La Materia y sus características

La materia y sus características

Nuestro planeta, el Sol, las estrellas, y todo lo que el hombre ve, toca o siente, es materia; incluso, los propios hombres, las plantas y los animales.

La materia presenta formas distintas, las cuales poseen características que nos permiten distinguir unos objetos de otros. El color, el olor y la textura son propiedades de la materia que nos ayudan a diferenciarlos.

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Los estados de la materia

La materia se puede encontrar en tres estados:

  • Sólido, como la madera y el cobre;
  • Líquido, como el agua y el aceite; y
  • Gaseoso, como el aire y el vapor de agua.

Una misma materia se puede encontrar en los tres estados. Por ejemplo, el agua, que normalmente es líquida, cuando se enfría se convierte en sólido y, si se le aplica calor, se transforma en gas.

Estado sólido: un sólido es una sustancia formada por moléculas, que se encuentran muy unidas entre sí por una fuerza llamada Fuerza de Cohesión. Los sólidos son duros y difíciles de comprimir, porque las moléculas, que están muy unidas, no dejan espacio entre ellas.

Estado líquido: un líquido es una sustancia formada por moléculas que están en constante desplazamiento, y que se mueven unas sobre otras. Los líquidos son fluidos porque no tienen forma propia, sino que toman la del recipiente que los contiene.

Estado gaseoso: un gas es una sustancia formada por moléculas que se encuentran separadas entre sí. Los gases no tienen forma propia, ya que las moléculas que los forman se desplazan en varias direcciones y a gran velocidad. Por esta razón, ocupan grandes espacios.

Gas

Sustancia en uno de los tres estados diferentes de la materia ordinaria, que son el sólido, el líquido y el gaseoso. Los sólidos tienen una forma bien definida y son difíciles de comprimir. Los líquidos fluyen libremente y están limitados por superficies que forman por sí solos. Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contiene, y su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos

Estado natural 

El agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias en los tres estados de la materia, o sea, sólido, líquido y gas.

  • Como sólido hielo se encuentra en los glaciares y los casquetes polares, así como en las superficies de agua en invierno; también en forma de nieve, granizo y escarcha, y en las nubes formadas por cristales de hielo.
  • Existe en estado líquido en las nubes de lluvia formadas por gotas de agua, y en forma de rocío en la vegetación. Además, cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre en forma de pantanos, lagos, ríos, mares y océanos.
  • Como gas, o vapor de agua, existe en forma de niebla, vapor y nubes. El vapor atmosférico se mide en términos de humedad relativa, que es la relación de la cantidad de vapor de agua en el aire a una temperatura dada respecto a la máxima que puede contener a esa temperatura.

El agua está presente también en la porción superior del suelo, en donde se adhiere, por acción capilar, a las partículas del mismo. En este estado, se le denomina agua ligada y tiene unas características diferentes del agua libre. Por influencia de la gravedad, el agua se acumula en los intersticios de las rocas debajo de la superficie terrestre formando depósitos de agua subterránea que abastecen a pozos y manantiales, y mantienen el flujo de algunos arroyos durante los periodos de sequía.

Vapor de agua

Agua en estado gaseoso, que se emplea para generar energía y en muchos procesos industriales. Esto hace que las técnicas de generación y uso del vapor de agua sean componentes importantes de la ingeniería tecnológica.

La producción de electricidad depende en gran medida de la generación de vapor, para lo que el calor puede provenir de la combustión de carbón o gas, o de la fisión nuclear de uranio. El vapor de agua también se sigue usando mucho para la calefacción de edificios, y sirve para propulsar a la mayoría de los barcos comerciales del mundo.

Cambios de la materia

Cambio Físico: es el cambio transitorio de las sustancias que no afecta a la naturaleza de la materia, aunque cambia su forma. Un cambio físico se produce por la acción de un agente externo a la naturaleza de la materia. En el caso del agua, el agente es el calor.

Cambios del estado del agua:

  • El paso del estado sólido a líquido recibe el nombre de fusión, lo que sucede por aumento de calor.
  • El paso de estado líquido a gaseoso se llama evaporación, lo que sucede por aumento de calor.
  • El paso del estado gaseoso a líquido se llama condensación, lo que sucede por pérdida de calor.
  • El paso de líquido a sólido recibe el nombre de solidificación, lo que sucede por pérdida de calor.

La materia: Todo lo que nos rodea

¿Qué es la materia?, ¿qué cambios sufre ésta?, ¿qué provoca estos cambios? A continuación vamos a responder estas preguntas, y además a explicar términos y fenómenos que podemos observar cada día, y que tienen relación con nuestro tema de hoy.

Anímate y acompáñanos en nuestro primer contacto de este año con las Ciencias Naturales.

Una definición

Materia es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio, y tiene masa.

En nuestro planeta, la materia se encuentra en tres estado: gaseosolíquido sólido. Graficando esto en relación a nuestro entorno, tenemos que:

  • El estado gaseoso es el de la atmósfera, que -a su vez- posee muchos gases diferentes.
  • El estado líquido es el de los océanos, ríos y lagos, que conforman la masa líquida denominada hidrosfera.
  • El estado sólido es la tierra, constituida por los suelos, montañas, piedras, etcétera. Esta masa sólida es llamada geosfera.

En estos tres estados de la materia existe un patrón común: en todos, la materia está formada por moléculas.

Moléculas

En un sólido, las moléculas están muy unidas, presentando una gran fuerza de cohesión; en los líquidos, se encuentran un poco más separadas y su fuerza de cohesión es menor; en los gases, están muy separadas y su fuerza de cohesión es casi nula.

Por fuerza de cohesión entendemos a la fuerza que une las moléculas.

Como ejemplos de la materia en sus diferentes estados tenemos:

  • Sólidos: piedra, talco, harina, etcétera.
  • Líquidos: agua, vinagre, mercurio, etcétera.
  • Gases: vapor de agua, oxígeno, hidrógeno, etcétera.

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Condensación

En física, proceso en el que la materia pasa a una forma más densa, como ocurre en la licuefacción del vapor. La condensación es el resultado de la reducción de temperatura causada por la eliminación del calor latente de evaporación; a veces se denomina condensado al líquido resultante del proceso.

La eliminación de calor reduce el volumen del vapor y hace que disminuyan la velocidad de sus moléculas y la distancia entre ellas. Según la teoría cinética del comportamiento de la materia, la pérdida de energía lleva a la transformación del gas en líquido. La condensación es importante en el proceso de destilación y en el funcionamiento de las máquinas de vapor, donde el vapor de agua utilizado se vuelve a convertir en agua en un aparato llamado condensador.

En meteorología, tanto la formación de nubes como la precipitación de rocío, lluvia y nieve son ejemplos de condensación.

En química, la condensación es una reacción que implica la unión de átomos dentro de una misma molécula o en moléculas diferentes. El proceso conduce a la eliminación de una molécula simple, por ejemplo de agua o alcohol, para formar un compuesto nuevo más complejo, frecuentemente de mayor peso molecular que cualquiera de los compuestos originales.

Evaporación

Conversión gradual de un líquido en gas sin que haya ebullición. Las moléculas de cualquier líquido se encuentran en constante movimiento. La velocidad media (o promedio) de las moléculas sólo depende de la temperatura, pero puede haber moléculas individuales que se muevan a una velocidad mucho mayor o mucho menor que la media.

A temperaturas por debajo del punto de ebullición, es posible que moléculas individuales que se aproximen a la superficie con una velocidad superior a la media tengan suficiente energía para escapar de la superficie y pasar al espacio situado por encima como moléculas de gas.

Como sólo se escapan las moléculas más rápidas, la velocidad media de las demás moléculas disminuye; dado que la temperatura, a su vez, sólo depende de la velocidad media de las moléculas, la temperatura del líquido que queda también disminuye. Es decir, la evaporación es un proceso que enfría; si se pone una gota de agua sobre la piel, se siente frío cuando se evapora.

En el caso de una gota de alcohol, que se evapora con más rapidez que el agua, la sensación de frío es todavía mayor. Si un líquido se evapora en un recipiente cerrado, el espacio situado sobre el líquido se llena rápidamente de vapor, y la evaporación se ve pronto compensada por el proceso opuesto, la condensación.

Para que la evaporación continúe produciéndose con rapidez hay que eliminar el vapor tan rápido como se forma. Por este motivo, un líquido se evapora con la máxima rapidez cuando se crea una corriente de aire sobre su superficie o cuando se extrae el vapor con una bomba de vacío.

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