Por John Papiewski | Actualizado el 24 de marzo de 2022
Cada material de la Tierra sufre cambios de fase predecibles a medida que varían la temperatura y la presión. En el centro de estas transiciones está el equilibrio entre la energía térmica y las fuerzas intermoleculares. Cuando el calor suministra suficiente energía para superar estas fuerzas, una sustancia pasa de sólido a líquido y a gas, y cada estado exhibe propiedades físicas distintas.
En términos científicos, los sólidos, los líquidos y los gases se denominan las tres fases primarias de la materia. Una transición de fase, como fusión, congelación, ebullición o condensación, ocurre cuando un material cambia de una fase a otra. Cada sustancia tiene sus propios puntos de fusión y ebullición característicos, que dependen de su estructura molecular y de la presión circundante. Por ejemplo, el vapor de dióxido de carbono se convierte en hielo seco (CO₂ sólido) a -109 °F bajo presión atmosférica estándar y solo forma líquido en condiciones de alta presión.
Cuando un sólido se calienta, su temperatura aumenta hasta alcanzar el punto de fusión. A esta temperatura, el calor adicional no aumenta la temperatura sino que se utiliza como calor de fusión. romper la red del sólido y convertirlo en líquido. La temperatura permanece constante hasta que toda la muestra se haya derretido. Un proceso similar ocurre durante la ebullición:el calor de vaporización Se requiere transformar el líquido en gas, manteniendo la temperatura estable hasta que se complete el cambio de fase.
La fusión está gobernada por la fuerza de las fuerzas intermoleculares (como las fuerzas de dispersión de London y los enlaces de hidrógeno) que mantienen unidas las moléculas en una red cristalina. Los materiales con fuerzas más débiles tienen puntos de fusión más bajos; aquellos con fuerzas más fuertes requieren temperaturas más altas para alterar la red. Cuando se suministra suficiente energía térmica, todas las moléculas superan estas fuerzas y pasan a la fase líquida.
La ebullición es la transición de líquido a gas que ocurre cuando la presión de vapor de un líquido es igual a la presión atmosférica circundante. En este punto, las moléculas ganan suficiente energía cinética para escapar de la superficie del líquido, formando burbujas de vapor por todo el líquido. A medida que aumenta la temperatura, más moléculas alcanzan el umbral de energía, lo que aumenta la velocidad de formación de vapor hasta que el líquido se vaporiza por completo.
