EXPERIMENTAMOS LOS CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA

En esta nueva entrada de nuestro blog, vamos a experimentar los cambios de estado de la materia, pero antes debemos conocer conceptos básicos que nos van a permitir realizar los experimentos de manera más adecuada y analizar adecuadamente qué es lo que ocurre.

¿Qué es la materia?

La materia es la "realidad espacial y perceptible por los sentidos de la que están hechas las cosas que nos rodean y que, con la energía, constituye el mundo físico". (RAE). Siguiendo esta definición, podemos determinar que es materia todo lo que nos rodea. La materia presenta una serie de propiedades características.

¿Cuáles son esas propiedades características?

· Masa: la masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo o un objeto determinado y se expresa en kilogramos (kg).

· Peso: el peso representa la fuerza con la, debido a la gravedad, la Tierra atrae a un objeto hacia sí misma. 

· Volumen: es el espacio que ocupa un cuerpo. Se mide en metros cúbicos (m³).

· Inercia: es la incapacidad de los cuerpos y objetos para transformar el estado en el que se encuentra si no actúa ninguna fuerza externa sobre ellos.

· Energía: es la propiedad que tiene la materia que le permite producir trabajo en diferentes formas.

· Impenetrabilidad: esta propiedad impide que un cuerpo ocupe el mismo lugar que otro en el mismo momento.

· Divisibilidad: hace referencia a la tendencia de la materia a dividirse continuamente.

¿Cuáles son los estados de la materia?

Aunque los estados de la materia son cinco (condensada de base-Einstein, sólido, líquido, gaseoso y plasma), en esta ocasión nos quedaremos con los tres estados más comunes: sólido, líquido y gaseoso. En cada uno de estos estados la forma y las propiedades de la masa y volumen de la materia, tienen unas características determinadas como se resume en la siguiente imagen extraída de Pinterest (https://www.pinterest.es/claudiamg0101/estados-de-la-materia/):

Los cambios de estado de la materia

La materia sufre cambios de estado. Estos cambios quedan recogidos en el siguiente esquema extraído de Wikipedia (https://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materia):

Una vez que se tiene un mayor conocimiento sobre la materia, se proponen los siguientes experimentos o actividades:

Experimentos

I. ¡Hacemos magia!

Materiales necesarios: sal, vasos con agua fría, cubitos de hielo y varias hebras de hilo.

Desarrollo: Se introducen los cubitos de hielo en el interior del vaso de agua. A continuación, se coloca un hilo de doble dimensión que el diámetro del vaso en el centro de los cubos de hielo. Una vez realizado este paso, se agrega una pizca de sal sobre los hielos y se presta atención a lo que ocurre. Posteriormente, se tira del hilo y se levanta con sutileza. Al tirar del trozo de hilo,el hilo se ha fusionado al hielo. 

Una vez finalizado el experimento, podemos realizar algunas cuestiones que favorezcan la reflexión. Las preguntas serán las siguientes:

1. ¿Qué ha pasado cuando hemos agregado sal?
2. ¿Ha cambiado el hielo? ¿Por qué?
3. ¿Por qué el hilo estaba al final del experimento unido al hielo?

Finalmente, se explicará lo que realmente sucede, es decir, que al agregar la sal, ésta baja el punto de congelación del agua (en este caso hielo), pero como la temperatura es aún elevada, la sal vuelve a congelarse por lo tanto el hilo queda unido al cubito de hielo.

II. ¡Cuánta niebla!

Materiales necesarios: agua caliente, vasos, cubitos de hielos y coladores.

Desarrollo: Se llena la mitad de un vaso con agua caliente. Tras verter el agua caliente en el recipiente, se coloca con cuidado en la parte superior del vaso un colador. Después de haber colocado el colador, se deposita en el interior del colador una cantidad de entre tres y seis cubitos de hielos, en función del tamaño de los mismos. Tras colocar los cubitos de hielo se presta atención y se observa qué ocurre.

Una vez finalizado el experimento, podemos realizar algunas cuestiones que favorezcan la reflexión. Las preguntas serán las siguientes:

1. ¿Qué ha pasado cuando hemos agregado hielo en los coladores?
2. ¿Ha cambiado el hielo? ¿Por qué?
3. ¿Por qué el hielo se ha convertido en agua al final del experimento?

Finalmente, se explicará lo que realmente sucede, es decir, que el agua caliente debido a su alta temperatura desprende calor desprende vapor y este vapor en contacto con el hielo comienza a condensarse formando la llamada niebla. Esta niebla al estar localizada entre el vaso de agua caliente y el hielo que permanece en el colador, vuelve a condensarse volviendo a convertirse en agua.