Por Matthew Perdue Actualizado el 24 de marzo de 2022
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La temperatura refleja la energía cinética promedio de las moléculas que forman una sustancia. Ya sea que la midas en grados Celsius, Fahrenheit o Kelvin, la temperatura dicta cómo estas moléculas se mueven e interactúan y, en última instancia, gobierna el estado de la materia.
Las moléculas de un sólido se encuentran en una disposición ordenada y muy compacta, lo que le da al material una forma rígida que resiste el cambio. A medida que aumenta la temperatura, las moléculas vibran con más fuerza, debilitando las fuerzas que las mantienen unidas. Cuando la energía vibratoria alcanza el punto de fusión del sólido, la estructura se rompe y el sólido se convierte en líquido. Por el contrario, enfriar un líquido por debajo de esta misma temperatura hace que se congele nuevamente y se convierta en un sólido; por lo tanto, el punto de fusión es también el punto de congelación.
Los líquidos permiten que sus moléculas se muevan unas sobre otras, lo que permite que la sustancia adopte la forma de su recipiente. El aumento de la temperatura agrega energía cinética, lo que hace que las moléculas vibren más rápido. Una vez que alcanzan el punto de ebullición, la energía es suficiente para que las moléculas escapen al aire, convirtiendo el líquido en gas. Cuando un gas se enfría por debajo de este umbral, las moléculas pierden energía, chocan con más frecuencia y se condensan nuevamente en líquido en el punto de condensación.
Los gases poseen la energía cinética más alta entre los tres estados de la materia y existen a las temperaturas más altas. En un sistema abierto, el aumento de la temperatura simplemente separa más las moléculas de gas; el estado sigue siendo gas. Sin embargo, en un recipiente cerrado, las moléculas que se mueven más rápidamente chocan con las paredes con mayor frecuencia, lo que aumenta la presión. Esta relación entre temperatura y presión es la base de muchas aplicaciones científicas y de ingeniería.
La presión es otro factor crítico que se entrelaza con la temperatura para determinar el estado de la materia. Según la ley de Boyle, la temperatura y la presión son directamente proporcionales:un aumento de temperatura provoca un aumento de presión. A presiones y temperaturas suficientemente bajas, un sólido puede saltarse la fase líquida por completo y pasar directamente a gas mediante la sublimación, un fenómeno que se observa en el hielo seco y la nieve.
