¿Qué es la fusión?
En física se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que varíe su composición.Los tres estados de agregación más comunes en la Tierra son el líquido, sólido y gaseoso. Por las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo determinadas sustancias pueden encontrarse en los tres estados de agregación, como por ejemplo el agua. La mayoría de las sustancias se presentan en un estado concreto, así los metales suelen estar en estado sólido, el oxígeno en estado gaseoso… En este tema vamos a explicar uno de esos cambios de estado: la fusión.
| Indice de contenido 1. Estados de agregación la materia 2. Cambios de estado de agregación 3. Tipos de cambios de estado 4. Fusión . 5. Ejemplos de fusión 6.Video explicativo de la fusión con ejemplos |
Estados de agregación la materia
La materia es todo lo que nos rodea y ocupa un espacio. La materia tiene unas propiedades generales, como son masa y volumen y unas propiedades características: densidad, solubilidad, temperatura de fusión, temperatura de ebullición.Además puede presentarse en diferentes estados de agregación.
¿Por qué se les llama estados de agregación de la materia? En relación a la disposición de los átomos y las fuerzas de unión que los constituyen, estos átomos se van a agregar unos a otros de manera diferente dependiendo de si son sólidos, líquidos o gases. Además, cada estado de la materia tiene unas determinadas características y debido a cambios en el entorno la materia podrá cambiar de estado, viéndose alteradas sus propiedades.
Desde siempre se han conocido tres estados fundamentales de la materia: sólido, líquido y gas, que son los que vamos a explicar en los cambios de estado Con el tiempo se han descubierto otros estados : estado plasmático, el Bose-Einstein (BEC), el condensado de Fermi y el supersólido.
Cambios de estado
Se denomina cambio de estado a la modificación en el estado de agregación de la materia sin variar sus propiedades. Son por tanto evoluciones de la materia entre varios estados de agregación, sin que ocurra un cambio en su composición. Es importante tener en cuenta que en las transformaciones en la fase de las sustancias, estas no se sufren cambios químicos ni se transforman en otras, sólo cambia su estado físico.
Tratamos en este apartado los cambios de estado entre los tres estados clásicos: sólido, líquido y gas. En la siguiente imagen se muestran los diferentes cambios de estado de la materia:
Si en un vaso colocamos un hielo y calentamos, la temperatura aumenta progresivamente y llegaremos a un punto en el que la temperatura permanece constante e invariable y justo en ese momento el hielo empieza a fundirse, en ese momento se está produciendo el cambio de estado de sólido a líquido.
El estado de la materia depende de las fuerzas de cohesión que mantienen unidas a las partículas. La modificación de la temperatura o la presión hará que cambien esas fuerzas y pueden llevarse a cabo los cambios de estado.
Tipos de cambio de estado
En un cambio en el estado de agregación la materia cambia su estado físico, manteniendo su composición. Los cambios de estado se clasifican en dos tipos fundamentales:
- Cambios de estado progresivos: son aquellos cambios de estado que requieren un incremento de la energía cinética de las partículas para producirse y necesitarán, por tanto, un aporte externo de energía.
Son cambios progresivos : la fusión, vaporización y sublimación progresiva.
- Cambios de estado regresivos: son aquellos cambios de estado que necesitan un descenso en la energía cinética de las partículas (las partículas comienzan a agregarse unas a otras al moverse más despacio) .Estas transformaciones liberan o desprenden energía al producirse.
Son cambios regresivos: la condensación, solidificación y sublimación inversa.
Fusión
Es el paso de materia sólida a materia líquida al aumentar la temperatura de un sólido hasta su punto de fusión. Se trata de un proceso endotérmico (absorbe energía) que necesita un aporte de calor. Ejemplo: derretir mantequilla, fundir chocolate, derretir helados… Cuando calentamos un sólido, en este proceso de calentamiento, llega un momento en que la temperatura deja de elevarse y permanece constante, esa es la temperatura de fusión, que es la temperatura a la que se produce el cambio de estado.
Cuando calentamos un sólido, en este proceso de calentamiento, llega un momento en que la temperatura deja de elevarse y permanece constante, esa es la temperatura de fusión, que es la temperatura a la que se produce el cambio de estado. La energía suministrada en vez de seguir elevando la temperatura, se emplea en que las partículas venzan las fuerzas de atracción y se separen de la estructura del sólido.
¿Por qué se produce la fusión? En la fase sólida, las moléculas estaban unidas formando una estructura cristalina, con forma y volumen definido. Al elevarse la temperatura de forma considerable las partículas del sólido, comienzan a vibrar, se separan unas de otras, ganan en movimiento y se rompen los enlaces. La materia empieza a tener aspecto fluido y se produce el cambio de sólido a líquido.
¿Qué es el punto de fusión? El punto de fusión es la temperatura a la cual un sólido funde y es característico de cada sustancia.
¿Qué proceso es el inverso a la fusión? el proceso llamado solidificación, que consiste en el paso de líquido a sólido.
Ejemplos de fusión:
- Derretir hielo: Al aumentar la temperatura, a temperatura ambiente o calentando al fuego, el hielo pierde su solidez y pasa al estado líquido, lo que conocemos como agua líquida.
- Derretir velas: Las velas elaboradas a partir de parafinas (mezcla de hidrocarburos y alcanos) son sólidas a temperatura ambiente, pero al someterlas al fuego de la mecha, se derriten y vuelven a ser líquidas, hasta que vuelven a enfriarse y pasan al estado sólido de nuevo
- Fundir metales: Muchos metales, como por ejemplo el hierro, son utilizados en la industria metalúrgica en grandes hornos industriales que trabajan derritiendo metales para darles forma y hacer herramientas, vigas, estructuras metálicas, etc
- El magma volcánico: El magma está formado por rocas fundidas que están en el interior de la Tierra y que llegan a este estado al verse sometidas a altas presiones y/o temperaturas.
- Quemar plástico: Al aumentar la temperatura ciertos plásticos se vuelven líquidos rápidamente, aunque luego se solidifican en un momento también.
- Derretir quesos o mantequilla: estos productos, que a temperatura ambiente son sólidos, se vuelven líquidos cuando están sometidos al calor.
- Soldaduras: son fusiones de metales que permiten unir a su vez piezas metálicas.
Video explicativo de la fusión con ejemplos
A continuación puedes ver un video sobre un cambios de estado la fusión , donde explicamos ejemplos de fusión.