El calor y las transiciones de fase

Ya has oído hablar antes del calor. ¿Pero qué es exactamente? Veamos lo que el calor de esta cocina le hace al agua fría. El calor de la cocina se traslada a la olla de agua fría. Vamos a acercarnos a las moléculas cuando se están calentando. ¿Las ves vibrando? Eso se debe al calor.

Cuando vibran más rápido, empiezan a moverse cada vez más lejos. ¿Ves? Algunas de las moléculas comienzan a separarse unas de otras volando. Y ahí es cuando se convierten en vapor de agua. Cuando decimos que algo se está calentando, significa que las moléculas están ganando energía y moviéndose más rápido que antes. Sin el calor adicional de la cocina, el vapor de agua se enfría y las moléculas se ralentizan. ¿Pero qué pasa con las moléculas que volaron?

Con menos energía, las moléculas de agua se mueven más despacio y se acercan unas a otras. Y, cuando están muy juntas de nuevo, se convierten en líquido. Veamos qué sucede cuando la enfriamos aún más. Cuanto más enfriemos el agua, más se acercarán las moléculas entre sí, hasta que se transforme en una masa sólida en vez de líquida. El agua se ha convertido ahora en hielo.

Cuando una sustancia cambia de distintas formas (hielo, líquido y gas), decimos que está cambiando de fase. Las tres fases más comunes son: la fase sólida, la fase líquida y la fase gaseosa. Calentar o enfriar una sustancia hace que cambie de fase. ¡Bueno, Philip! ¡Hagamos que esta fase de agua se convierta en vapor de agua! El vapor de agua ocupa más espacio, pero tiene la misma cantidad de moléculas de agua que el líquido. Por lo tanto, añadir calor aumentó el volumen del agua, pero no cambió la cantidad de ésta. ¡Ajá!

Podemos usar este conocimiento a la hora de medir la temperatura. Esta sustancia se llama mercurio y es un metal que es líquido a temperatura ambiente. Cuando calentamos el tubo, el volumen del líquido aumenta, ocupando más espacio. Cuando se enfría, ocupa menos espacio. Añadiendo algunos números en el lateral, podemos medir la temperatura. ¡Así es como funcionan los termómetros!

Los termómetros solían tener mercurio, pero, hoy en día, usamos un líquido diferente con propiedades similares, puesto que el mercurio es tóxico para los humanos. En definitiva, el calor es movimiento: cuanto más se mueve algo, más caliente está.