Modelo cinético-corpuscular. 15/05/2017 y 18/05/2017

La clase del lunes la dedicamos para extender el modelo cinético-corpuscular de los gases a los sólidos y líquidos. Para ello, en primer lugar, recordamos las propiedades de los gases, para ver si estaban o no presentes en los sólidos y líquidos:

	Líquidos	Sólidos
Se mezclan con facilidad	Sí * (miscibles)	No
Se comprimen	No*	No
Pueden hacer fuerza	Sí	Sí
Pesan	Sí	Sí
Tienen volumen	Sí	Sí
Con el calor, ocupan más espacio	Sí	Sí

A continuación explicamos que debe ocurrir para que se produzca el cambio entre los diferentes estados en los que podemos encontrar la materia. Para ello vimos como estaban dispuestas las partículas en cada uno de estos estados:

En el estado sólido, las partículas se movían, pero vibrando en el sitio. En el estado líquido las partículas están un poco más separadas y pueden moverse (por eso se pueden mezclar los líquidos). Por último, en el estado gaseoso las partículas están aun más separadas y se mueven más rápido.

Si partimos de agua en estado líquido y queremos que pase a estado sólido, necesitamos que la velocidad de las moléculas disminuya, bajando la temperatura. Al bajar la temperatura, las moléculas se reorganizan. Pero el agua es una excepción, ya que cuando cristaliza se dejan huecos entre las moléculas que no dejan entrar más partículas, dejando un vació en el centro. Es por eso que aumenta el volumen del agua cuando se cambia a estado sólido.

Para pasar de un estado sólido a uno líquido, debe aumentar la temperatura, de modo que las partículas vibrarán a más velocidad hasta que se vayan rompiendo los enlaces que las unen. Las partículas que antes se escapan son las que están en contacto con el aire/agua (superficie). Al final acaban escapando todas las partículas y se mueven libremente.

Para pasar de líquido a gaseoso sucede de la misma manera que en el anterior cambio. Al aumentar la temperatura, las partículas irán a más velocidad, escapándose en primer lugar las que se sitúan en la superficie.

En este punto hablamos de la diferencia entre evaporación y ebullición. En los océanos y ríos se da la evaporación o vaporización sin necesidad de que el agua esté hirviendo. En este caso, las moléculas que están en la superficie vaporizan y se convierten en vapor de agua, ya que tienen suficiente fuerza para escapar. Cuando hablamos de ebullición (100º), necesitamos calentar el agua para aumentar mucho la temperatura y la velocidad de las partículas. En este caso, cualquier molécula puede escapar, no solo las de la superficie.

Una vez hechos los cambios de sólido a líquido y de líquido a gas, pasamos a hacerlo a la inversa.

Para pasar de gas a líquido se necesita disminuir la temperatura, de modo que la velocidad de las partículas sea menor. Al disminuir la velocidad, la distancia entre las partículas es menor, ya que los choques entre ellas son menores. Entre estas partículas se empiezan a crear unos enlaces débiles.

Para pasar de líquido a sólido se necesita que la velocidad de las partículas siga disminuyendo, bajando la temperatura. La distancia entre las partículas es aún menor, creando unos enlaces muy fuertes (partículas muy cohesionadas).

Para acabar con el tema de la materia, el jueves realizamos una prueba que ya habíamos realizado antes de comenzar el tema, para ver como habían cambiado nuestros pensamientos. La primera pregunta hacía referencia a que los gases pesaban, cosa que sabemos, ya que si metes aire a presión en una garrafa y posteriormente calculas su masa, se verá que esta ha aumentado.

La actividad 2 hablaba de densidad, presentándonos dos cajas con la misma masa pero diferente volumen. Con este observábamos que la caja más pequeña era la de mayor densidad, dado que tenía la misma cantidad de materia en una menor unidad de volumen. A continuación se nos preguntaba que propiedades de dicha caja cambiarían si la calentábamos. La masa es invariable, ya que las partículas son las mismas, pero el volumen aumenta al dilatarse, por lo que la densidad también variará, disminuyendo en este caso.

En la tercera actividad se nos planteaba una cuestión ya vista en clase. En esta se comprimía el aire de una jeringuilla, juntándose más las moléculas que había dentro de esta.

La actividad cuatro nos presentaba dos probetas con 30ml cada una, pero una de agua y la otra de alcohol. Las dos probetas juntas pesaban 56 gramos. Al mezclar el agua con el alcohol se obtenía un volumen de 58 ml, y se nos preguntaba si la masa variaría. Dado que la masa es invariable, esta se conserva, por lo que hay la misma cantidad de partículas antes que después de la mezcla. No obstante, el volumen varía porque estas partículas se mezclan mucho entre sí.

La última actividad consistía en realizar una gráfica, en la cual teníamos que recoger la temperatura de un cubito de hielo que hemos dejado a temperatura ambiente. Cuando el hielo se saca del congelador, puede estar a unos -15º. Al pasar 10 minutos, encontramos que la temperatura ha aumentado (-10º) y ya empieza a haber agua. Al volver a tomar la temperatura ha pasado lo mismo, hasta que llegamos a tener el cubito completamente deshecho. A partir de este momento y siempre que tomamos la temperatura, es la misma.