Durante el enfriamiento, la energía libre de un líquido disminuye a medida que desciende la temperatura, favoreciendo un estado cristalino más ordenado. Sin embargo, si la velocidad de enfriamiento es lo suficientemente rápida, las moléculas del líquido no tienen tiempo suficiente para reorganizarse y formar cristales. En cambio, quedan atrapados en un estado metaestable con una mayor energía libre, lo que da como resultado la formación de un vidrio.
Termodinámicamente, la temperatura de transición vítrea (Tg) se define como la temperatura a la que la capacidad calorífica específica del material cambia abruptamente, indicando un cambio en la dinámica molecular. Por debajo de Tg, la entropía configuracional del material se congela, lo que lleva a las propiedades características de un estado vítreo, como rigidez y falta de orden de largo alcance.
A pesar de la base termodinámica de la transición vítrea, cabe señalar que los factores cinéticos, como la velocidad de enfriamiento y la estructura molecular, también desempeñan un papel importante en la formación de los vidrios. La capacidad de formar un vidrio depende de la capacidad del sistema para evitar la cristalización durante el enfriamiento, que puede verse influenciada por restricciones cinéticas y las propiedades moleculares inherentes del sistema.
En resumen, la transición vítrea está impulsada por la termodinámica, y la temperatura y la presión desempeñan papeles cruciales en la determinación del panorama de energía libre y la movilidad molecular del sistema. Sin embargo, los factores cinéticos también contribuyen a la formación de vidrios, y comprender los aspectos termodinámicos y cinéticos es esencial para comprender y controlar el comportamiento de la transición vítrea.
