Estados físicos del agua por Enrique Hernández En la naturaleza existe el agua en forma de hielo, nieve, mares, ríos y en las nubes o también en forma de vapor cuando su temperatura es muy elevada. A las diferentes formas: sólida, líquida o gas, como puede encontrarse al agua, se les conoce como estados físicos. Figura 1. Water splash (dr_relling, 2008). Figura 2. Sea and clouds (ezioman, 2007). Figura 3. Ice Fans (Robinson, 2005). Al aplicar calor sobre un cuerpo, éste puede sufrir una dilatación, es decir, un alargamiento, pero también es posible que este cambio de calor le produzca un cambio de fase. Por ejemplo, el agua puede pasar de sólida (hielo) a líquida y si se continúa aplicando calor pasará de líquida a vapor. A nivel molecular el agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos por enlaces y su símbolo químico es H2O. También se dice que esta molécula es dipolar por presentar un polo positivo y uno negativo, lo cual permite que se unan muchas moléculas de agua con gran facilidad, formando cadenas moleculares que producen grandes cantidades de líquido en ríos y océanos que son indispensables para la vida. 1
Algunas de las propiedades del agua son: Es incolora, inodora e insípida, es decir sin color, sin olor y sin sabor. Es un líquido con densidad 1, es decir que un kilo de agua es igual a un litro de agua. En su forma líquida no posee una forma definida sino que toma la forma del recipiente que la contiene. Los estados del agua son sólido, líquido y gas, los cuales están determinados por la temperatura y la presión atmosférica. A los 0 C se congela y a los 100 C se transforma en vapor. Algunas de las características del agua, dependiendo de su estado físico, son las siguientes: Estado sólido Las partículas se encuentran ordenadas y vibran con respecto a su posición de equilibrio. Se encuentra en grandes cantidades en los polos de nuestro planeta. Figura 4. DIY Fake Ice Cubes (May, 2007). Estado líquido Las partículas se mueven con mayor libertad y lo hacen en forma desordenada. Es el estado más abundante en el planeta y es indispensable para la vida. Figura 5. Sprinkler (jjsala, 2011). Estado gaseoso Las partículas se mueven libremente. No poseen volumen ni forma fija por lo que tienden a ocupar el mayor volumen posible. El vapor de agua es más ligero que el aire y es así como sube a las alturas para formar las nubes. Figura 6. Cloudy Sun (public-sector-lists.com, 2
Para comprender los cambios de estado, se te muestran las definiciones de punto de ebullición y fusión del agua. Punto de fusión es la temperatura que debe alcanzar el agua para pasar del estado sólido al líquido, en condiciones normales de presión y su temperatura es de 0 C. Punto de ebullición es la temperatura que debe alcanzar el agua para pasar del estado líquido al gaseoso, en condiciones normales de presión y su temperatura es de 100 C. La figura 7 muestra los estados del agua y los cambios de fase.. Figura 7. Estados del agua. 3
Congelación: es el paso de líquido a sólido por desprendimiento de calor. Fusión: es el paso de sólido a líquido por absorción de calor. Condensación: es el paso del estado gaseoso al estado líquido. Evaporación: es el paso de líquido a gas por absorción de calor. Sublimación: es el paso directo del estado sólido al gaseoso o viceversa, dependiendo si absorbe o cede calor, respectivamente. Importancia del agua El agua es un elemento básico en todos los seres vivos y los seres humanos están constituidos en su mayoría por agua, ya que ésta ocupa tres cuartas partes aproximadamente de su cuerpo, ya que es indispensable para la mayoría de los procesos biológicos; por ejemplo, en la respiración para conservar húmedos los pulmones, en la sangre ayuda a transportar los nutrientes a todo el cuerpo, en las lágrimas de los ojos para evitar irritaciones y en muchos procesos más. Figura 8.Death Vlei (Van Balen, 2009). En el planeta tierra, el agua es la sustancia más abundante y vital para el medio ambiente y la preservación de la vida. Los océanos, ríos y lagunas tienen su propia flora y fauna adaptada a ese medio. Figura 9. The Water Planet (NASA Goddard Flight, 2010). Existen especies marinas que viven en la superficie y en el fondo de los océanos como los tiburones; algunas otras sólo viven en la profundidad del agua. Para muchos grupos étnicos su alimentación principal se basa en los recursos marinos. 4
Referencias de las imágenes dr_relling. (2008). Water splash. Recuperada de http://www.flickr.com/photos/agder/2326545882/ (Imagen publicada bajo licencia Creative Commons Atribución 2.0 Genérica, de acuerdo a: ezioman. (2007). Sea and clouds. Recuperada de http://www.flickr.com/photos/ezioman/2094454931/ (Imagen publicada bajo licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 2.0 Genérica, de acuerdo a: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/deed.es). jjsala. (2011). sprinkler. Recuperada de http://www.flickr.com/photos/jjsala/5577877393/ (Imagen publicada bajo licencia Creative Commons Atribución 2.0 Genérica, de acuerdo a: May, K. (2007). DIY Fake Ice Cubes. Recuperada de http://www.flickr.com/photos/kylemay/2045290249/ (Imagen publicada bajo licencia Creative Commons Atribución 2.0 Genérica, de acuerdo a: NASA Goddard Space Flight. (2010). The Water Planet. Recuperada de http://www.flickr.com/photos/gsfc/5063392410/ (Imagen publicada bajo licencia Creative Commons Atribución 2.0 Genérica, de acuerdo a: public-sector-lists.com (2011). Cloudy Sun. Recuperada de http://www.flickr.com/photos/government-lists-canada/6264374293/ (Imagen publicada bajo licencia Creative Commons Atribución 2.0 Genérica, de acuerdo a: Robinson, S. (2005). Ice Fans. Recuperada de http://www.flickr.com/photos/clearlyambiguous/74263778/ (Imagen publicada bajo licencia Creative Commons Atribución 2.0 Genérica, de acuerdo a: Van Balen, M. (2009). Death Vlei. Recuperada de http://www.flickr.com/photos/michielvanbalen/3306982132/ (Imagen publicada bajo licencia Creative Commons Atribución 2.0 Genérica, de acuerdo a: Bibilografía Hewitt, P. (2007). Física Conceptual (10ª. ed.; V. A. Flores, Trad.). México: Pearson Educación. Tippens, P. (2007). Física, conceptos y aplicaciones (7ª. ed.; A. C. González y Universidad Nacional Autónoma de México, Trads.). México: Mc Graw Hill. 5