Cambios de estado de la materia

Los cambios de estado son procesos físicos en los que una sustancia pasa de sólido a líquido, de líquido a gas, etc. Hay intercambio de energía, pero no cambia la composición química.

Tipos de cambios de estado

1. Fusión

Sólido → Líquido

• La sustancia absorbe energía.
• Ocurre en el punto de fusión.
• Ejemplos: hielo que se derrite, chocolate fundido.

2. Solidificación

Líquido → Sólido

• La sustancia libera energía.
• Ocurre en el punto de congelación o solidificación.
• Ejemplos: agua que se convierte en hielo, metal fundido que se endurece.

3. Evaporación

Líquido → Gas

• Es un proceso endotérmico: necesita aporte de energía.
• La evaporación ocurre en la superficie y puede darse a cualquier temperatura.
• La ebullición ocurre en todo el líquido al llegar al punto de ebullición.
• Ejemplos: un charco que se seca, vapor al hervir agua.

Por qué el agua se evapora a temperatura ambiente

La distribución de Maxwell-Boltzmann explica que no todas las partículas de un líquido tienen la misma energía cinética.

• Algunas partículas tienen energía suficiente para escapar de la superficie.


• Cuanto mayor es la temperatura, más partículas alcanzan esa energía.


• Al escapar las más energéticas, el líquido restante se enfría.

Factores que aumentan la evaporación

• Temperatura alta.
• Baja humedad.
• Mayor superficie expuesta.
• Movimiento del aire o viento.
• Presión atmosférica más baja.

Ejemplo: por qué la ropa se seca antes en un día soleado y con viento

El calor aumenta la energía de las moléculas, el viento retira el vapor de agua cercano a la tela y el aire seco admite más vapor. Por eso la evaporación ocurre más rápido.

4. Condensación

Gas → Líquido

• El gas pierde energía.
• Es un proceso exotérmico.
• Ejemplos: gotas en un vaso frío, formación de rocío.

5. Sublimación

Sólido → Gas

• Ocurre sin pasar por el estado líquido.
• Requiere absorción de energía.
• Ejemplos: hielo seco, naftalina, liofilización.

La sublimación del yodo es un mito

Debido a su almacenamiento y temperaturas adecuadas para el uso en un laboratorio el yodo se usa como ejemplo clásico de sublimación. Sin embargo, en condiciones normales el yodo se funde a 113 °C antes de evaporarse, por lo que no se sublima directamente a temperatura ambiente. La sublimación del yodo es un proceso que ocurre a temperaturas elevadas, no a temperatura ambiente como se suele afirmar.

6. Deposición o sublimación inversa

Gas → Sólido

• Ocurre sin pasar por el estado líquido.
• Libera energía.
• Ejemplos: escarcha, formación de copos de nieve.

Energía y cambios de estado

Curvas de calentamiento y enfriamiento

Estas curvas muestran cómo cambia la temperatura cuando una sustancia se calienta o se enfría.

Demostración de curva de calentamiento y enfriamiento

• Los tramos inclinados indican cambio de temperatura dentro del mismo estado.
• Los tramos horizontales indican cambio de estado a temperatura constante.
• El calor latente de fusión interviene en fusión y solidificación.
• El calor latente de vaporización interviene en vaporización y condensación.

Factores que influyen en los cambios de estado

• Temperatura: al aumentar, se favorecen los estados menos ordenados.
• Presión: modifica sobre todo los puntos de ebullición y fusión.
• Superficie y aire: más superficie y más ventilación aceleran la evaporación.

Aplicaciones en la vida real

• Refrigeradores y aire acondicionado: usan ciclos de evaporación y condensación.
• Sudoración: enfría el cuerpo gracias a la evaporación.
• Destilación: separa líquidos por sus distintos puntos de ebullición.
• Liofilización: conserva alimentos mediante sublimación.
• Meteorología: lluvia, niebla, nieve y escarcha dependen de estos cambios de estado.

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