Cambios de estado, los diferentes procesos fisicos.pdf

Ejercicios sobre los cambios de estado de la materia para la materia de química básica.

1. CAMBIOS DE ESTADO
DE LA MATERIA
ING. DANIEL VELÁZQUEZ

2. Existendiversosprocesosfísicosa
travésdeloscualeslamateria
puedecambiargradualmentede
estado,alternandoentresólido,
líquidoygaseoso.

3. Estos procesos son:
●fusión,
●solidificación,
●evaporación,
●sublimacióny
●condensación.

4. La fusión
Consisteenuncambiodeestadodeuna
materiaenestadosólidoalíquida.Estetipo
detransiciónseproducecuandola
temperaturaqueadquierelamateria
aumentahastaundeterminadatemperatura.

5. La solidificación
Esunprocesofísicoqueconducealamateria
deunestadolíquidoaunestadosólido,
mediantelaalteracióndesuscondicionesde
temperatura(congelación)opresión.

6. La evaporación
Esunprocesofísicoporelcuallamateria
pasadelestadolíquidoalestadogaseoso.
Esunprocesolentoygradualquepuede
producirseacualquiertemperatura(más
rápidocuantomásaltasealatemperatura)

7. La sublimación
Esunprocesoatravésdelcualsepasadeun
estadosólidodelamateria,agases,sin
necesidaddetransitarelestadolíquidoen
absoluto.

8. La condensación
Oprecipitaciónseentiendeelcambiode
estadodelamateriadesdeunestado
gaseosoinicialaunolíquido,apartirdela
variacióndesuscondicionesdepresióny
temperatura.Enesesentido,eselproceso
inversodelaevaporación.

9. EJERCICIO

10. Delossiguientesejemplosdeberán
relacionaracuálprocesofísicoque
corresponde.
EJEMPLO PROCESO
Derretir hielo. Fusión
Convertir agua en Hielo Solidificación
Hervir agua Evaporación
El hielo seco Sublimación
El rocío matutino Condensación

11. Alcohol o éter
Ciclo hidrológico
Convertir agua en Hielo
Derretir hielo
Derretir queso
Derretir velas
El ciclo del agua.
El empañamiento de los
espejos.
El hielo seco
El magma volcánico
El manejo industrial de
gases.
El rocío matutino
Evaporación en los polos
Fabricar herramientas.
Fabricar vidrio
Formación de rocas ígneas
Fundir metales
Hacer caramelos
Hacer embutidos
Ejemplos:
Hacer ladrillos de arcilla
Hervir agua
Humo del café
La estela de los cometas.
La naftalina.
La niebla sobre el
parabrisas.
La ropa tendida
La sudoración
La sudoración de las
bebidas frías
Las soldaduras
Los aires acondicionados
Obtener sal marina.
Quemar plásticos
Sublimación de arsénico
Sublimación de azufre
Sublimación de yodo

12. Alcohol o éterEstas sustancias, dejadas a temperatura ambiente,
evaporarán en poco tiempo, ya que su punto de
evaporación es mucho más bajo que el del agua, por
ejemplo.
EVAPORACIÓN
Ciclo hidrológicoLa única manera de que el agua del ambiente
ascienda a la atmósfera y pueda enfriarse para
precipitar de nuevo (el llamado ciclo del agua), es
que ésta se evapore de mares, lagos y ríos, al
calentarse durante el día por la acción directa del
sol.
EVAPORACIÓN
Convertir agua
en Hielo
Si retiramos calor (energía) al agua hasta llevarla a
su punto de congelación (0 °C), el líquido perderá su
movilidad y pasará al estado sólido: hielo.
SOLIDIFICACIÓN
Derretir hieloAl incrementar la temperatura del hielo, ya sea
dejándolo a temperatura ambiente o sometiéndolo a
fuego, éste perderá su solidez y devendrá en agua
líquida.
FUSIÓN

13. Derretir quesoEl queso es un coagulado de lácteos que
usualmente es más o menos sólido a temperatura
ambiente, pero que sometido a calor pasa a ser un
líquido hasta volver a enfriarse.
FUSIÓN
Derretir velasLas velas, elaboradas a partir de parafinas de
hidrocarburos, se mantiene sólida a temperatura
ambiente, pero al ser sometida al fuego de la mecha,
se derrite y vuelve a ser líquida hasta que vuelva a
enfriarse.
FUSIÓN
El ciclo del agua.El vapor de agua en el aire caliente normalmente
asciende a capas superiores de la atmósfera, en
donde tropieza con segmentos de aire frío y pierde
su forma gaseosa, condensándose en nubes de
lluvia que volverán a dejarla caer en estado líquido
sobre la tierra.
CONDENSACIÓN
El
empañamiento
de los espejos.
Dada la frialdad de su superficie, los espejos y
vidrios son ideales receptores de la condensación de
vapor de agua, como ocurre al tomar una ducha
caliente.
CONDENSACIÓN

14. El hielo seco A temperatura ambiente, el hielo elaborado de
dióxido de carbono (CO2, licuificado primero y luego
congelado) recupera su forma gaseosa original.
SUBLIMACIÓN
El magma
volcánico
Sometido a enormes presiones y temperaturas, esta
sustancia que habita a profundidad la corteza
terrestre puede pensarse como roca derretida o
fundida.
FUSIÓN
El manejo
industrial de
gases.
Muchos gases inflamables, como el butano o
propano, se someten a grandes presiones para
llevarlos a su estado líquido, la cual los hace mucho
más fáciles de transportar y manejar.
CONDENSACIÓN
El rocío matutinoLa disminución de la temperatura ambiental durante
la madrugada permite la condensación del vapor de
agua en la atmósfera sobre las superficies
expuestas, en donde deviene gotas de agua
conocidas como rocío.
CONDENSACIÓN

15. Evaporación en
los polos
Dado que en el ártico y antártico el agua no está en
su forma líquida (están por debajo de los 0 °C), parte
de ésta se sublima directo a la atmósfera a partir de
su forma sólida del hielo.
SUBLIMACIÓN
Fabricar
herramientas.
A partir del acero líquido (aleación de hierro y
carbono) o fundido, se fabrican diversas
herramientas y utensilios de uso cotidiano. El acero
líquido se deja enfriar y solidificar en un molde y así
se obtiene la herramienta.
SOLIDIFICACIÓN
Fabricar vidrioEste proceso inicia con la fusión de la materia prima
(arena de sílice, carbonato de calcio y caliza) a altas
temperaturas, hasta conseguir la consistencia
adecuada para soplarlo y darle forma. Luego se deja
enfriar la mezcla y ésta obtiene su característica
solidez y transparencia.
SOLIDIFICACIÓN
Formación de
rocas ígneas
Este tipo de rocas se origina en el magma volcánico
líquido que habita las capas profundas de la corteza
terrestre y que, al brotar a la superficie, enfría,
densifica y endurece, hasta convertirse en piedra
sólida.
SOLIDIFICACIÓN

16. Fundir metales Diversas industrias metalúrgicas operan en base al
derretimiento de los metas en grandes hornos industriales,
para poder darles forma o fusionarlos con otros
(aleaciones).
FUSIÓN
Hacer caramelos Los dulces se fabrican quemando y derritiendo el azúcar
común, hasta obtener una sustancia líquida amarronada.
Una vez vertida en un molde, se deja enfriar y endurecer,
para obtener así un caramelo.
SOLIDIFICACIÓN
Hacer embutidos Los embutidos como el chorizo o la morcilla se elaboran a
partir de sangre animal, coagulada y adobada, curada en el
interior de la piel de tripas de cerdo.
SOLIDIFICACIÓN
Hacer ladrillos de
arcilla
Los ladrillos se fabrican a partir de una mezcla de arcillas y
otros elementos en una pasta semilíquida, que adquieren
su forma específica en un molde. Una vez allí son
horneados para retirarles humedad y darles a cambio
solidez y resistencia.
SOLIDIFICACIÓN

17. Hervir agua Al llevar el agua a 100 °C (su punto de ebullición), sus
partículas cobran tanta energía que ésta pierde liquidez y
deviene vapor.
EVAPORACIÓN
Humo del café El humo que emerge de una taza caliente de café o de té,
no es más que parte del agua presente en la mezcla que
pasa a estado gaseoso.
EVAPORACIÓN
La estela de los
cometas.
Al aproximarse al sol, estas rocas viajeras ganan calor y
mucho del CO2 congelado empieza a sublimar, trazando la
conocida “cola” o estela visible.
SUBLIMACIÓN
La naftalina. Compuesta por dos anillos de benceno, este material sólido
empleado como repelente de polillas y otros animales
desaparece por sí solo a medida que se transforma, a
temperatura ambiente, de sólido a gas.
SUBLIMACIÓN

18. La niebla sobre el
parabrisas.
Al conducir a través de un banco de niebla, se notará que
el parabrisas se llena de gotitas de agua, como una lluvia
muy delicada. Esto se debe al contacto del vapor de agua
con la superficie, que al estar más fría propicia su
condensación.
CONDENSACIÓN
La ropa tendida Luego de lavar, colgamos la ropa para que el calor del
ambiente evapore la humedad residual y las telas queden
secas.
EVAPORACIÓN
La sudoración Las gotas de sudor que segrega nuestra piel se evaporan
en el aire, refrescando así la temperatura de nuestra
superficie (extraen calor).
EVAPORACIÓN
La sudoración de
las bebidas frías
Al estar en una temperatura más baja que el medio
ambiente, la superficie de una lata o una botella llenas de
gaseosa fría reciben la humedad del ambiente y la
condensan en forma de gotitas comúnmente referidas
como “sudor
CONDENSACIÓN

19. Las soldaduras El proceso de la soldadura implica la fusión de un metal
mediante una reacción química de mucha temperatura,
permitiéndole juntar otras piezas metálicas a medida que
se encuentran menos sólidas y, al enfriar, recuperar la
solidez conjuntamente.
FUSIÓN
Los aires
acondicionados
No se trata de que estos aparatos produzcan agua, sino
que la recogen del aire circundante, mucho más frío que en
el exterior, y la condensan dentro suyo. Luego deberá ser
expulsada por algún canal de desagüe.
CONDENSACIÓN
Obtener sal
marina.
La evaporación del agua del mar pierde la sal que
normalmente había disuelta en ella, permitiendo
recolectarla para usos dietéticos o industriales, o incluso
para desalinizar el agua (que de vapor sería reconvertida
en líquido, ahora libre de sales).
EVAPORACIÓN
Quemar plásticosAl aumentar su temperatura a condiciones ordinarias,
ciertos plásticos se vuelven líquidos rápidamente, aunque
vuelven a solidificarse con igual rapidez una vez que la
llama no está en contacto directo con ellos.
FUSIÓN

20. Sublimación de
arsénico
Al ser llevado a los 615 °C, este elemento sólido (y
altamente tóxico) pierde su forma sólida y pasa a ser un
gas, sin pasar por líquido en el camino.
SUBLIMACIÓN
Sublimación de
azufre
Suele sublimarse el azufre como forma de obtención de
“flor de azufre”, su presentación en forma de polvillo muy
fino.
SUBLIMACIÓN
Sublimación de
yodo
Los cristales de yodo, al calentarse, se transforman en un
gas morado muy característico sin necesidad de fundirse
primero.
SUBLIMACIÓN