La teoría cinético-molecular
2.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Explicar propiedades de sólidos, líquidos y gases mediante un modelo de partículas.
- Relacionar calentamiento o enfriamiento con cambios de estado sin confundir temperatura y energía transferida.
- Calcular e interpretar la densidad como cociente entre masa y volumen.
Antes de empezar
- Reconocer masa, volumen y temperatura como magnitudes.
- Dividir números decimales sencillos.
- Interpretar una representación como modelo y no como fotografía.
Un modelo para explicar lo que no vemos
El modelo cinético-molecular representa la materia como partículas en movimiento que interactúan. No afirma que las partículas sean bolas azules: el dibujo simplifica una escala invisible para relacionar organización y movimiento con propiedades observables.
Al cambiar de estado no aparece otra sustancia. Cambian la separación, la organización y el movimiento de las mismas partículas; por eso fusión, vaporización o condensación son cambios físicos.
Densidad
- Densidad, d = m/V
- Magnitud que relaciona la masa de una muestra con el volumen que ocupa. Puede expresarse, por ejemplo, en kg/m³ o g/cm³. No depende de tener mucha o poca cantidad de una sustancia homogénea en las mismas condiciones.
Tres estados, tres comportamientos
En un sólido, las partículas mantienen posiciones próximas y vibran: el sólido conserva forma y volumen. En un líquido siguen próximas, pero se reordenan y fluyen: conserva volumen y adopta la forma del recipiente. En un gas están mucho más separadas y recorren el recipiente: no conserva forma ni volumen y es muy compresible.
La temperatura se relaciona con la agitación térmica de las partículas, pero no debe reducirse a la velocidad de una partícula aislada. Es una propiedad macroscópica de un sistema en equilibrio térmico.
Leer un cambio de estado
- Identifica el estado inicial y el final: sólido, líquido o gas.
- Decide si el sistema recibe energía por calentamiento o la cede por enfriamiento.
- Nombra el cambio: fusión, solidificación, vaporización, condensación o sublimación.
- Si aparece una meseta en una curva de una sustancia pura a presión constante, interpreta que la energía transferida participa en el cambio de estado mientras la temperatura permanece aproximadamente constante.
- No generalices la meseta a mezclas ni a condiciones variables sin datos.
Calcular una densidad
Una pieza tiene una masa de 54 g y ocupa 20 cm³. Calcula su densidad.
- Escribimos d = m/V.
- Sustituimos con unidades: d = 54 g / 20 cm³.
- Dividimos y expresamos el cociente con la unidad completa.
d = 2,7 g/cm³.
Las partículas no se hinchan al fundir
Al pasar de sólido a líquido, cada partícula se convierte en una gota mayor.
Las partículas conservan su identidad en el modelo; cambia su organización y movilidad.
El modelo explica el cambio macroscópico mediante nuevas posiciones e interacciones. Dibujar partículas mayores puede hacer creer que la sustancia cambia químicamente.
Qué debes conservar
- Los estados se distinguen por propiedades macroscópicas explicables con un modelo de partículas.
- Un cambio de estado no crea una sustancia nueva.
- Una meseta exige precisar sustancia pura y presión constante.
- La densidad se calcula como masa dividida entre volumen y siempre lleva unidad.
Compruébalo ahora
Asocia los paneles izquierdo, central y derecho con sólido, líquido y gas, y justifica cada asociación con la separación o movilidad de las partículas.
Ver solución explicada
Respuesta: Izquierdo: sólido; central: líquido; derecho: gas.
El sólido muestra orden y posiciones próximas; el líquido, proximidad con posibilidad de reordenarse; el gas, gran separación y movimiento por todo el recipiente.
Una muestra de 90 g ocupa 30 cm³. Calcula su densidad y escribe la unidad.
Ver solución explicada
Respuesta: 3 g/cm³.
d = m/V = 90 g / 30 cm³ = 3 g/cm³.
En una sustancia pura a presión constante, una meseta durante la fusión significa que…
- deja de entrar energía
- la energía transferida participa en el cambio de estado mientras la temperatura permanece aproximadamente constante
- las partículas desaparecen
Ver solución explicada
Respuesta: la energía transferida participa en el cambio de estado mientras la temperatura permanece aproximadamente constante
La transferencia no se detiene; cambia la organización del sistema durante la transición de fase.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química, saberes básicos de primero a tercer curso, bloque B: teoría cinético-molecular, estados de agregación, cambios de estado y propiedades de la materia. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
Cuando lo tengas claro
Practicar esto: Calcular la densidad y usarla para identificar un materialPracticar esto: Explicar los estados con el modelo de partículasPracticar esto: Leer la gráfica de calentamiento de una sustanciaEl calor y la temperatura no son lo mismoCambios físicos y cambios químicos