Los procesos de fusión y congelación

Cambios físicos

Quiero que pruebes un pequeño experimento. Tome un vaso vacío y coloque algunos cubitos de hielo en él. Luego espera un rato y vuelve al vaso. Después de que pase un tiempo suficiente, volverás y no encontrarás cubitos de hielo en el vaso, ¡solo agua! Ahora prueba con otra cosa. Vierta esa agua líquida en una bandeja de cubitos de hielo y coloque esa bandeja en el congelador. Vuelve a él unas horas más tarde, ¡y tendrás hielo de nuevo!

Lo que ha hecho aquí es cambiar la fase del agua de sólida a líquida y de nuevo a sólida. Cada una de estas transformaciones es un cambio físico porque todo lo que le hicimos al agua fue cambiar el estado físico pero no la composición química. En otras palabras, simplemente hemos cambiado la forma física del agua, no la estructura química que produce agua, agua.

Hay varios cambios de fase diferentes por los que pueden pasar las sustancias, todos los cuales requieren que agregue o elimine calor. Los dos con los que acabamos de experimentar se están derritiendo y congelando. Veamos cada uno de ellos más de cerca.

Fusión: sólido a líquido

En nuestra primera actividad, tomamos la forma sólida del agua y la dejamos afuera hasta que estuvo en forma líquida. Este proceso de convertir un sólido en líquido se llama fusión . Para derretir una sustancia sólida, debes agregarle calor. Cuando haces esto, las moléculas de la sustancia comienzan a excitarse y comienzan a moverse más. Este movimiento hace que sea difícil para las partículas de la sustancia sujetarse unas a otras con tanta fuerza como lo hacen en la fase sólida, por lo que se rompen y la sustancia se vuelve líquida.

Se puede agregar calor de manera gradual o rápida a un sólido para que se derrita. Para nuestros cubitos de hielo, simplemente los sacamos de un ambiente frío y los colocamos en uno más cálido. Esto agregó calor al agua congelada, haciendo que se derrita lentamente en el vaso. Si hubiéramos puesto los cubitos de hielo y el vaso en el frigorífico, habría tardado más en derretirse porque no hace tanto calor en el frigorífico como en la encimera de la cocina. Sin embargo, si hubiéramos puesto esos cubitos de hielo y el vaso en un horno caliente, los cubitos de hielo se habrían derretido mucho más rápido, porque hay mucho más calor en el horno que el aire en la cocina.

Si bien el proceso de fusión es el mismo para las sustancias, la temperatura a la que se funde cada sustancia no lo es. Por ejemplo, el punto de fusión del agua es 32 ° F o 0 ° C. Pero, el punto de fusión del mercurio es -37,89 ° F o -38,83 ° C. ¡Esa es una gran diferencia!

Congelación: líquido a sólido

Si pensaba que derretir era genial, le encantará congelar porque es todo lo contrario. Así es, congelar es el proceso de convertir un líquido en sólido. Con la congelación, en lugar de agregar calor, lo eliminamos, quitando esa energía que hacía que antes las partículas se agarraran tanto.

Hicimos esto en nuestra segunda actividad cuando volvimos a poner el agua líquida en el ambiente frío del congelador. Eliminamos el calor, quitamos la energía y desaceleramos esas partículas hasta el punto en que la sustancia regresó a su estado sólido.

Los mismos principios se aplican a la congelación que vimos con la fusión también. La rapidez y la cantidad de calor que eliminamos influye en la rapidez con la que se congelará una sustancia. Y lo que es realmente genial es que si conoces el punto de fusión de una sustancia, también conoces su punto de congelación: ¡son iguales! Esto significa que el punto de congelación del agua es 32 ° F, o 0 ° C, al igual que el punto de congelación del mercurio es -37,89 ° F o -38,83 ° C.

Resumen de la lección

Un cambio físico ocurre en una sustancia cuando se cambia el estado físico pero no la composición química. Esto podría ser un sólido que se convierte en líquido, un líquido en gas, un gas en líquido, etc., siempre que no cambie lo que constituye la sustancia en sí.

Los cambios físicos ocurren en una sustancia durante la fusión , que es el proceso de convertir un sólido en líquido, y la congelación , que es el proceso de convertir un líquido en sólido. Podría pensar en ellos como dos caras de la misma moneda, ya que son opuestos entre sí pero con los mismos principios.

Por ejemplo, la fusión requiere la adición de calor a una sustancia, mientras que la congelación ocurre con la eliminación del calor. La velocidad y la cantidad de calor que se agrega o elimina influye en la rapidez o la lentitud con la que se derrite o congela la sustancia. Y, si bien cada sustancia tiene sus propios puntos de fusión y congelación que son diferentes de las demás, para esa sustancia tanto el punto de fusión como el de congelación son los mismos.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado, debería poder:

• Explicar qué se considera un cambio físico de una sustancia.
• Describe la fusión y la congelación.
• Recuerde el papel del calor en la fusión y la congelación.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador