Estados de agregación del agua

En condiciones ambientales la materia se puede presentar en forma gaseosa, líquida o sólida; esta forma en que se muestra la materia se define como estado de agregación. Esta expresión hace referencia a la forma y el grado en que las moléculas de una sustancia se mueven o vibran lo suficiente para producir un cambio de estado.

Cuando una sustancia absorbe cierta cantidad de calor, la velocidad de sus moléculas aumenta y su temperatura se eleva.  El cambio de estado del agua va a depender siempre de la temperatura a la que se maneje, ya que esta va a influir para que las moléculas vibren o no, dando como consecuencia una vaporización, fusión,condensación.

A temperaturas iguales o inferiores a 0°C, el agua se encuentra en estado sólido: el hielo; entre 0 y 100 °C, el agua se encuentra en su estado líquido; finalmente, si la temperatura supera los 100 °C, el agua se convierte en vapor (estado gaseoso). La elevación de la temperatura depende del calor específico de la materia, en este caso es el agua y la elevación de la temperatura es directamente proporcional a la cantidad de calor suministrado.

Las características de cada uno son las siguientes:

Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras. Como ejempls tenemos el hielo,escarcha o nieve.

Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos. Algunos ejemplos de este estado de agregación son los ríos, lagos, lagunas, mares, el agua que bebemos, la lluvia.

Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión. Un ejemplo muy claro es el de una nube.

Fusión

En este caso, la temperatura permanece constante durante todo el tiempo en que el sólido se transforma en líquido. Esto ocurre porque en la fase sólida las moléculas se mantienen unidas formando una estructura cristalina rígida, de tal manera que la sustancia tiene una forma y volumen definidos. A medida que se suministra calor, las energías de las partículas del sólido aumentan gradualmente y su temperatura se eleva. Al cabo de cierto tiempo, la energía cinética se vuelve tan grande que algunas de las partículas rebasan las fuerzas elásticas que las mantenían en sus posiciones fijas. La mayor separación entre ellas les da la libertad de movimiento que se asocia con la fase líquida. En este punto, la energía absorbida por la sustancia se usa para separar más las moléculas que en la fase sólida, por lo que la temperatura no aumenta durante el cambio de estado. Como se menciona anteriormente: el movimiento de las partículas de una sustancia (en este caso agua) provocan un cambio de estado, en este caso este movimiento dio como consecuencia la fusión.

Solidificación

Es el cambio de estado contrario a la fusión.La condensación generalmente ocurre cuando un vapor se enfría, pero también puede ocurrir si se comprime (es decir, si se aumenta la presión) o se somete a una combinación de refrigeración y compresión. Esto quiere decir que la materia en estado líquido se enfría hasta llegar a un punto en que se solidifica. Un ejemplo de solidificación es cuando se congela el agua para formar cubitos de hielo.

Vaporización

Después de que todo el sólido se funde, la energía cinética de las partículas del líquido resultante aumenta de acuerdo a su calor específico, y la temperatura se incrementa de nuevo.

Finalmente, la temperatura llegará a un nivel en el que la energía térmica se usa para cambiar la estructura molecular, formándose un gas o vapor. El aumento de temperatura provocó movimiento o vibración de las moléculas y  este movimiento al ser aún mayor que la fusión: dio como consecuencia un cambio de estado de líquido a gaseoso.

Condensación

Es el estado contrario a la vaporización.El proceso de condensación se produce cuando un gas se enfría hasta alcanzar el punto exacto de condensación en la escala de temperatura. El vapor solo puede condensarse sobre una superficie cuando la temperatura de dicha superficie es menor que la temperatura del vapor. A lo largo de este proceso, la molécula de agua libera energía en forma de calor. Es decir, es el cambio de estado de gas a líquido. Como ejemplo tenemos el rocío que se forma en las hojas de las plantas en las primeras horas del día, los azulejos y espejos que quedan empañados cuando una persona se baña con agua caliente, las gotitas que se forman en botellas con agua fría,etc.

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