Ciencias 2 (Física) y Naturaleza

El cambio, las interacciones y los materiales.
La materia del universo se encuentra sometida bajo unas condiciones naturales. Según la temperatura, presión o volumen a la que se vea sometida podemos encontrar dicha materia en diversos estados de agregación. Toda materia está constituida a partir de átomos y moléculas. Estas partículas poseen energía por lo que se encuentran en movimiento continuo. Esa energía cinética la percibimos como temperatura. Mientras más energía posea la materia mayor será el movimiento molecular y a su vez mayor temperatura percibiremos.
Los cambios de estado se producen debido a la transformación energética.
El primer estado de la materia es el sólido. Se forma cuando la fuerza de atracción (cohesión) de las moléculas es mayor que las de repulsión (expansión). Las moléculas se quedan fijas y el movimiento energético se queda limitado a vibración despreciable. A medida de que la temperatura aumente, la vibración será mayor.
El siguiente estado es el líquido. La materia se forma en este estado cuando la temperatura rompe la fijación de las moléculas en estado sólido. Aunque las moléculas pueden moverse se mantienen cerca cómo en la estructura sólida. Los líquidos poseen una forma indefinida ya que pueden adecuarse a su contenedor, pero tienen su volumen definido. Esto no ocurre con el tercer estado de agregación, el gaseoso. La materia en estado gaseoso podemos comprimirla modificando su densidad. El movimiento de las moléculas es mayor que el de atracción entre ellas, por lo que se mueven a cualquier dirección ocupando todo el espacio disponible. Estos tres estados son los más básicos y los que normalmente podemos encontrar en nuestro planeta
Un cuarto estado Los plasmas son gases calientes e ionizados. Los plasmas se forman bajo condiciones de extremadamente alta energía, tan alta, en realidad, que las moléculas se separan violentamente y sólo existen átomos sueltos. Más sorprendente aún, los plasmas tienen tanta energía que los electrones exteriores son violentamente separados de los átomos individuales, formando así un gas de iones altamente cargados y energéticos. Debido a que los átomos en los plasma existen como iones cargados, los plasmas se comportan de manera diferente que los gases y forman el cuarto estado de la materia. Los plasmas pueden ser percibidos simplemente al mirar para arriba; las condiciones de alta energía que existen en las estrellas, tales como el sol, empujan a los átomos individuales al estado de plasma.
Como hemos visto, el aumento de energía lleva a mayor movimiento molecular. A la inversa, la energía que disminuye lleva a menor movimiento molecular. Como resultado, una predicción de la Teoría Kinética Molecular es que si se disminuye la energía (medida como temperatura) de una sustancia, llegaremos a un punto en que todo el movimiento molecular se detiene. La temperatura en la cual el movimiento molecular se detiene se llama cero absoluto y se calcula que es de -273.15 grados Celsius.
Los Condensados Bose-Einstein representan un quinto estado de la materia visto por primera vez en 1955. El estado lleva el nombre de Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, quien predijo su existencia hacia 1920. Los condensados B-E son superfluídos gaseosos enfríados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto. En este extraño estado, todos los átomos de los condensados alcanzan el mismo estado mecánico-quantum y pueden fluir sin tener ninguna fricción entre sí. Aún más extraño es que los condensados B-E pueden “atrapar” luz, para después soltarla cuando el estado se rompe.
También han sido descritos o vistos varios otros estados de la materia menos comunes. Algunos de estos estados incluyen cristales líquidos, condensados fermiónicos, superfluídos, supersólidos y el correctamente denominado "extraña materia La transformación de un estado de la materia a otro se denomina transición de fase.
Las transiciones de fase (cambios de estado) más comunes tienen hasta nombre. Por ejemplo, los términos derretir (fusión) y congelar (solidificación) describen transiciones de fase entre un estado sólido y líquido y los términos evaporación y condensación describen transiciones entre el estado líquido y gaseoso. Las transiciones de fase ocurren en momentos muy precisos, cuando la energía (medida en temperatura) de una sustancia de un estado, excede la energía permitida en ese estado. El agua fría para beber puede estar alrededor de 4ºC. (donde alcanza su máxima densidad) a 100ºC en condiciones normales, el agua empezará una transición de fase y pasará a un estado gaseoso. Por consiguiente, no importa cuán alta es la llama de la cocina, el agua hirviendo en una cacerola se mantendrá a 100ºC hasta que toda el agua haya experimentado la transición al estado gaseoso.

Estados de agregación.