Sólido, líquido y gaseoso

Te explicamos qué es un sólido, un líquido y un gas, las características específicas de cada uno y cómo se pasa de un estado a otro.

¿Qué es un sólido, un líquido y un gas?

Toda materia que existe en el universo conocido se presenta en un estado físico determinado, dependiendo de sus condiciones internas de energía (lo cual determina el grado de cohesión de sus partículas) y de las condiciones de temperatura y de presión del medio que la rodea.

A estos distintos estados físicos se los conoce científicamente como estados de agregación de la materia y se reconocen tres estados principales: el estado sólido, el líquido y el gaseoso, o sea, sólidos, líquidos y gases. Existen otros estados conocidos, como el plasma o el condensado Bose-Einstein, pero son muy poco frecuentes en nuestro día a día, y algunos existen únicamente en el laboratorio.

A nuestro alrededor, toda la materia presenta espontáneamente alguno de estos tres estados físicos principales (sólido, líquido o gaseoso) pero, a través de la alteración de sus propiedades físicas como la temperatura y la presión, es posible llevarla de un estado a otro, siempre a través de la adición o sustracción de energía a sus partículas. A dicho procedimiento se le conoce como proceso de cambio de fase o cambio de estado de agregación.

Por otro lado, cada estado de la materia presenta sus propias características y propiedades físicas, dependiendo de la naturaleza de la sustancia que compone a la materia en estudio. Sin embargo, nunca debemos confundir el estado físico de la materia con su composición química: el agua (H₂O) conservará su fórmula química aunque esté en forma líquida, sólida o gaseosa (vapor).

Los cambios entre una y otra fase tampoco alteran en absoluto la composición atómica de la sustancia (por lo tanto, no son reacciones químicas), pero sí sirven para separar mezclas, por ejemplo, valiéndose de la diferencia de propiedades físicas entre sus componentes.

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Los sólidos

Los sólidos son fácilmente reconocibles porque se oponen activamente al cambio de forma y de volumen, dado que sus partículas se encuentran muy juntas y muy ordenadas, y presentan una enorme cohesión que les permite muy poca movilidad. Por eso, no podemos deformar fácilmente la mayoría de los sólidos. Los sólidos tienden siempre a conservar su estructura bien definida e invariable.

Algunas características de los sólidos:

• Presentan una forma concreta, con límites bien definidos, y tienden a conservarla.
• Presentan una alta densidad y un volumen propio.
• Pueden flotar o sumergirse al ser arrojados a un líquido.
• Son más o menos flexibles o rígidos, o sea, admiten (o no) cierto margen de deformación antes de romperse.
• Son dúctiles, maleables o frágiles, dependiendo de si pueden moldearse en hilos, planchas o si tienden a romperse ante una fuerza continua.
• Son incompresibles, resistentes a la fragmentación y no fluyen.

Los sólidos surgen como consecuencia de procesos de solidificación o congelamiento de líquidos, o deposición (o sublimación inversa) de gases. Además, pueden fundirse en líquidos o sublimarse en gases a través de la inyección de energía y de condiciones de presión adecuadas.

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Los líquidos

Los líquidos pueden entenderse como un estado intermedio entre la rigidez de los sólidos y la volatilidad de los gases. Su principal rasgo es la capacidad de fluir y el hecho de no tener una forma propia, sino de adquirir la forma del recipiente que los contenga. Esto se debe a que sus átomos presentan una cohesión mucho menor a la de los sólidos, sin perder del todo la unión entre ellos.

Sus principales características son:

• Presentan fluidez, o sea, pueden desplazarse sobre una superficie inclinada.
• No presentan forma fija, ni memoria de estructura, pero sí un volumen propio y constante. Por lo tanto, son poco compresibles.
• Tienen tensión superficial (resistencia inicial a la penetración) y capilaridad.
• Generalmente se dilatan ante el calor y se contraen ante el frío (excepto el agua).
• Presentan viscosidad, o sea, cierto grado de adhesión entre sus partículas y resistencia al movimiento.

Los líquidos surgen como consecuencia de la fusión o el derretimiento de un sólido, o la condensación o la licuefacción (compresión extrema) de un gas. Por el contrario, para llevarlos al estado sólido se necesita congelarlos o solidificarlos de algún modo, y para volverlos gas basta con someterlos a evaporación (o vaporización).

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Los gases

Por último, los gases presentan el estado más volátil de la materia, en el que las partículas están más separadas y dispersas que en los otros dos estados, y se mueven con mucha más velocidad. La atracción entre ellas es tan baja que los gases tienden a expandirse hasta llenar los espacios que los contienen, y el espacio entre sus partículas es tal que pueden ser comprimidos enormemente.

Sus características fundamentales son:

• Tienen muy poca densidad, que permite mucha compresión.
• No tienen forma ni volumen propios.
• Las fuerzas gravitacionales prácticamente no afectan a sus partículas, que se mueven con inmensa libertad.
• Su densidad experimenta importantes cambios con la temperatura y la presión.
• Son capaces de fluir, al igual que los líquidos.

Los gases son el producto de distintos procesos de sublimación de los sólidos, o bien de evaporación de líquidos, y pueden conducirse al estado sólido mediante la deposición, y al líquido mediante la condensación (o la licuefacción).

Más en: Estado gaseoso

Referencias

• “Estados de agregación de la materia” en Wikipedia.
• “Sólido” en Wikipedia.
• “Líquido” en Wikipedia.
• “Gas” en Wikipedia.
• “Estados de la materia” en Gobierno de Canarias (España).
• “Estados de la materia” (video) en Ciencia Educativa.