Ejemplos de solidificación, ¿Qué es?, tipos y más

A lo largo del presente artículo conseguirás diversos ejemplos de solidificación, pero no solo ello, también encontrarás la comparación entre este y la condensación, la vaporización y otros puntos, además de la temperatura para que este proceso ocurra, el significado, el ordenamiento molecular y mucho más que no querrás perderte.

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¿Qué es la solidificación?

A menudo en el mundo se pueden observar múltiples procesos que ocurren de forma natural y que luego de muchos estudios el hombre ha logrado replicar de forma artificial para utilizarlo a su conveniencia, para facilitar muchas de las labores cotidianas y gracias a ello es que existen grandes industrias hoy en día.

Cada uno de esos procesos a los que se hace mención son indispensables para mantener en equilibrio al mundo, estos están en constante cambio, pasan de ser líquidos a sólidos, de sólidos a gaseosos y viceversa, además tienen una relación constante y permanente con dos elementos: la temperatura y la presión.

Por lo que la solidificación es uno de esos procesos, es una forma de cambio que se produce en alguna materia; esto puede ocurrir tanto de forma natural como por medio de procesos realizados por el hombre. Todo esto se verá con mayor detalle en los segmentos sucesivos, para entender con ejemplos claros y precisos todo lo referente a las Propiedades físicas y químicas de la materia.

Entalpía de solidificación

El término entalpía parece un poco extraño y en realidad es poco común de escuchar, por ello es que se explicará principalmente a lo que hace referencia dicho término:

Es la cuantía de altas temperaturas que percibe o libera un cuerpo, es decir, cuando entra en contacto con su entorno y estar a cierta presión.

Habiendo dicho esto es importante mencionar que no todas las sustancias alcanzan la solidificación al someterse a la misma temperatura, sino que esto puede variar de un caso a otro, ¿de qué depende esto? Pues de las partículas que son parte de esa sustancia.

Por ejemplo, en el caso de los elementos sólidos, las partículas están en constante permanencia y en interacción fuertemente, es decir, que no son capaces de movilizarse libremente, así mismo se debe mencionar que su volumen también es preciso, no varía.

Lo contrario ocurre con las sustancias líquidas, puesto que este si tienen libertad de movilizarse y en cuanto a su volumen será igual al del envase donde se coloque.

¿Por qué la temperatura permanece constante en la solidificación?

Es una pregunta muy común, donde la respuesta a ello es que cuando la sustancia que está líquida se enfrenta a bajas temperaturas e inicia su proceso de congelación, pero aún no tiene el cambio absoluto entonces la temperatura no varía, sino que se mantiene igual.

Cuando la sustancia se está cambiando y se es sometido a un termómetro este mostrará la temperatura que está siendo desprendida por el líquido, por lo que esto disminuye de cierta manera la temperatura que realmente está descendiendo, pero no lo muestra sino hasta que el proceso haya finalizado del todo.

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Punto de solidificación

El proceso puede ser rápido o lento, según sea natural o artificial, aun así, llega un punto en el que se concreta la solidificación y es cuando hay cambio de temperatura, como ya se mencionó en el segmento anterior, mientras se mantenga constante significa que sigue el proceso, pero cuando varía es que el proceso ha finalizado y por ende se ha concretado la solidificación.

El punto en cuestión no es igual en todas las sustancias, sino que es notablemente variable. Un elemento de gran relevancia en ese sentido es el de la pureza que tenga la sustancia, si el sólido no es totalmente puro entonces no solidificará a la misma temperatura que cuando hay total pureza.

Este tipo de materia y su respectivo estudio es primordial para muchas circunstancias en la vida, pero un más para dos ramas de la ciencia, la metalurgia y la mineralogía, ya que pueden obtener grandes resultados en cuanto a las propiedades físicas que ellos necesitan y desechar aquellas que no.

Temperatura de solidificación del agua

Como ya se ha mencionado en los segmentos previos, para cada sustancia esto varía, por lo que en este punto se detallará la temperatura a la que se logra solidificar el agua.

Para que el agua deje de ser un líquido y pase a ser un sólido, es decir, sea un hielo, la temperatura necesaria a la que debe someterse es a cero grados centígrados, será ese punto el que permitirá la respectiva transición; realiza la prueba en tu hogar y verás cómo empieza a cambiar el estado de la materia en cuestión de poco tiempo.

Esto lleva gran relación con la densidad que tiene dicho líquido, por lo cual es importante tener conocimiento de la temperatura y de la presión que cada cantidad de agua necesitan para pasar de líquido a sólido, ya que según esto se podrá obtener buena fuente de alimentos, pero no solo comida hay más elementos que se ven modificados por este proceso.

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Solidificación y punto de fusión

Visto desde un punto técnico la fórmula sería Tc=tf, pero ¿Qué quiere decir esto?, sencillamente que el punto de fusión es igual al punto de fusión. En cuanto a esto cabe aclarar que no ocurre siempre así en todas las sustancias existentes ¿por qué ocurre esto? Por lo siguiente:

Está sumamente relacionado con las moléculas, ya que estas no son tan sencillas de ordenar en casos donde la materia es líquida, sino que es más sencillo lograr esto cuando es un sólido. Por lo tanto, es muy común que los especialistas en el área se encarguen de estudiar todo lo relacionado con la pureza de la materia, entre más impurezas se consigan mayor será la dificultad de solidificar.

Ordenamiento molecular

Antes de que una materia pueda ser solidificada podrá determinarse que hay un proceso de cristalización, si colocas un poco de agua en la nevera verás que antes de ser hielo será una especie de cristal, es decir, un poco menos denso.

La temperatura que requiere cada sustancia puede ser muy alta y muy baja, dependerá de su esencia; así mismo hay algunas que necesitan presiones suficientemente altas, pero temperaturas bajas, para encontrar el punto de solidificación.

Un ejemplo claro de lo mencionado es lo ocurrido con el nitrógeno, para hacerlo líquido la temperatura adecuada supera los menos ciento noventa grados centígrados, por lo que para poder transformarlo en un sólido se necesita que la presión sobre esta sustancia sea bastante alta, de manera que sus moléculas se agrupen y se vayan cristalizando.

Como puede comprobarse son muchas las variables que se deben tener en cuenta para el proceso de solidificar una sustancia, esto ocurre no solo con el hielo o el nitrógeno, también se puede manifestar a través del neón, del argón, del helio, el oxígeno y más.

Una de las mayores complicaciones que se poseen al momento de la transformación es cuando las moléculas son de poco tamaño, en conjunto con las interacciones mínimas existentes entre ellas, hará el proceso mucho más difícil o más lento, pero igual se logrará alcanzar el cambio de líquido a sólido.

Sobreenfriamiento

Lo que se dirá a continuación podrá parecer bastante asombroso, pero lo más importante es que es posible y es que el hecho de que una sustancia líquida podrá ser sometida a temperaturas bajas y aun así no transformarse en sólido, es decir, sin congelarse, es a esto a lo que se le denomina “sobre-enfriamiento”.

Aunque es un proceso conocido no existe aún una forma de explicación exacta para ello en la actualidad, pero los especialistas siguen trabajando para resolver esas grandes interrogantes del mundo actual. Sin embargo, la mayor creencia para la explicación de este fenómeno es que aquellos elementos que impidan que los núcleos de cristalización no aumenten son los que generan el fenómeno en cuestión.

Las sustancias que han sido sometidas a este proceso tienen una característica en común y bastante peculiar y es que son meta estables, lo que quiere decir que son vulnerables a ser perturbador por circunstancias externas, por lo tanto cambiarán su estad o casi que instantáneamente.

Diferencia entre solidificación, condensación y vaporización

Es importante mencionar que todos los mencionados son considerados procesos que implican la física y la química, pero que pueden diferenciarse unos con otros y que saberlo hacer es un objetivo primordial, ya que conocerlos todos será de gran utilidad. Para esto los siguientes conceptos:

Vaporización: seguramente habrás visto este proceso en algún momento de tú vida sin conocer que se refería a un cambio químico de la materia, este es aquel que ocurre cuando existe un cambio, como bien se dijo, de líquido a gaseoso, es muy común observar esto en la cocina, ya que al ser sometido el líquido a temperaturas suficientemente elevadas este se vaporiza. El punto de ebullición es superior a los cien grados centígrados.

Condensación: este también es el cambio producido en la materia cuando es sometido a temperaturas y presiones fuertes, pero en este caso cambia de ser gaseoso a líquido, es decir, lo contrario a lo mencionado en el párrafo precedente, a este cambio suele denominarse también precipitación.

Solidificación: este es aquel que se ha venido mencionado a lo largo del artículo, que se trata del cambio que ocurre en una materia líquida transformándose en una sólida por las temperaturas y presiones a las que se somete, igualmente en lo sucesivo verás diversos ejemplos de solidificación.

Así mismo es importante hacer mención a otros términos de la materia en cuestión:

Fusión: es la transformación que ocurre en una sustancia igualmente, pero en este caso es cuando sólido pasa a ser un líquido debido a las temperaturas elevadas.

Sublimación: este es el cambio ocurrido en una sustancia que pasa de ser sólida a ser gaseosa, pero lo más relevante de esta transformación es que antes de ser gaseosa no es líquida, sino que el cambio es directo. Los Ejemplos de gaseosos que anteriormente eran sólidos son diversos como los que se mencionan en los segmentos siguientes.

Para mejor entendimiento de los conceptos explicados en los párrafos precedentes es importante destacar algunos ejemplos, así habrá mayor claridad:

Ejemplos de solidificación

  • La explosión de un volcán es un claro ejemplo de este fenómeno, ya que al estallar la lava se va solidificando cuando la temperatura alta va desapareciendo.
  • El ejemplo más común es la transformación del agua en cubos de hielo, el líquido ya no es movible si no que se endurece.
  • En la cocina, más exactamente en la repostería, cuando se hacen caramelos, al principio hay un líquido el cual al enfriarse se endurece, esto es un ejemplo de solidificación.
  • Crear vidrio, este es primero un líquido, mezcla de diversas sustancias, que cuando se enfría se hace un sólido, por lo que es un ejemplo de solidificación claro.

Ejemplos de fusión

  • Puede seguirse un mismo ejemplo de los anteriores respecto al hielo, lo único es que ocurre a la inversa, es decir, se pasa de hielo a agua, ya que se somete a temperaturas altas.
  • Otro ejemplo sencillo y que suele verse muy a menudo es el de las velas que se derriten, si prendes una vela esta se verá sometida a un cambio químico, pasara de ser sólido a líquido por la temperatura elevada.
  • En la herrería también puede verse este proceso, cuando un metal es fundido par ser transformado en alguna herramienta, la alta temperatura a la que es sometido el metal produce que este se vuelva líquido.
  • Si agarras una bolsa de plástico y la sometes a la candela verás que esta se funde, la temperatura hace que su estado cambie de sólido a líquido.

Ejemplos de evaporación

  • Un ejemplo claro de esto puede verse en la cocina, cuando en una olla colocas un poco de agua y la poner a hervir, cuando esta alcanza sus cien grados centígrados el agua se va evaporando, transformándose de líquido a gaseoso.
  • Sudar, aunque no lo parezca es un ejemplo de este cambio y ves que las gotas que salen del cuerpo se evaporan en el aire, aunque esto no es perceptible a simple vista, pasan de ser líquidas a ser gaseosas.
  • La acetona, un típico caso que se encuentra en la vida cotidiana, si dejas el frasco abierto podrás ver en poco tiempo que esta ha desaparecido, se ha convertido en un sólido.

Ejemplos de sublimación

  • No suele verse con mucha frecuencia, pero es lo ocurrido en los polos, cuando el hielo al estar a temperaturas muy bajas no pasa a ser líquido, sino que pasa a la atmosfera de forma directa convirtiéndose en gaseoso.
  • El hielo seco es otro ejemplo claro de ello, si lo observas podrás ver que de él se desprende como un humo, pero realmente es la transformación de sólido a gaseoso, por ende, una forma de sublimación.
  • Si tienes la oportunidad de poseer un cristal de yodo, verás que, si lo calientas esta pasa a ser un gas de color morado, por ende no paso primero por un líquido, es decir, no se fundió.

Ejemplos de condensación

  • Al levantarte en la mañana, en esas épocas frías del año, si vas al jardín u observas el techo, verás que hay gotas pequeñas adheridas a estos elementos, esto es un proceso de condensación que ocurre por las bajas temperaturas.
  • El aire acondicionado que tienes en casa también se clasifica dentro de este proceso, ya que condensan el aire que está a su alrededor.
  • Otro ejemplo sencillo es el ciclo que tiene el agua y que han explicado los profesores desde la primaria, ya que el agua de la tierra pasa a ser sólido y luego se condensa para finalmente descender como agua nuevamente, siendo Cambios físicos y químicos muy notorios.

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