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Trabajo de Luna Del Vecchio y Lara Chicata 2°B

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¿Que es el estado Condensado de Bose-einstein?

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¿Que es el estado Condensado de Bose-einstein?

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La condensación de Bose-Einstein es un fenómeno cuántico que se manifiesta a escalas macroscópicas. Este nuevo estado de la materia fue predicho por Albert Einstein en la década del 20 contemporáneamente al desarrollo de la mecánica cuántica. Einstein aplicó el nuevo concepto de estadística de Bose a un gas ideal de átomos idénticos que estaban en equilibrio térmico y encerrados en una caja.

Un gas ideal de Bose es una colección de N partículas bosónicas no-interactuantes. Siguiendo las leyes de la mecánica cuántica estas partículas tienen una naturaleza ondulatoria que a ciertas temperaturas puede ser caracterizada por la longitud de onda de Broglie LB = (h2/2 pi mkBT)1/2, donde m es la masa de la partícula, T la temperatura del sistema, h la constante de Planck, y kB la constante de Boltzman. A altas temperaturas, cuando LB es más chica que la distancia entre partículas, las propiedades del gas están dominadas por el movimiento térmico de las mismas (ver figura) como si fueran partículas localizables.

Pero a medida que la temperatura desciende, LB toma valores grandes comparados con los de las distancias entre partículas y comienza a emerger el carácter ondulatorio de los átomos. Así, las diferentes ondas de materia pueden sentirse unas con otras y coordinar su estado produciendo la condensación de Bose-Einstein (ver figura). Se suele decir que se produce un superátomo ya que todo el sistema queda descripto por una única función de onda, exactamente como ocurre en un solo átomo. También se puede hablar de materia coherente como ocurre con la luz coherente en el caso de un láser.

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¿Que es el estado plasmático o de plasma? 

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¿Que es el estado plasmático o de plasma? 

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Se conoce como plasma o estado plasmático a uno de los cuatro estados de agregación de la materia, junto con el líquido, sólido y gaseoso. Cuando se habla de una sustancia en estado plasmático nos referimos específicamente a un gas ionizado, o en otras palabras, a un gas cuyos átomos han sido despojados de parte de sus electrones originales, y se han cargado eléctricamente (no poseen equilibrio electromagnético).

Esto quiere decir que el estado plasmático es, en principio, semejante al gaseoso, pero con muy distintas propiedades a las de un gas frío. Entre ellas se cuentan la tendencia del plasma a conducir efectivamente la electricidad, o su gran respuesta hacia los campos magnéticos.

El plasma no es un estado frecuente en la cotidianidad. Puede obtenerse mediante un proceso de ionización de los gases, tan simple a veces como calentarlos para hacer que sus partículas vibren más velozmente. Otros medios para ello son la magnetización o la aplicación de electricidad, y otros procesos artificiales.

Asimismo, se puede hacer a un plasma retornar a un estado gaseoso, mediante un proceso cualquiera de desionización: por ejemplo, retirar calor a la sustancia y permitir a sus partículas recuperar así sus electrones perdidos, ganando estabilidad y volviendo a ser un gas.

Existen dos tipos conocidos de plasma:

Plasma frío, el más inofensivo para los seres vivos, ya que no causa quemaduras ni es dañino, pues sus partículas no se mueven tan velozmente como lo hacen, en cambio, sus electrones.

Plasma caliente, cuyos átomos están chocando entre sí repetidamente al desplazarse y perder electrones, generando en el proceso cantidades variables de luz y de energía calórica.

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Plasma, el cuarto estado de la materia. Aprendiendo química.

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Transformaciones de la materia al estado Gaseoso

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Transformaciones de la materia al estado Gaseoso

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De líquido a gas: evaporación. Este proceso ocurre cotidianamente, con tan sólo inyectar energía calórica al líquido hasta hacer que su temperatura supere el punto de ebullición (distinto según la naturaleza del líquido). El agua, por ejemplo, hierve a los 100 °C y pasa se convierte en gas (vapor).

De sólido a gas: sublimación. En algunos casos, los sólidos pueden pasar directamente al estado gaseoso sin atravesar primero la liquidez. Un ejemplo perfecto de ello ocurre en los polos del Planeta, donde la temperatura es tan baja que es imposible la formación de agua líquida, pero aun así el hielo y la nieve se subliman directo a la atmósfera.

De gas a líquido: condensación. Este proceso es contrario a la evaporación y tiene que ver con la sustracción de energía calórica del gas, haciendo que sus partículas se muevan más lentamente y se junten con mayor fuerza. Es lo que ocurre en la atmósfera cuando, al alejarse de la superficie terrestre, el vapor de agua pierde temperatura y forma nubes que, eventualmente, precipitan de vuelta las gotas de agua hacia el suelo: lluvia.

De gas a sólido: sublimación inversa. Este proceso también puede llamarse cristalización, en algunos contextos específicos. Y tiene lugar bajo condiciones de presión puntuales, que fuerzan las partículas de un gas a juntarse más allá de lo que comúnmente lo están, llevándolas directo al estado sólido sin pasar primero por la liquidez. Un ejemplo de ello es la escarcha, semisólida, que aparece sobre las ventanas de un día de invierno.

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Se entiende por estado gaseoso, a uno de los cuatro estados de agregación de la materia, junto con los estados sólido, líquido y plasmático. Las sustancias en estado gaseoso se denominan “gases” y se caracterizan por tener sus partículas constitutivas poco unidas entre sí, o sea, expandidas a lo largo del contenedor donde se encuentren, hasta cubrir lo más posible el espacio disponible.

Esto último se debe a que presentan entre sí una fuerza de atracción muy leve, lo cual se traduce en que los gases carezcan de forma y de volumen definidos, tomando las del recipiente que los contenga, y tengan además una bajísima densidad, puesto que sus partículas se encuentran en un estado de relativo desorden, moviéndose o vibrando muy velozmente.

De este modo, las moléculas que componen la materia en estado gaseoso no logran sujetarse las unas a otras con firmeza y se mantienen juntas a duras penas, siendo incluso menos afectadas por la gravedad, en comparación con los sólidos y los líquidos: eso les permite flotar. A pesar de su cohesión casi nula, los gases presentan una enorme capacidad para ser comprimidos, cosa que a menudo se lleva a cabo durante su tratamiento industrial para el transporte.

Las propiedades físicas de un gas determinado (color, sabor, olor) pueden variar dependiendo de los elementos que lo constituyan o que estén disueltos en él. Por ejemplo, el aire ordinario es incoloro e inodoro e insípido, mientras que los gases hidrocarbúricos como el metano poseen un típico olor desagradable y pueden presentar color.

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El ESTADO GASEOSO explicado: características, propiedades, ejemplos⚗️

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La materia en estado sólido presenta las siguientes características fundamentales:

Cohesión. Si bien los sólidos tienen una naturaleza química idéntica a sus versiones líquidas y gaseosas, sus partículas se encuentran muy juntas, mantenidas en su lugar por nexos muy fuertes, llamados fuerzas cohesivas. Esa es la razón de que el conjunto posea una forma definida, de límites claros y un volumen propio.

Rigidez. La materia en estado sólido se resiste por lo general a la deformación: las torceduras, los dobleces, las hendiduras, incluso en presencia de fuerzas constantes como el peso o la gravedad. Sólo si dicha resistencia es vencida, los sólidos cambian de forma (permanente o temporalmente, dependiendo de su elasticidad).

Incompresibilidad. A diferencia de los gases y los líquidos, los sólidos no pueden comprimirse más, es decir, sus partículas ya no pueden estar más juntas. En cambio, al someterlos a fuerzas extremas de compresión, suelen fracturarse o descomponerse en piezas más pequeñas.

Dureza. En línea general los sólidos se muestran resistentes a ser penetrados por otros sólidos, incluso a que se ralle su superficie. Esto se conoce como dureza, la fortaleza física ante la acción de otros sólidos. La materia más dura que se conoce es el diamante.

Elasticidad. Contraria a la fragilidad y a la dureza, la elasticidad consiste en que ciertos sólidos pueden sufrir una deformación momentánea, bajo la acción de una fuerza, para luego volver a su forma original una vez terminada dicha fuerza. Los materiales elásticos cuentan con una memoria de forma que les permite volver a su disposición anterior.

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Se llama estado líquido (o simplemente líquidos) a un estado de la materia que se considera intermedio entre la solidez y lo gaseoso, ya que sus partículas se encuentran lo bastante juntas para conservar una cohesión mínima, a la vez que lo suficientemente dispersas para permitir la fluidez y el cambio de forma.

En todo caso, las partículas de un líquido están a medio camino entre la rigidez de lo sólido y la dispersión de lo gaseoso, y son por lo general resultado de la inyección de energía (fusión) en lo primero, o la sustracción de la misma (condensación) en lo segundo. O, también, la variación de las condiciones de presión de cada uno de los casos.

Muchos elementos se mantienen en estado líquido a temperatura normal, como el agua misma, pero al ser variadas sus condiciones calóricas pueden convertirse en sólidos (congelamiento o solidificación, al disminuir la temperatura) o en gases (evaporación, al incrementarse la temperatura).

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Características físicas del estado líquido:

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Características físicas del estado líquido:

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La materia en estado líquido presenta las siguientes características físicas fundamentales:

Forma. Los líquidos no tienen forma definida, así que adquieren la del recipiente en donde se los contenga. Un vaso de agua tendrá la forma del vaso, pero una gota de agua que cae tendrá una forma semi esférica debido a la gravedad.

Fluidez. Es una característica exclusiva de líquidos y gases, que les permite abandonar un recipiente en favor de otro, a través de canales estrechos o de una forma variable, puesto que las partículas líquidas, al carecer de forma, pueden escurrirse, movilizarse y deslizarse.

Viscosidad. La viscosidad de los líquidos es su resistencia a fluir, debido a las fuerzas internas de sus partículas, cuya acción enlentece su deformación cuando se lo vierte o se lo deja caer. Así, los líquidos más viscosos (petróleo, brea, etc.) fluyen lentamente pues sus partículas se adhieren más las unas a las otras; y los líquidos de poca viscosidad (agua, alcohol, etc.) fluyen rápidamente.

Adherencia. Los líquidos pueden adherirse a las superficies, como lo hacen las gotas que quedan sobre los objetos sumergidos en un líquido.

Tensión superficial. Es una propiedad de la superficie de los líquidos, que se resiste a la penetración de los objetos hasta un cierto margen, como si fuera una capa elástica. Por eso algunos insectos “caminan” sobre el agua y las hojas caídas de los árboles permanecen sobre ella sin hundirse. La tensión superficial está directamente vinculada con la densidad.

Densidad. Las partículas de un líquido se mantienen juntas y con cohesión gracias a su margen de densidad, mucho menor que en los sólidos, pero que aun así les brinda un volumen determinado.

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Se llama estado líquido (o simplemente líquidos) a un estado de la materia que se considera intermedio entre la solidez y lo gaseoso, ya que sus partículas se encuentran lo bastante juntas para conservar una cohesión mínima, a la vez que lo suficientemente dispersas para permitir la fluidez y el cambio de forma.

En todo caso, las partículas de un líquido están a medio camino entre la rigidez de lo sólido y la dispersión de lo gaseoso, y son por lo general resultado de la inyección de energía (fusión) en lo primero, o la sustracción de la misma (condensación) en lo segundo. O, también, la variación de las condiciones de presión de cada uno de los casos.

Muchos elementos se mantienen en estado líquido a temperatura normal, como el agua misma, pero al ser variadas sus condiciones calóricas pueden convertirse en sólidos (congelamiento o solidificación, al disminuir la temperatura) o en gases (evaporación, al incrementarse la temperatura).

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Se denomina fluido a la materia compuesta por moléculas atraídas entre sí de manera débil, de manera que no tiene la capacidad de sostener su forma concreta, sino que adquiere la del recipiente en donde esté contenida. En esto se distingue de los sólidos, cuyas partículas no cambian de posición tan fácilmente, sino que se resisten al desplazamiento.En principio, tanto los gases como los líquidos pueden catalogarse como fluidos, ya que ninguno conserva su forma específica. Pero existen entre ellos diferencias, ya que los gases tienen todavía menor atracción entre sus partículas, lo cual les permite ser comprimidos, cosa que con los líquidos no puede hacerse. A pesar de ello, los principios de la fluidez (estáticos y dinámicos) aplican tanto para unos como para otros.

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Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro, decimos que ha cambiado de estado. En el caso del agua: cuando hace calor, el hielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se evapora. El resto de las sustancias también puede cambiar de estado si se modifican las condiciones en que se encuentran. Además de la temperatura, también la presión influye en el estado en que se encuentran las sustancias.
Si se calienta un sólido, llega un momento en que se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de fusión. El punto de fusión es la temperatura que debe alcanzar una sustancia sólida para fundirse. Cada sustancia posee un punto de fusión característico. Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es 0 °C a la presión atmosférica normal.
Si calentamos un líquido, se transforma en gas. Este proceso recibe el nombre de vaporización. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa de líquido, formándose burbujas de vapor en su interior, se denomina ebullición. También la temperatura de ebullición es característica de cada sustancia y se denomina punto de ebullición. El punto de ebullición del agua es 100 °C a la presión atmosférica normal.