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Los estados de la materia: sólido, líquido, gaseoso y plasma, y la relación entre materia y energía. Se detalla cómo la energía incide en la forma y estado de agregación de la materia, y cómo se transforma mediante procesos como fusión, solidificación, sublimación, evaporación, condensación y licuefacción. Se incluye una breve historia de la investigación sobre la energía y la materia, desde la fundición de metales hasta la energía atómica.
Qué aprenderás
Tipo: Apuntes
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1. Estados de la materia La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Sin embargo, existe un cuarto estado, denominado estado plasma. Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua. Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras. Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos. Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión. El plasma: cuando los electrones ya no están atrapados en sus órbitas alrededor del núcleo, tenemos el estado de plasma. Esto es cuando un gas se convierte en un montón de electrones que se han escapado de la fuerza del núcleo y los iones que están cargados positivamente porque han perdido uno o más electrones. El estado en que se encuentre un material depende de la condición de presión y temperatura, modificando una de estas variables o ambas la materia puede pasar de un estado a otro. Fusión: Es el cambio que presentan los sólidos al convertirse en líquido cuando se someten a un aumento de temperatura. Por ejemplo; la fundición de los metales en altos hornos o el hielo que se funde en los polos al llegar la primavera Solidificación: Es el cambio del estado líquido a sólido. Ejemplo: Cuando se congela el agua. Sublimación: Es el cambio del estado sólido a gaseoso y viceversa sin pasar por el estado líquido. Ejemplo: La sublimación del Yodo y la Naftalina Evaporación: Es el cambio que representa cuando se pasa de estado líquido a gaseoso. Por ejemplo; el agua cuando hierve y se convierte en vapor. Condensación y Licuefacción: Son los cambios del estado gaseoso o vapor a líquido. De vapor a líquido recibe el nombre de condensación. Ejemplo: Las nubes al precipitarse en forma de lluvia. Si es un gas que se transforma en líquido que se denomina licuefacción. Ejemplo: Cuando el oxígeno se convierte el líquido para fines medicinales.
2. Energía y su relación con la materia. Las relaciones entre materia y energía son objeto de estudio de los físicos desde hace siglos. Sabemos que un cambio en los niveles energéticos de la materia incide en su forma y su estado de agregación, cosa que comprobamos desde que aprendimos al fundir los metales. Posteriormente, el conocimiento de la química nos otorgó un entendimiento mucho mayor de cómo transformar la materia: ya no cambiar la configuración de sus partículas, sino romper los nexos entre los átomos y obtener sustancias diferentes. De hecho, el mayor logro de la humanidad en ese sentido ha sido el descubrimiento de la energía atómica y su manipulación con fines pacíficos, o sea, en la construcción de plantas energéticas en las que se fusionan