Lunes de Ciencia: ¿Qué son los estados de agregación de la materia?

Cuando vamos en Primaria nos hablan de la materia, aquella cosa que ocupa un lugar en el espacio; y nos dicen que esta se presenta en 3 estados distintos, el sólido, el líquido y el gaseoso, y nuestro ejemplo primordial es el agua:  hielo estando solido, agua estando liquido, vapor siendo gas.

Pero, ¿acaso habrá más estados de la materia? Y ¿por qué esos estados existen? Bueno, pues el día de hoy hablaremos un poco de todo eso en Fukiu.

Primero de todo: ¿qué son los estados de agregación de la materia?

Los estados de agregación de la materia son las distintas fases que la materia puede tomar. Sólido, Líquido y Gaseoso, son los más comunes que se presentan en el planeta, pero no son los únicos, existen otros estados como lo son el Plasma (cuando hablé de que es fuego, mencione a este estado), Supersólidos, Superfluidos, Cristales, Estado Vitreo (vidrio prácticamente) Condensados de Bose-Einstein, Condensados Fermionicos, Moléculas de Rydberg, Materia Extraña (también llamada materia de quarks), Materia Degenerada, Materia Fuertemente Simétrica, Materia Débilmente Simétrica, Materia Oscura; y estos son tan sólo los que yo conozco, hay todavía más estados de la materia, y los que se siguen descubriendo.

El entender estos estados es sin embargo más complicado, es por eso que para usos comunes sólo hablamos de tres de ellos. La aparición de más estados o fases tiene que ver con las temperaturas y presiones a las que se somete la materia, y sus cambios o transiciones de fase, son también un objeto de estudio importante, por ejemplo en mi rama, la industria petrolera.

Pongamos de ejemplo al agua nuevamente, el ejemplo universal para los estados de agregación de materia, que en temperatura bajo cero generalmente se presenta en forma solida o de hielo, que en un rango de temperatura entre 0º y 100º se presenta en liquido, y que en un rango mayor a 100º se nos presenta como gas o vapor de agua. Esos valores se pueden alterar sin embargo, y por ejemplo entre menor presión tengamos, menor será la temperatura necesaria para llegar a la fase gaseosa, pudiendo tener vapor incluso a los 0º grados centigrados si la presión es lo suficientemente baja; y tener agua supercalentada, agua que supere los 200º centigrados si la presión es lo suficientemente alta.

Además hablamos de las transiciones entre los cambios de fase, esto por lo general se representa a través de lineas en diagramas de fase, en dónde además nos encontramos con otras cosas como los Puntos Críticos por mencionar algo, y que son de mucho estudio en mi carrera por ejemplo, donde analizamos también las cricondenbaras y las cricondentermas, la primera siendo la presión mas elevada en una envolvente de saturación que se puede tener antes del cambio completo de fase, y la segunda la temperatura más elevada en la misma saturación; en fin no entremos en esos temas que no me alcanzaría el tiempo para explicarlo todo. Las transiciones no son instantáneas, son graduales, y por lo mismo tenemos puntos en los que podemos tener simultáneamente dos fases (la sólida y la líquida por ejemplo), e incluso un punto en el que tenemos las tres fases al mismo tiempo, conocido como Punto Triple, y que en el caso del agua se da a 273.16º K y a una presión de 611,73 Pa.

Bueno, me salí un poco de tema, regresando a lo complicado de entender los demás estados de la materia, sabemos que el sólido es cuando un cuerpo tiene una forma compacta y sus moléculas o átomos están entrelazados estrechamente; el líquido que tiene la capacidad de fluir y de adaptarse al recipiente que los contenga, con unión entre los átomos, pero no tan alta como en sólidos, y el gas cuyos átomos están muy separados y pueden adaptarse por todo el espacio que los contiene. No es tan simple con un Condensado de Bose-Einstein que es básicamente cuando la materia se deja de comportar como partículas independientes y colapsan en un estado cuantico; las Moléculas de Rydberg que se forma debido a la condensación de átomos excitados; la Materia Degenerada que teoricamente se cree que existe dentro de las estrellas de neutrones; o la Materia Oscura, que hasta el momento no sé sabe realmente que es.

Y a todo esto hay que sumar aquello que descubramos con el tiempo, o aquello que notemos que reacciona diferente tras una observación más detallada (como le paso al Estado Vitreo), así que en realidad estamos muy lejos de saber cuales realmente sean todos los estados en que pueda existir la materia en nuestro universo, y quien sabe sí  podamos definir los mismos estados para la Antimateria por ejemplo u otros completamente nuevos. Eso es precisamente lo emocionante de la ciencia.

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1 comentario
  1. apnea dijo:

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Mientanos la madre

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