Ciencia: los estados de la materia

Dado que últimamente parece que la gente desconoce qué son los estados de la materia, hasta tal punto que por las redes ha circulado el bulo o rumor que la nieve es plástico; hoy en el DQP abrimos nuestro espacio de ciencia empezando por algo de conocimiento básico y obligado: los estados de la materia.

¿Qué es la materia?

Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. La materia está formada, como sabemos, por partículas muy pequeñas.

¿Qué son los estados de la materia?

La intensidad de las fuerzas de cohesión entre las partículas determina su estado de agregación. Cuando un sistema material cambia de estado de agregación, la masa permanece constante, pero el volumen cambia. Por lo tanto, modificando sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases.

¿Qué estados existen?

Cuando hablamos de estados de la materia (o formas de agregación), seguro que te viene a la mente los tres estados clásicos: sólido, líquido y gaseoso. Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, solo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados. Por ejemplo, si hablamos del agua, en estado sólido tenemos un cubito (o la nieve), cuando ésta se descongela, tenemos el agua líquida; y cuando ésta se calienta, se convierte en vapor (estado gaseoso).

Estado sólido: las partículas están unidas por fuerzas de atracción muy grandes, por lo que se mantienen fijas en su lugar; solo vibran unas al lado de otras. Por lo tanto, tienen una forma y volumen constantes y no se pueden comprimir más, pero sí dilatar cuando se calienta y contraer cuando se enfría.

Estado líquido: las partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos, de modo que las partículas se mueven y chocan entre sí, vibrando y deslizándose unas sobre otras. En este caso, la forma no es fija pero sí el volumen. Los líquidos adoptan la forma del recipiente que los contiene y se dilatan y contraen como los sólidos.

Estado gaseoso: las fuerzas de atracción son casi inexistentes, por lo que las partículas están muy separadas unas de otras y se mueven rápidamente y en cualquier dirección, trasladándose incluso a largas distancias. Por lo tanto, no tienen forma ni volumen fijos y adopta todo el espacio, el tamaño y la forma del lugar que ocupa. Además, se puede comprimir con facilidad reduciendo su volumen. También se dilatan y contraen como los sólidos y líquidos.

Lo cierto es que, además de estos tres estados, existen otros menos conocidos, pero igual de importantes. Por ejemplo, también existe el estado plasmático (el plasma) y el condensado de Bose-Einstein. Pero no son los únicos, ya que también tenemos: plasma de Quark-Gluones, líquido cuántico de espines, materia degenerada, condensado Bose-Einstein, hielo superiónico, condensado de Fermi, supersólido, superfluido, entre otros. En la parte final del artículo, tienes varios enlaces donde puedes encontrar información de tallada sobre cada uno de estos estados de la materia.

Por ejemplo, el estado plasmático es la forma en la que se presentan los gases contenidos en el interior de las luces de neón, los tubos fluorescentes y, por supuesto, las pantallas de plasma. También es el estado que caracteriza a las auroras boreales o a los rayos. De hecho, se estima que el 99% de la materia del universo observable es plasma.

Por lo tanto, el plasma es un gas ionizado a alta temperatura, formado por cationes (moléculas o átomos con carga positiva) y electrones libres (con carga negativa), entre los que se dan importantes fuerzas electrostáticas. Aunque en su conjunto la carga eléctrica total sea nula, en su interior las partículas tienen carga. Esto hace que, a diferencia de los gases, los plasmas sean conductores de la electricidad y puedan ser confinados en campos magnéticos.

El estado descubierto más recientemente es el cristal líquido, que es un tipo especial de estado de agregación de la materia que tiene propiedades de las fases líquida y sólida. Es decir, es sólido y líquido a la vez. Podría compararse como una esponja de agua que filtra agua.

En definitiva, lejos se quedan los 3 estados clásicos de la materia. Cada vez las investigaciones descubren nuevos estados que abren la puertas a cosas nunca vistas.

Fuentes: