Transiciones de energía y fase:
* Entrada de energía: Agregar energía a una sustancia (generalmente en forma de calor) hace que sus moléculas se muevan más rápido y más separados. Esto puede conducir a un cambio en su fase:
* sólido a líquido (fusión): La entrada de energía supera la estructura rígida de un sólido, lo que permite que las moléculas se muevan más libremente.
* líquido a gas (ebullición/evaporación): Aún más entrada de energía permite que las moléculas se liberen de la superficie del líquido e ingresen a la fase gaseosa.
* Lanzamiento de energía: Cuando una sustancia cambia la fase en la dirección opuesta (gas a líquido, líquido a sólido), se libera energía.
Ejemplos:
* agua:
* El hielo (sólido) absorbe energía a medida que se derrite en agua (líquido).
* El agua líquida absorbe energía a medida que hierve en vapor (gas).
* El vapor libera energía mientras se condensa en agua.
* El agua libera energía a medida que se congela en hielo.
Conceptos clave:
* Calor específico: La cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de una sustancia en 1 grado Celsius. Diferentes fases de la materia tienen diferentes calores específicos.
* calor de fusión: La cantidad de energía requerida para derretir 1 gramo de una sustancia en su punto de fusión.
* Calor de vaporización: La cantidad de energía requerida para vaporizar 1 gramo de una sustancia en su punto de ebullición.
Resumen:
* Entrada de energía: Impulsa los cambios de sólido a líquido a gas.
* Lanzamiento de energía: ocurre cuando una sustancia pasa de gas a líquido a sólido.
* Transiciones de fase: están directamente relacionados con la cantidad de energía que posee una sustancia.
Más allá de lo básico:
* Plasma: Un cuarto estado de materia donde los electrones se despojan de los átomos, formando un gas ionizado. Requiere niveles de energía aún más altos.
* condensado de bose-einstein: Un estado de materia donde los átomos se enfrían a cero casi absoluto y se comportan como una sola entidad.
Comprender la relación entre la energía y las fases de la materia es crucial en varios campos, incluida la química, la física y la ingeniería.
