la materia puede existir en estado sólido, líquido o gaseoso, y el estado en que se encuentra una sustancia se puede determinar en gran medida por su temperatura. cuando se cruza un cierto umbral de temperatura único para cada sustancia en el universo, se producirá un cambio de fase, cambiando el estado de la materia. bajo condiciones de presión constante, la temperatura es el principal determinante de la fase de una sustancia. El diferencial de temperaturas y las fases de los diferentes tipos de materia permiten el funcionamiento de motores térmicos y refrigeradores.
Estados de materia
a bajas temperaturas, el movimiento molecular disminuye y las sustancias tienen menos energía interna. los átomos se asentarán en estados de baja energía entre sí y se moverán muy poco, lo que es característico de la materia sólida. a medida que aumentan las temperaturas, se aplica energía térmica adicional a las partes constituyentes de un sólido, lo que provoca un movimiento molecular adicional. Las moléculas comienzan a empujarse unas contra otras y aumenta el volumen general de una sustancia. En este punto, la materia ha entrado en estado líquido. existe un estado gaseoso cuando las moléculas han absorbido tanta energía calorífica debido al aumento de las temperaturas que son libres de moverse unas a otras a altas velocidades.
Cambios de fase entre estados de la materia.
el punto en el que la materia sometida a una temperatura particular en condiciones de presión constante comienza a cambiar su fase se denomina umbral de cambio de fase. a esta temperatura, cada bit de la sustancia expuesta al calor cambiará su estado. se produce un cambio de un sólido a un líquido en el punto de fusión, y la transición de un líquido a un gas tiene lugar en el punto de ebullición. a la inversa, el momento de cambio de un gas a un líquido es el punto de condensación y el cambio de un líquido a un sólido tiene lugar en el punto de congelación.
Cambios bruscos de temperatura y estados de fase.
una sustancia puede sufrir un cambio de fase de sólido a gas o de gas a sólido si la temperatura a la que está expuesto cambia muy rápidamente. Si la temperatura alrededor de un sólido se eleva muy rápidamente, puede sublimarse o cambiar de fase de un sólido a un gas sin que exista líquido. en la dirección opuesta, un gas que se enfría súbitamente puede sufrir una deposición completa.
efectos de la temperatura en la fase
Si la presión es constante, el estado de una sustancia dependerá completamente de la temperatura a la que esté expuesto. por esta razón, el hielo se derrite si se saca de un congelador y el agua hierve de una olla si se deja a una temperatura demasiado alta durante demasiado tiempo. la temperatura es simplemente una medida de la cantidad de energía térmica presente en el entorno. Cuando una sustancia se coloca en un entorno de una temperatura diferente, el calor se intercambia entre la sustancia y el entorno, haciendo que ambos alcancen una temperatura de equilibrio. por lo tanto, cuando un cubo de hielo se expone al calor, sus moléculas de agua absorben la energía térmica de la atmósfera circundante y comienzan a moverse con más energía, lo que hace que el hielo se derrita en agua líquida.