Fases e Mudanças de Estado

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NIT: 800048753-7 
 
INSTITUCION EDUCATIVA MADRE CARMEN 
“Comunidad siervas de Jesús.” 
 
Código: EAP-P05-F01 
Versión: 01 
GUIAS Fecha: 20/11/2019 
 
 
Dirección: Av. 0 No. 16-56 Barrio Blanco Tel: 5942712. 
E-mail: colegiomadrecarmen@gmail.com 
Web: www.colmadrecarmen.edu.co 
 
TERMODINÁMICA 
Estudiante Fecha 
Grado 8 Periodo 2 Docente Luis Alfredo Pulido M. 
 
LAS FASES DE LA MATERIA 
 
Como ya sabes la materia se puede encontrar en tres fases: solida, liquida o gaseosa. 
En estas tres fases las sustancias se comportan de formas diferentes debido a su estructura 
interna. Comúnmente identificamos la fase de las sustancias por sus características a temperatura 
ambiente. Por ejemplo, sabemos que el oxígeno es un gas, sin embargo, bajo ciertas condiciones 
podría estar en la fase liquida; identificamos el mercurio como un líquido, sin embargo podríamos 
encontrarlo en fase gaseosa cuando se encuentra en forma de vapor de mercurio y reconocemos 
los metales como el hierro en su fase solida aunque en las siderúrgicas lo podemos encontrar en 
fase liquida. 
 
La fase en la cual se encuentran las sustancias depende de varios factores: 
 
1. La estructura interna. Dicha estructura en los sólidos es diferente a la de los líquidos y esta a su 
vez es diferente de la de los gases (figura 13). 
 
2. La temperatura. Un aumento o disminución de la temperatura puede producir un cambio de 
fase. Por ejemplo, el mercurio a temperatura ambiente se encuentra en fase liquida, pero a 
temperaturas mayores que 358 °C se encuentra en fase gaseosa. 
 
3. La presión. Un aumento de presión puede producir un cambio de fase, aunque no se modifique 
su temperatura. Por ejemplo, dentro de los encendedores el butano se encuentra en la fase liquida 
y se transforma en gas al salir de ellos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Punto de fusión y punto de ebullición 
 
Cuando se aumenta la temperatura de algunos solidos como el plástico o el vidrio, se observa que 
su consistencia se empieza a parecer a la de un líquido a medida que aumenta la temperatura. A 
este tipo de solidos se les conoce como solidos amorfos. 
 
Los sólidos cuyo cambio a la fase liquida se produce a una temperatura característica se 
denominan cristalinos. El hierro y el hielo son ejemplos de dichos sólidos. 
 
Definición: El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la cual se produce el cambio 
de la fase sólida a la fase líquida. El punto de fusión depende de la presión. 
 
Por ejemplo, el punto de fusión del agua es 0 °C, lo cual significa que cuando a un bloque de hielo 
que se encuentra a una temperatura de 0 °C se le suministra calor, su temperatura no aumenta 
hasta tanto todo el bloque cambie de la fase solida a la fase liquida. 
 
Definición: El punto de ebullición de una sustancia es la temperatura a la cual se pro duce el 
cambio de la fase líquida a la fase gaseosa. El punto de ebullición depende de la presión. 
 
Por ejemplo, el punto de ebullición del mercurio es 358 °C, lo cual significa que cuando a una 
cantidad de mercurio que se encuentra a una temperatura de 358 °C se le suministra calor, su 
temperatura no aumenta hasta tanto todo el metal cambie de la fase liquida a la fase gaseosa, es 
decir, a vapor de mercurio. 
 
Los resultados anteriores muestran que durante el tiempo en el cual una sustancia cambia de fase, 
la temperatura de la sustancia no aumenta aun cuando se le suministre calor. Por ejemplo, si se 
toma una cierta cantidad de hielo, se introduce en un recipiente y se somete a calor, mientras haya 
hielo en el recipiente, la temperatura es 0 °C, valor que corresponde al punto de fusión del agua 
 (figura 14). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cambios de fase 
Los cambios de fase de las sustancias se conocen con nombres característicos. 
 
Vaporización: es el paso de la fase liquida a la fase gaseosa. Se puede producir de dos maneras: 
1. La evaporación, que tiene lugar a cualquier temperatura como sucede cuando la ropa se seca. 
 
2. La ebullición en la cual se observa la producción de burbujas dentro del líquido y tiene lugar a 
una temperatura característica para cada sustancia. 
 
Licuefacción: se produce cuando una sustancia cambia de la fase gaseosa a la fase liquida. 
Durante este proceso la sustancia cede calor, sin embargo, su temperatura no disminuye y su valor 
es igual al punto de ebullición. 
 
Es importante aclarar que en ocasiones este cambio de fase sucede a temperaturas diferentes al 
punto de ebullición, como ocurre cuando se empanan los vidrios en días fríos caso en el cual nos 
referimos a la condensación. 
 
Solidificación: se produce cuando una sustancia cambia de la fase liquida a la fase sólida. 
Durante este proceso la sustancia cede calor, sin embargo la temperatura no disminuye y su valor 
es igual al punto de fusión. 
 
En el esquema de la siguiente figura se muestran los diferentes cambios de fase. 
 
 
 
 
 
 
 
Factores que afectan los cambios de fase 
 
Hemos afirmado que los puntos de fusión y de ebullición son característicos de las sustancias y 
que su valor depende de la presión. Además, se pueden lograr cambios en dichos puntos mediante 
la adición de algunas sustancias. 
 
La presión 
Cuando un líquido entra en ebullición observamos que se producen burbujas que se dirigen hacia 
la superficie (figura 15). Puesto que las burbujas se encuentran dentro del líquido, son sometidas a 
la presión que este les ejerce. 
 
Para que se produzca el proceso de ebullición se requiere que la presión del vapor en el interior de 
las burbujas sea la suficiente como para soportar la presión del líquido que las rodea. Por ende, 
cuando la presión del vapor es mayor que la presión exterior se produce la ebullición del líquido. 
 
 
 
 
 
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Cuando la presión exterior aumenta, los líquidos se vaporizan a mayor temperatura, pues es 
necesario que la presión de vapor aumente para superar el valor de la presión externa. Por ende, 
cuando la presión externa aumenta, el punto de ebullición aumenta; es decir, que el punto de 
ebullición de una sustancia depende de la presión atmosférica. 
 
 
 
Presencia de solutos 
 
La experiencia muestra que si añadimos sal al hielo el punto de fusión disminuye, es decir, el hielo 
se funde a menor temperatura. 
Por esta razón, en épocas de invierno, en lugares donde hay estaciones se adiciona sal a las 
carreteras para descongelar el hielo depositado en ellas. 
También es posible lograr un cambio en el punto de ebullición por medio de la adición de 
sustancias. Por ejemplo, cuando se añade sal al agua, se observa que el punto de ebullición 
aumenta. 
 
ACTIVIDAD 
 
1. ¿De qué factores depende la fase en la cual se encuentran las sustancias? 
 
2. Dibuja la estructura interna de los tres estados de la materia 
 
3. ¿Qué es el punto de fusión? Da un ejemplo. 
 
4. ¿Qué es el punto de ebullición? Da un ejemplo. 
 
5. ¿Qué es el punto de vaporización? Da un ejemplo. 
 
6. ¿Qué es el punto de licuefacción? Da un ejemplo. 
 
7. ¿Qué es el punto de solidificación? Da un ejemplo. 
 
8. ¿Cuáles son los factores que afectan los cambios de fase? 
 
Se puedenapoyar en el siguiente video: 
https://www.youtube.com/watch?v=GA78a4dPwXY 
https://www.youtube.com/watch?v=GA78a4dPwXY