diciembre 11, 2021

¿Todos los sólidos tienen un punto de fusión? Por ejemplo, ¿hay un momento en que un árbol, un trozo de papel u otro sólido a base de carbono se convierte en líquido?

PREGUNTA # 531
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Preguntado por: Jamie Antoun

Respuesta

No en el sentido de que un material debe mantener una composición química idéntica y luego cambiar de una fase a otra, no todos los sólidos tienen un punto de fusión.
Muchos materiales, por ejemplo el papel, comenzarán a tener reacciones químicas con los materiales circundantes a medida que aumenta la temperatura, antes de un cambio de fase, ya que el papel estallará en llamas (al combinarse con oxígeno atmosférico) a unos 450 grados F. Incluso en el vacío, muchos materiales comenzarán la descomposición química antes de que puedan cambiar de fase. Yo esperaría que una mezcla compleja de moléculas orgánicas grandes como la madera experimentara varias reacciones catabólicas como primeras macromoléculas y luego moléculas más pequeñas ganaran suficiente energía de activación para descomponerse en más simples y menos energéticas (p.ej. entalpía inferior), mucho antes de que estas moléculas pudieran cambiar de fase.
Respuesta de: Rob Landolfi, Profesor de Ciencias, Washington, DC
Todos los sólidos comunes generalmente pasan por uno de tres tipos de transformaciones cuando se calientan:

  • Cambiar de un estado sólido a un estado líquido, como cuando un metal, cera o hielo se calienta hasta su punto de fusión, o la temperatura específica a la que se produce la fusión.
  • Cambiar directamente de un sólido a un gas en un proceso conocido como sublimación. Un ejemplo de sublimación ocurre con el hielo seco (dióxido de carbono congelado) cuando se expone a temperatura ambiente, o el azufre cuando se calienta gradualmente sin encenderse.
  • Descomposición, que es una ruptura de los productos químicos en el material que se calienta. La descomposición se produce en muchas mezclas y compuestos orgánicos comunes, como alimentos, madera o papel. Estos materiales generalmente no se derriten o licúan de manera visible, aunque algunos de los productos químicos o de descomposición resultantes se derriten y se mezclan con la masa carbonosa restante. Si la masa descompuesta se calienta más, hay una temperatura a la que todos los productos químicos presentes se derretirán o se sublimarán.

Hay condiciones en las que algunos materiales pueden sublimarse en lugar de fundirse, o licuarse en lugar de sublimarse. Ejemplos comunes son la sublimación de hielo bajo vacío durante el secado por congelación, o la licuefacción (fusión) de azufre a alta presión.
La presencia de oxígeno tendrá un efecto dramático en el calentamiento de materiales orgánicos. Cuando se calientan en el aire, la mayoría de las sustancias vegetales o animales se descomponen parcialmente y luego se encienden y se convierten en productos de combustión, principalmente agua y dióxido de carbono. Las cenizas que quedan son una mezcla de sales y óxidos que se derretirán a altas temperaturas. Respuesta de: Scott Wilber, Presidente de ComScire-Quantum World Corporation

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