¿Qué son el punto de fusión y el punto de ebullición?
Cuando calientas un sólido, se convierte en líquido a una temperatura determinada. Esta temperatura se llama punto de fusión. Si sigues calentando el líquido, hierve y se convierte en gas a una temperatura determinada. Esta se llama punto de ebullición. Estos son los valores de las cuatro sustancias del simulador:
| Sustancia | Punto de fusión | Punto de ebullición | Intervalo líquido |
|---|---|---|---|
| Neón | 24 K (−249 °C) | 27 K (−246 °C) | 3 K |
| Argón | 84 K (−189 °C) | 87 K (−186 °C) | 3 K |
| Oxígeno | 54 K (−219 °C) | 90 K (−183 °C) | 36 K |
| Agua | 273 K (0 °C) | 373 K (100 °C) | 100 K |
Para pasar de kelvin a °C, resta 273: 373 − 273 = 100 °C. Los valores de la tabla corresponden a una presión de 1 atm y están redondeados a números enteros.
¿Por qué cada sustancia tiene puntos distintos?
Cuando una sustancia funde o hierve, sus partículas se alejan unas de otras. Hace falta energía para vencer la atracción entre las partículas. Cuanto más fuerte es la atracción, más altos son los puntos de fusión y ebullición.
- Los átomos de neón y de argón se atraen muy débilmente. Por eso solo se vuelven líquidos cuando están muy fríos.
- Un átomo de argón es mayor que uno de neón, así que su atracción es más fuerte y sus puntos de fusión y ebullición son más altos.
- Las moléculas de agua se atraen con fuerza mediante enlaces de hidrógeno. Por eso el agua es líquida a temperatura ambiente.
Calienta una sustancia y mira cómo cambia de estado
Calienta y enfría cuatro sustancias y busca sus puntos de fusión y ebullición en el termómetro. Este simulador está incluido en el acceso completo. La descarga es gratis, y 2 unidades y 5 simuladores están abiertos sin cuenta.
¿Cómo se usa el simulador?
- Elige una sustancia a la derecha: Neón, Argón, Oxígeno o Agua.
- Mueve el control inferior hacia Calentar 🔥 para calentar la sustancia o hacia ❄ Enfriar para enfriarla.
- Lee la temperatura en K en el termómetro de la izquierda, y el estado de la sustancia debajo de él.
- Los botones ❄ Sólido, 💧 Líquido y ☁ Gas llevan el control directamente a ese estado.
- Observa las partículas del recipiente central: en un sólido vibran en su sitio, en un líquido se deslizan por el fondo y en un gas llenan el recipiente y se mueven rápido.
Retos para probar en el simulador
- Selecciona Agua y mueve el control despacio. ¿A qué temperatura en K cambia el estado? Respuesta: A 273 K, el sólido pasa a líquido, y a 373 K, el líquido pasa a gas.
- Compara los intervalos líquidos del neón y el agua. Respuesta: El del neón es 24–27 K, es decir, 3 K. El del agua es 273–373 K, es decir, 100 K.
- Averigua el estado del argón y del oxígeno a 88 K. Respuesta: El argón es un gas, y el oxígeno es un líquido. A la misma temperatura, las dos sustancias están en estados distintos.
Lo que el simulador no muestra durante la fusión y la ebullición
Mientras una sustancia pura funde o hierve, el calor que añades se usa para separar las partículas, y la temperatura se mantiene constante. En el simulador, la temperatura sigue directamente al control, así que no ves esta pausa.
El punto de ebullición depende de la presión. Para ver el efecto de la presión, lee la guía del diagrama de fases.
Las diferencias entre puntos de ebullición se aprovechan en la industria. El aire se licúa, y después el argón y el oxígeno se separan por destilación fraccionada.
