Estados de la materia.Gases.Leyes de los gases. Teoría cinética. Cambios de estado

1. ESTADOS DE LA MATERIA
SÓLIDO GASEOSOLÍQUIDO
• Volumen fijo
• Forma fija
• No se expanden
• No se comprimen
• Volumen fijo
• Forma variable
• No se expanden
• Se comprimen muy poco
• Volumen variable
(recipiente)
• Forma variable
• Se expanden
• Se comprimen
PLASMA CRISTAL LÍQUIDO
• Similar al estado gaseoso, pero
con partículas cargadas
eléctricamente
• Estrellas , pantallas plasma
• Líquidos cuyas partículas pueden
ordenarse, a través de corriente
eléctrica o por temperatura.
• Pantallas móviles, portátiles,
calculadoras,…
OTROS ESTADOS

2. TEORÍA CINÉTICA
Intenta explicar el comportamiento de los diferentes estados de agregación a partir de unos postulados muy
sencillos:
 La materia está formada por partículas muy pequeñas (que consideraremos esféricas), entre las que
existen fuerzas de cohesión (unión)
 Estas partículas están dotadas de movimiento. El movimiento será mayor cuanto mayor sea la
temperatura

3. TEORÍA CINÉTICA Y ESTADO SÓLIDO
¿Cómo es su estructura
interna?
¿Cómo se explican sus propiedades?
 Las fuerzas de
cohesión son muy
grandes, y las
partículas están muy
próximas entre sí.
 Los movimientos de
las partículas son de
vibración (que
aumentarán con la
temperatura, y
viceversa)
 Al ser las fuerzas que mantienen unidas las partículas muy fuertes,
estas no pueden separarse, cambiar de posición, ni tampoco
aproximarse entre sí. De ahí que el volumen y forma de los sólidos sean
constante, que no puedan comprimirse, expandirse ni deformarse.
 Al hallarse muy próximas las partículas, la densidad de los sólidos será,
por lo general, mayor que la de líquidos y gases
 Dado que al aumentar la temperatura las partículas vibran más
fuertemente, estas se separarán algo más. Esto explica la dilatación de
los sólidos. Al disminuir la temperatura, sucederá lo contrario.

4. TEORÍA CINÉTICA Y ESTADO LÍQUIDO
¿Cómo es su estructura
interna?
¿Cómo se explican sus propiedades?
 Las fuerzas de
cohesión son
menores que en
sólidos. Las
partículas se
encuentran en
grupos que pueden
deslizarse entre sí.
 Los movimientos de
las partículas son de
traslación y vibración
(que aumentarán con
la temperatura, y
viceversa)
 Al ser aún fuertes las fuerzas entre partículas,
estas no pueden separarse, por lo que los
líquidos no se expanden. La ligera compresión
se explica porque las partículas podrán
aproximarse ligeramente al no estar
rígidamente unidas.
 Al deslizarse entre sí los grupos de partículas,
podrán adaptarse a la forma del recipiente
 La densidad de los sólidos será, por lo general,
menor que la de sólidos, pero mayor que la de
gases
 Dado que al aumentar la temperatura las
partículas vibran más, y los desplazamientos
de grupos de partículas serán mayores, la
densidad disminuirá. Al disminuir la
temperatura, sucederá lo contrario.

5. TEORÍA CINÉTICA Y ESTADO GASEOSO
¿Cómo es su estructura
interna?
¿Cómo se explican sus propiedades?
 Las fuerzas de
cohesión son muy
débiles, por lo que las
partículas se mueven
libremente (por todo
el recipiente). Como
consecuencia,
estarán muy
separadas
 Los movimientos de
las partículas son de
traslación (que
aumentarán con la
temperatura, y
viceversa)
 Al ser casi nulas las fuerzas entre partículas, y
estar muy separadas entre sí, un cambio en el
volumen no modificará las condiciones. Por ello
los gases pueden comprimirse y expandirse
 Por la misma razón, un cambio en la forma del
recipiente, no modificará las condiciones. Por ello
los gases adoptar la forma del recipiente
 La densidad de los gases será muy baja, al hallarse
las partículas muy dispersas (muy poco
agrupadas)
 Al aumentar la temperatura las partículas se
moverán más, aumentando la separación entre
ellas, con lo cual la densidad disminuirá. Al
disminuir la temperatura, sucederá lo contrario.

6. LEYES DE LOS GASES
Durante los siglos XVII y XVIII los científicos estudiaron el comportamiento de los gases. Los resultados de
estos estudios demostraron que la presión, el volumen y la temperatura (absoluta) a la que se hallaban
estaban relacionadas entre sí.
Como consecuencia, se obtuvieron una serie de ecuaciones matemáticas, llamadas LEYES DE LOS GASES
LEY DE BOYLE-MARIOTTE LEY DE GAY-LUSSAC LEY DE CHARLES
 La temperatura absoluta o KELVIN es otra escala termométrica, basada en el movimiento de las partículas.
Su relación con la escala CELSIUS es:
𝐾 = ℃ + 273´15
℃ = 𝐾 − 273´15

7. LEY DE BOYLE-MARIOTTE
Esta ley relaciona la presión y el volumen de un gas, CUANDO LA TEMPERATURA ES CONSTANTE (es decir, no
varía)
“A temperatura constante, para
una misma masa de gas, el
producto de la presión de un gas
por el volumen que ocupa es un
valor constante”
Matemáticamente:
𝑝. 𝑉 = 𝑐𝑡𝑒 (𝑇𝑐𝑡𝑒)
𝑝1. 𝑉1 = 𝑝2. 𝑉2 (𝑇𝑐𝑡𝑒)
p (atm) V (L) p.V (atm.L)
4 1 4
2 2 4
1 4 4
8
8
20
0´25

8. LEY DE GAY-LUSSAC
Esta ley relaciona la presión y la temperatura absoluta, CUANDO EL VOLUMEN OCUPADO POR UN GAS ES
CONSTANTE (es decir, no varía)
“A volumen constante, para una
misma masa de gas, el cociente
entre de la presión de un gas y la
temperatura a la que se encuentra
es un valor constante”
Matemáticamente:
𝑝
𝑇
= 𝑐𝑡𝑒 (𝑉𝑐𝑡𝑒)
𝑝1
𝑇1
=
𝑝2
𝑇2
(𝑉𝑐𝑡𝑒)
p (atm) T (K) p/T
(atm/K)
1 400 0´0025
0´75 300 0´0025
0´5 200 0´0025
0´25 100 0´0025
800
1´5
2

9. LEY DE CHARLES
Esta ley relaciona el volumen y la temperatura absoluta, CUANDO LA PRESIÓN EJERCIDA POR UN GAS ES
CONSTANTE (es decir, no varía)
“A presión constante, para una
misma masa de gas, el cociente
entre el volumen de un gas y la
temperatura a la que se encuentra
es un valor constante”
Matemáticamente:
𝑉
𝑇
= 𝑐𝑡𝑒 (𝑃𝑐𝑡𝑒)
𝑉1
𝑇1
=
𝑉2
𝑇2
(𝑃𝑐𝑡𝑒)
V (L) T (K) V/T (L/K)
1 500 0´002
0´75 375 0´002
0´5 250
0´25
1000
1´5
2

10. CAMBIOS DE ESTADO

11. FUSIÓN-SOLIDIFICACIÓN
Cambios de estado entre sólido y
líquido, que se producen A LA
MISMA TEMPERATURA, llamada
PUNTO DE FUSIÓN (o temperatura
de fusión), cuyo valor depende del
tipo de sustancia)
VAPORIZACIÓN-CONDENSACIÓN
Es el cambio general de estado entre líquido y gas.
Si el cambio de líquido a
gas se realiza únicamente
en la superficie del líquido,
a cualquier temperatura, el
proceso se denomina
EVAPORACIÓN
Si el cambio de líquido a
gas se realiza en todo el
líquido, y a una
temperatura fija
(TEMPERATURA O PUNTO
DE EBULLICIÓN), el
proceso se denomina
EBULLICIÓN

12. CURVAS DE CALENTAMIENTO
• TRAMO A-B: A medida que se calienta el
sólido, este aumenta su temperatura,
pero permanece en ese estado. Las
partículas aumentan su vibración
• TRAMO B-C: Cambio de estado, y como
puede verse, NO HAY CAMBIO DE
TEMPERATURA mientras se produce. El
calor se “invierte” en romper la
estructura del sólido
• TRAMO C-D: A medida que se calienta el
líquido, este aumenta su temperatura,
pero permanece en ese estado. Las
partículas se mueven más rápido
• TRAMO D-E: Cambio de estado, y de
nuevo, NO HAY CAMBIO DE
TEMPERATURA mientras se produce. El
calor se “invierte” en romper la
estructura del líquido.
• TRAMO E-F: A medida que se calienta el
gas, este aumenta su temperatura, pero
permanece en ese estado. Las partículas
se mueven más rápido

13. SITUACIONES “ESPECIALES” EN CAMBIOS DE ESTADO
El agua hierve a 100℃ solamente si la presión exterior es
de 1atm; pero existen situaciones en las que ese valor de
presión varía.
P> 1 atm
Como sucede en las
ollas a presión. En estos
casos el agua hierve por
encima de los 100℃. El
motivo se debe a que
para poder “escapar”
del líquido, las
partículas necesitan
mayor energía (lo que
se consigue con una
mayor temperatura)
P< 1 atm
Como sucede en zonas
de alta montaña. En
estos casos el agua
hierve por debajo de los
100℃. El motivo se
debe a que para poder
“escapar” del líquido,
las partículas necesitan
menos energía (lo que
se consigue con una
menor temperatura)
Fusión del hielo por
aumento de presión
Un aumento local de
presión sobre un trozo
de hielo .
(LINK)

14. CAMBIOS DE ESTADO DEL AGUA Y METEOROLOGÍA
NUBES NIEBLA
GRANIZO
LLUVIA
ROCÍO Y
ESCARCHA
HIELO
(HELADAS)
ESTELA AVIONES
VAHO
RESPIRACIÓN