Fundamentos de la Materia y Estados de Agregación: Conceptos Clave

Conceptos Fundamentales de la Materia

• Materia: Todo aquello que ocupa espacio y tiene masa.
• Sistema material: Porción de materia que se considera de forma aislada para su estudio.
• Sustancia: Tipo concreto de materia.
• Masa: Propiedad de los sistemas materiales que mide la cantidad de materia que poseen.
• Volumen: Propiedad de los sistemas materiales que nos informa de la cantidad de espacio que ocupan.
• Densidad: De una sustancia, es la masa que corresponde a un volumen unidad de la misma.

Estados de Agregación

El estado de agregación depende de la presión y la temperatura:

• Sólido: Volumen fijo, forma fija, no se pueden comprimir.
• Líquido: Volumen fijo, sin forma fija, poco compresibles.
• Gaseoso: Sin forma fija, fácilmente compresible.

Teoría Cinético-Molecular

Propuesta por R. Clausius, J. Maxwell y L. Boltzmann, establece que:

• Todos los gases están constituidos por un gran número de partículas.
• Ocupan un volumen muy pequeño.
• Están en movimiento caótico.
• El movimiento queda determinado por dos tipos de fuerzas: atractivas o repulsivas.

Cambios de Estado

Se pueden modificar variando la temperatura o la presión. Los cambios posibles son:

• Fusión: Sólido a líquido (proceso inverso: solidificación).
• Vaporización: Líquido a gaseoso (proceso inverso: licuación o condensación).
• Sublimación: Sólido a gaseoso (proceso inverso: sublimación regresiva).

Temperaturas de Fusión y Ebullición

• La temperatura a la que funde una sustancia a presión atmosférica se denomina temperatura de fusión (T_f) y es igual a su temperatura de solidificación.
• La temperatura a la que hierve una sustancia a presión atmosférica se denomina temperatura de ebullición (T_e) y es igual a su temperatura de condensación.

Calor Latente

Es la energía absorbida o desprendida durante el proceso. En el caso del agua:

• Para convertir 1 g de hielo a 0 ºC en agua, la energía se llama calor latente de fusión del agua.
• Para convertir 1 g de agua a 100 ºC en vapor, la energía se llama calor latente de vaporización del agua.

Temperatura y Presión

La temperatura de un sistema material es proporcional a la energía cinética media de sus partículas. La escala absoluta tiene como unidad el kelvin y su valor mínimo es el cero absoluto. La presión que ejerce un gas es consecuencia de los choques de sus partículas contra las paredes del recipiente.