ESTADOS DE LA MATERIA

En ciencia, se entiende por materia. Esteconcepto está asociado con todo aquello quenos rodea y que podemos percibir por lossentidos. Es de lo que está hechoel Universo: el aire, las rocas, los mares,las plantas, los animales, etc. Todo. Yademás sabemos que la materia se presentacon distintas formas. Que no siempre sondistinguibles y diferenciables a simple vista.En ciencia, a estas formas se lasdenominan estados físicos o estados deagregación, porque nos dan una idea deunidos o agregados sus componentes

¿Cuántos estados de la materia existen?En concreto son seis los estados físicos

de la materia admitidos a día de hoy. No

hay ningún error en su número. En la

actualidad el hombre admite la existencia

de, por ahora, seis (6) estados para la

materia:SólidoLíquidoGasPlasmaCondensado de Bose-EinsteinCondensado fermiónico (de Fermi).

Estado SólidoUn cuerpo sólido es uno de loscuatro estados de agregación dela materia (siendo los otros gas,líquido, plasma y el Bose-Einstein), se caracteriza porqueopone resistencia a cambios deforma y de volumen. Suspartículas se encuentran juntas ycorrectamente ordenadas. Lasmoléculas de un sólido tienenuna gran cohesión y adoptanformas bien definidas.

Un cubo dehielo es unestado solido

Manteniendo constante la presión a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma sólida y encontrándose entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas. Esto confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente.

El sólido más ligero conocido es un material artificial el Aero gel con una densidad de 3 mg/cm3 o 3 kg/m3, el vidrio, que tiene una densidad de 1,9 g/cm³, mientras que el más denso es un metal, el osmio (Os), que tiene una densidad de 22,6 g/cm³

Propiedades de los sólidos

Elasticidad: Un sólido no recupera su forma original cuando es deformado. Un resorte es un objeto en que podemos observar esta propiedad ya que vuelve a su forma original.Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos fragmentos (quebradizo).Dureza: hay sólidos que no pueden ser rayados por otros más blandos. El diamante es un sólido con dureza elevada.Forma definida: Tienen forma definida, son relativamente rígidos y no fluyen como lo hacen los gases y los líquidos, excepto bajo presiones extremas del medio.Alta densidad: Los sólidos tienen densidades relativamente altas debido a la cercanía de sus moléculas por eso se dice que son más “pesados”

Inercia: es la dificultad o resistencia que opone un sistema físico o un sistema social a posibles cambios, en el caso de los sólidos pone resistencia a cambiar su estado de reposo.Tenacidad: En ciencia de los Materiales la tenacidad es la resistencia que opone un material a que se propaguen fisuras o grietas.Maleabilidad: Es la propiedad de la materia, que presentan los cuerpos a ser labrados por deformación. La maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa, teniendo en común que no existe ningún método para cuantificarlas.Ductilidad: La ductilidad se refiere a la propiedad de los sólidos de poder obtener hilos de ellas.

Estado LiquidoEl estado líquido es un estadode agregación de la materiaintermedio entre el estado sólidoy el estado gaseoso. Lasmoléculas de los líquidos noestán tan próximas como las delos sólidos, pero están menosseparadas Su forma es esféricasi sobre él no actúa ningunafuerza externa. Por ejemplo, unagota de agua en caída libretoma la forma esférica que las

Agua

Como fluido sujeto a la fuerza de la gravedad, la forma de un líquido queda definida por su contenedor. En un líquido en reposo sujeto a la gravedad en cualquier punto de su seno existe una presión de igual magnitud hacia todos los lados, tal como establece el principio de Pascal. Si un líquido se encuentra en reposo, la presión hidrostática en cualquier punto del mismo viene dada por:

Estado GaseosoLos gases, igual que loslíquidos, no tienen forma fija pero,a diferencia de éstos, suvolumen tampoco es fijo. Tambiénson fluidos, como los líquidos.En los gases, las fuerzas quemantienen unidas las partículasson muy pequeñas. En un gasel número de partículas porunidad de volumen es tambiénmuy pequeño.

Gas

Las partículas se mueven de formadesordenada, con choques entre ellas y con lasparedes del recipiente que los contiene. Estoexplica las propiedades de expansibilidad ycompresibilidad que presentan los gases: suspartículas se mueven libremente, de modo queocupan todo el espacio disponible. Lacompresibilidad tiene un límite, si se reducemucho el volumen en que se encuentraconfinado un gas éste pasará a estado líquido.Al aumentar la temperatura las partículas semueven más deprisa y chocan con más energíacontra las paredes del recipiente, por lo que

Si calentamos un líquido, se transforma en gas.Este proceso recibe el nombre de vaporización.Cuando la vaporización tiene lugar en toda lamasa de líquido, formándose burbujas de vaporen su interior, se denomina ebullición. Tambiénla temperatura de ebullición es característica decada sustancia y se denomina punto deebullición. El punto de ebullición del agua es100 °C a la presión atmosférica normal.

PlasmaEn física y química, sedenomina plasma al cuartoestado de agregación de lamateria, un estado fluido similaral estado gaseoso pero en elque determinada proporción desus partículas están cargadaseléctricamente y no poseenequilibrio electromagnético, poreso son buenos conductoreseléctricos y sus partículasresponden fuertemente a las

Lámpara de Plasma

Formas comunes de plasmaProducidos artificialmente Plasmas terrestres Plasmas espaciales

y astrofísicos:•En los televisores o monitores con pantalla de plasma.•En el interior de los tubos fluorescentes (iluminación de bajo consumo).8•En soldaduras de arco eléctrico bajo protección por gas (TIG, MIG/MAG, etc.)

•Los rayos durante una tormenta.•La ionosfera.•La aurora boreal.

•Las estrellas (por ejemplo, el Sol).•Los vientos solares.•El mediointerplanetario (la materia entre los planetasdel Sistema Solar.

Condensado de Bose-Einstein

En física, el condensado deBose-Einstein es el estado deagregación de la materia quese da en ciertos materiales amuy bajas temperaturas. Lapropiedad que lo caracteriza esque una cantidad macroscópicade las partículas del materialpasan al nivel de mínimaenergía, denominado estadofundamental.

Distribución de momentos que confirma la existencia de un nuevo estado de agregación de la materia, el condensado de Bose-Einstein.

El condensado es una propiedadcuántica que no tiene análogo clásico.Debido al principio de exclusión dePauli, sólo las partículas bosónicaspueden tener este estado deagregación: si las partículas que sehan enfriado son fermiones, lo que seencuentra es un líquido de Fermi.

Eric Cornell y Carl Wieman lograronen 1995 por primera vez, enfriarátomos al más bajo nivel de energía,menos de una millonésimade Kelvin por encima del ceroabsoluto, una temperatura muy inferiora la mínima temperatura encontradaen el espacio exterior. Utilizaron elmétodo de enfriamiento por láser,haciendo que la luz rebote en losátomos con más energía que su

Cuando los fotones rebotan en elátomo, el electrón en el átomo queabsorbe el fotón salta a un nivelsuperior de energía y rápidamentesalta de regreso a su nivel original,expulsando el fotón de nuevo,logrando el descenso de sutemperatura.

Condensado fermiónicoEl condensado fermiónico es unestado de agregación de lamateria en el que la materiaadquiere superfluidez. Seproduce a temperaturas muybajas, cercanas al cero absoluto.Fue creado en la Universidadde Colorado por primera vez en1999; el primer condensado deFermi formado por átomos fuecreado en 2003.

El principio de exclusión de Pauliestablece que es imposible que dosfermiones ocupen el mismo lugar. Estocon el tiempo se ha alterado puestoque los electrones estabilizan a laonda dándole una forma estable.Deborah S. Jin, Markus Greiner yCindy Regal han dado un paso másy también, gracias a la ultracongelación de partículas, hanencontrado un nuevo estado de la

el gas fermiónico está completamenteintegrado por fermiones. Éstos, adiferencia de los bosones, son pocosociables y por definición nunca dosde ellos pueden ocupar el mismoestado de movimiento. Un par defermiones idénticos no pueden ocuparel mismo estado cuántico. A altastemperaturas, las conductas de estaspartículas elementales son casiimperceptibles. Sin embargo, cuando

es en este instante cuando seacentúa el carácter antagónico debosones y fermiones.

¿Pero cómo se comportan los fermiones ultra congelados?

Para resolver el enigma, los físicos deBoulder usaron rayos láser paraatrapar una pequeña nube de 500.000átomos de potasio. Limitando sumovimiento natural, enfriaron losátomos a 50.000 millonésimas degrados por encima del cero absoluto.Por su carácter arisco, los fermionesde esos átomos deberían repelerse,pero no fue así. Al aplicar un campomagnético a los átomos super fríos,

crearon un maravilloso condensado.Según los padres del nuevo estado,este hallazgo podría dar pie a unaamplia gama de aplicaciones prácticas.Por ejemplo, el gas fermiónico ofreceuna nueva línea de investigación enel campo de la superconductividad, elfenómeno por el que la electricidaddiscurre sin resistencia alguna, y conesto controlar a los fermiones conláser para producir más cantidad de

Existen otros posibles estados de la materia; algunos de estos sólo existen bajo condiciones extremas, como en el interior de estrellas muertas, o en el comienzo del universo después del Big Bang o gran explosión:

Superfluido Materia degenerada Materia fuertemente simétrica Materia débilmente simétrica Materia extraña o materia de quarks Superfluido polaritón Materia fotónica

Otros posibles estados de la materia