Buenas tardes comunidad, un saludo y abrazo fraterno. Continuando con nuestro proyecto educativo sobre los principios que rigen la refrigeración, en esta oportunidad vamos a conversar un poco sobre los efectos de la transferencia de energía sobre las sustancias. Sin embargo, para nuestros nuevos lectores es importante que visiten los post anteriores, los cuales están descritos en la siguiente tabla. Esto les permitirá comprender de forma secuencial los conocimientos impartidos en este proyecto :
Retomando el tema, de acuerdo a los conceptos expuestos en nuestras publicaciones anteriores, cuando transferimos energía a una sustancia, aumentamos su energía interna, esto genera que aumente la distancia promedio entre sus moléculas, lo que supone a nivel macroscópico una expansión del material, es decir, que la masa unitaria de una sustancia ahora ocupará mayor volumen. De forma inversa sucede cuando extraemos energía de un cuerpo, este disminuye su distancia entre las moléculas y su masa unitaria ahora ocupa un menor volumen.
Sin embargo, existen excepciones a esta teoría, la principal es el comportamiento del agua, debido a que cuando colocamos un vaso de agua en el congelador, y este se enfria hasta congelarse ( temperatura igual o inferior a 0ºC) la misma se expande, es decir su volumen aumenta. Para los que no se han percatado de este fenómeno, decidimos realizar el experimento :
Inicialmente tomamos un vaso plástico y lo llenamos de agua líquida, con una altura de 11 cm, posteriormente lo colocamos en el refrigerador a las 8:00 pm del día 26-07-2018.
En la mañana del día 27-07-2018, a las 7:00 am, una vez que se ha efectuado el proceso de extracción de calor del agua, verificamos la condición de nuestro experimento y encontramos:
La altura del líquido, tal como se evidencia en la imagen anterior, aumento de 11 cm a 12,5 cm en promedio. Esta condición nos demuestra que efectivamente existe un aumento del volumen de la sustancia. Sin embargo esta aparente contradicción con la teoria expuesta, se debe a lo siguiente:
El agua en su fase solida, estructura sus moleculas principalmente en forma hexagonal abierta . Esta disposición molecular ocasiona que la distancia entre sus moleculas sea superior a como se encuentran en estado líquido.
Para la mayoria de las sustancias este fenómeno no ocurre, por lo cual la teoría de la expansión o contracción de una sustancia cuando se le adiciona energía o se le extrae es ampliamente usada y aceptada.
Adicionamente, este caso particular solo sucede en la fase solida de la sustancia, porque si adicionamos al agua suficiente energía para alcanzar su fase de vapor, lograremos una amplia expansión de la sustancia que supera a la que se puede alcanzar en fase solida.
Ahora ya entendemos un poco más el comportamiento de las sustancias con respecto a la transferencia de la energía , en el proximo post comenzaremos a describir en profundidad como estudiar las sustancias en su fase gaseosa.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• Rod Nave. Expansión del Agua en la Congelación. Recuperado el 25 de Julio de 2018, de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Chemical/waterdens.html.
• Dossat, R. J. (1998). Principles of refrigeration. En R. J. Dossat, Principios de refrigeración (págs. 40-41). Mexico: Compañia Editorial Continental S.A.
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