Estado de la materia vs Fase de la materia
En física, algo que tiene una masa en reposo se puede considerar como una materia; es una sustancia en el universo. Pueden ser las partículas más pequeñas con masa o las estrellas más grandes del universo. La materia que nos preocupa consiste en solo el 4,6 % del universo, y el resto de la masa se encuentra en formas aún indetectables.
Al igual que la energía, la materia también puede existir en muchas formas. Estas formas se conocen como estados de la materia. Dentro de un estado de la materia, los átomos y las moléculas pueden adoptar diferentes configuraciones. Estos se conocen como fases.
¿Qué es la fase de la materia?
La parte homogénea de un sistema heterogéneo separada por un límite distinguible se conoce como fase. Generalmente se refiere a un volumen en el espacio, donde todas las propiedades de la materia son uniformes y las propiedades físicas son distintas.
Por ejemplo, considere el interior de un hervidor de agua cuando el agua está hirviendo. El agua (el líquido) ocupa el área inferior de la tetera y está separada por las paredes de la tetera y la superficie superior del agua. Y en toda esta región las propiedades químicas y físicas son uniformes. Justo por encima de la superficie del agua, el área se llena con una mezcla de vapor y aire. También en esta región, las paredes de la tetera y la superficie del agua crean un límite distinguible, y las propiedades en toda la región pueden considerarse uniformes. En este caso, el agua hirviendo es una fase y la mezcla de vapor y aire es una fase. Por lo tanto, este sistema puede considerarse como un sistema de dos fases. Considere verter agua y gasolina en una botella transparente. Este también es un sistema de dos fases, donde los dos líquidos están claramente separados por un margen.
La investigación de las fases de la materia es importante para determinar las propiedades físicas de una sustancia después de las transformaciones. Durante los procesos, pueden ocurrir transiciones de fase y las transiciones pueden representarse mediante un diagrama de fase. El diagrama de fase es un gráfico que muestra cómo pueden ocurrir distintas fases en diferentes condiciones de equilibrio. Cuando la composición de un sistema multifásico no cambia, se dice que está en equilibrio de fase.
¿Qué es el estado de la materia?
Se consideran como estado de la materia las distintas formas que puede adoptar la materia en sus distintas fases. Los tres estados clásicos de la materia son sólido, líquido y gas.
En sólidos y líquidos, las fuerzas intermoleculares son intensas y se consideran estados condensados. Los sólidos tienen las fuerzas intermoleculares más fuertes; por lo tanto, la estructura está fuertemente unida por estas fuerzas. Por lo tanto, la forma de un sólido no cambia.
En los líquidos, las fuerzas intermoleculares son relativamente débiles; por lo tanto, se mantienen moderadamente unidos. Y las moléculas pueden deslizarse entre sí, pero las fuerzas son lo suficientemente fuertes como para no dejarlas escapar. En los gases, las fuerzas intermoleculares son débiles a un nivel en el que se mantienen unidas muy levemente. Y pueden deslizarse entre sí y ocupar por completo el volumen en el que se encuentran.
La materia cambia de estado según su nivel de energía interna y la temperatura, que es un indicador de la energía interna. A mayor temperatura, las vibraciones en las moléculas son tan fuertes que compiten con las fuerzas intermoleculares para liberarse de los enlaces. En los sólidos, la energía interna es menor, y cuando la energía interna aumenta a un nivel particular, los enlaces se sueltan y el hielo sólido se vuelve líquido. Con un mayor aumento en la energía/temperatura interna, el líquido se transformará en gas.
El plasma también se considera como un estado físico de la materia, donde los electrones del gas se eliminan y tanto los electrones como los núcleos se encuentran en niveles de energía muy altos. La mayor parte de la materia del universo se encuentra en esta forma; en las vastas nubes entre estrellas, llamadas nubes interestelares, y en las estrellas, donde el calor generado las convierte en plasma.
El vidrio y los cristales líquidos también se consideran estados separados en la física. Y a temperaturas muy bajas, la materia forma diferentes estados como superfluidos y condensados de Bose-Einstein. En casos extremos, los agujeros negros también son considerados como otro estado de la materia, del cual no conocemos las propiedades físicas exactas.
¿Cuál es la diferencia entre estado de la materia y fase de la materia?
• Una fase es una región con propiedades químicas y físicas uniformes y está separada por límites distinguibles.
• Los estados de la materia son las formas en que pueden existir diferentes fases. Sólido, líquido y gaseoso son los estados más comunes de la materia en la tierra.
• En un estado de la materia, pueden existir muchas formas de fases. Por ejemplo, considere la botella con gasolina y agua. Ambos están en estado líquido, pero en diferentes fases. El mismo concepto se puede aplicar a los sólidos, aunque los gases tienden a violar esto, pero no explícitamente.
