UN MODELO PARA LA MATERIA

La materia se presenta en distintos estadosESTADOS DE LA MATERIA (VIDEO)

 

La materia se presenta en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

·        El estado sólido se caracteriza por tener masa, volumen y forma fijos.

·        El estado líquido se caracteriza por tener masa y volumen fijos, pero forma variable. Las sustancias líquidas adoptan la forma del recipiente que las contiene.

·        El estado gaseoso se caracteriza por tener masa fija, pero forma y volumen variables. Los gases adoptan la forma y ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene.

Ya sabemos que la materia se puede presentar en estado sólido, líquido y gaseoso, y que las propiedades de los gases, de los líquidos y de los sólidos son diferentes. Los sólidos y los líquidos muestran una apariencia macroscópica de continuidad; ¿ pero son realmente continuos en su interior? ¿ Y los gases?

Por responder a estas cuestiones, los científicos construyen o se imaginan modelos. Estos modelos intentan representar la materia a nivel microscópico. Por ejemplo, en el modelo corpuscular de la materia nos imaginamos la materia formada por partículas. Como en el momento de hacer esta afirmación no estamos seguros de su validez, a estas propuestas les llamamos hipótesis.

Para que un modelo sea aceptado como  bueno, es necesario que podamos explicar a través de él las propiedades o los fenómenos que consideramos; así, el modelo corpuscular de la materia debería poder explicar las propiedades generales de los gases (son poco densos y se pueden comprimir fácilmente), de los líquidos (tienen un volumen definido, forma variable y pueden fluir) y de los sólidos (volumen definido, formas regulares, densidad alta).

Cuando la comunidad de científicos acepta un modelo, al conjunto de hipótesis propuestas se le llama teoría; por ello, actualmente hablamos de la teoría corpuscular de la materia. Según esta teoría la materia está formada por partículas o por corpúsculos muy pequeños, tan pequeños que no se pueden ver con el microscopio más potente. Estas partículas, a veces se las llama átomos y, otras, moléculas.

El estado gaseoso: En los gases las partículas están muy separadas entre ellas. Entre partícula y partícula no hay nada; es decir, hay vacío. Además, las partículas que forman los gases están en continuo movimiento. Este movimiento es al azar, es decir, que se produce en cualquiera dirección. Las partículas chocan entre ellas y eso las hace cambiar constantemente de dirección y velocidad. La velocidad con la que se mueven las partículas de un gas aumenta con la temperatura; así aumentan el número de choques de las partículas contra las paredes del recipiente y, por lo tanto, aumenta la presión del gas.

Compresión: Se llama compresión de un gas a la disminución de la distancia entre sus partículas para ocupar un volumen menor.

Expansión: Se llama expansión de un gas al aumento de la distancia entre sus partículas para ocupar un volumen mayor.

 

          GAS                     COMPRESIÓN

EXPANSIÓN

El estado líquido: La idea de que los gases están formados por partículas en movimiento es también aplicable a los líquidos. Los líquidos tienen propiedades diferentes de los gases y, por lo tanto, algunas de las propiedades del estado líquido deben ser diferentes: tienen un volumen definido y la densidad es mucho más grande que la de los gases.

El carácter condensado de los líquidos requiere suponer que hay fuerzas de atracción entre las partículas que los constituyen, fuerzas que impiden que las partículas puedan separarse mucho unas de las otras. El movimiento de las partículas de un líquido es restringido, pero es suficiente para que grupos de partículas puedan desplazarse unos respecto de los otros y, en consecuencia, para que el líquido en su conjunto pueda fluir.

El estado sólido: Los sólidos están formados por partículas muy próximas, ordenadas y que ocupan unas posiciones fijas; así, el único movimiento que tienen las partículas de un sólido es la de vibración alrededor de una posición fija. La proximidad y la ordenación de las partículas son debidas a la existencia de fuerzas de atracción muy intensas entre ellas. Cuando aumenta la temperatura de un sólido aumenta la vibración de sus partículas.

SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES (Video)

Cuestiones:

a) A partir de la teoría corpuscular de la materia, hacer una interpretación teórica de las principales propiedades de los gases.

b) Cuando hinchamos los neumáticos del coche aumenta la presión. Proponer una explicación según el modelo corpuscular de los gases.

c) Los líquidos tienen un volumen definido; ¿cuál es la causa?

d) ¿Cómo podemos explicar teóricamente que los líquidos y los sólidos aumenten de volumen cuando aumenta la temperatura?

e) Cuáles son las diferencias esenciales entre el comportamiento de las partículas de un gas, de un líquido y de un sólido?