Fisión de material radiactivo.
b) Condensación de vapor de agua al final del proceso.
c) Conversión de energía de turbina por generadores.
d) Calentamiento de agua líquida para generar vapor de agua.
e) Liberación de vapor de agua en las palas de la turbina.