Estados de la materia – modelo de partículas al calentar y enfriar
Ciencias naturalesMateria y materialesEdades 11–12Laboratorio virtual
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En un sólido las partículas están juntas y solo vibran; en un líquido se deslizan unas sobre otras; en un gas se mueven libremente. Pulsa Calentar o Enfriar, o arrastra el control de temperatura, para ver cómo la sustancia se funde, hierve, se condensa y se solidifica; la gráfica de temperatura frente al tiempo se aplana en los puntos de fusión y de ebullición. Elige agua, etanol, mercurio u oxígeno para comparar. La pantalla Evaporación muestra partículas energéticas que escapan de un líquido por debajo de su punto de ebullición y lo enfrían, el efecto de la temperatura, el área, el viento y la humedad, el equilibrio dinámico bajo una tapa, una vasija de barro que mantiene fresca el agua y la sublimación del yodo y del hielo seco.
Lección: Los tres estados de la materia y sus propiedades; cambios de estado: fusión, solidificación, evaporación, ebullición, condensación, sublimación; factores que afectan a la rapidez de evaporación
Qué muestra
El modelo de partículas explica los tres estados de la materia según cómo se ordenan y se mueven las partículas. En un sólido vibran en torno a posiciones fijas; en un líquido siguen juntas pero se deslizan unas sobre otras; en un gas están separadas y se mueven libremente. En los puntos de fusión y de ebullición la temperatura se mantiene constante mientras la energía cambia el estado. La pantalla Evaporación añade lo que ocurre por debajo del punto de ebullición: solo escapan las partículas más energéticas de la superficie, así que la evaporación enfría el líquido, y bajo una tapa la evaporación y la condensación llegan a igualarse.
Cómo usarla
En Estados, elige una sustancia y pulsa Calentar, Mantener o Enfriar mientras observas las partículas y la gráfica. En Evaporación, elige Plato, cambia Temperatura del aire, Área de la superficie, Viento y Humedad y pulsa Anotar para comparar la rapidez de evaporación. Marca Cerrar la tapa y espera el equilibrio dinámico para leer la presión de vapor. Vasijas compara una vasija porosa y una esmaltada; Sublimación calienta yodo o hielo seco.
Parámetros que puedes cambiar
- Sustancia Agua (funde a 0 °C, hierve a 100 °C), Etanol (−114 °C, 78 °C), Mercurio (−39 °C, 357 °C), Oxígeno (−219 °C, −183 °C)
- Temperatura inicial -250–400 °C
- Ritmo de calentamiento / enfriamiento 5–40 °C/s
- Número de partículas 20–80
- Mostrar gráfica temperatura-tiempo
- Pantalla Estados de la materia, Evaporación y sublimación
- Experimento de evaporación Plato con líquido, Vasijas de barro, Sublimación
- Líquido del plato Agua, Etanol
- Temperatura del aire 5–45 °C
- Área de la superficie 10–200 cm²
- Velocidad del viento 0–5 m/s
- Humedad relativa 0–100 %
- Tapa cerrada
- Sólido que sublima Yodo, Hielo seco (CO₂ sólido)
- Temperatura de la placa calefactora 20–110 °C
Preguntas para explorar
- Mientras el agua hierve, ¿sube su temperatura? ¿Qué muestra la gráfica en ese tiempo?
- ¿En qué se diferencian la disposición y el movimiento de las partículas en un sólido, un líquido y un gas?
- A −50 °C, ¿en qué estado están el mercurio y el etanol?
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