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Transcripción del video

todos los cambios de fase que hemos estado haciendo hasta ahora han estado bajo condiciones de presión constante y en particular en los problemas que estaba haciendo con el cambio de fase de la uam en los últimos vídeos estaba a una presión atmosférica y de hecho estaba a una presión atmosférica de una atmósfera es decir al nivel del mar y bueno explica que justo este diagrama en un momento pero todos sabemos que en el universo la presión no siempre es constante definitivamente no siempre es una atmósfera una atmósfera es definida como la presión al nivel del mar en la tierra obviamente la presión varía enormemente si vas a los planetas más pequeños o a planetas más grandes o planetas que tengan una atmósfera más densa o simplemente estamos haciendo diferentes tipos de aplicaciones que tratan con gases líquidos y sólidos este the king s de kim es lo que se conoce como un diagrama de fácil déjame ponerlo esto de aquí a voy a ponerlo con este color es un diagrama diagrama ok de fase de base o fases face y hay muchas formas de este tipo de 10 gramos de fase esta es la forma más común que puedes ver en tu curso de química o en algún examen estandarizado o lo que sea pero lo que capta son los diferentes estados que hay de la materia cuando hacen la transición de acuerdo a la temperatura y a la presión este de kim es el diagrama de fase del out y bueno solamente para entender un poco lo que está pasando aquí en este eje tengo la presión y en este eje tengo la temperatura y los padres es que este diagrama te dirán en un punto dado que está trabajando con un sólido con un líquido con un gasto de hecho aquí tenemos algo sólidos déjame ponerlo sow lille 2 ok es el estado sólido am por acá tengo al líquido a me lo voy a poner con este color aquí tengo al estado líquido líquido ok y por acá mantengo al estado gaseoso así que lo voy a poner con este calor a gas gas de lujo y eso está muy padre porque por ejemplo si te digo que estoy a cero grado celsius que estamos justo como por acá estoy a cero grado celsius han dejado ponerlo así cero grados ok y estoy a una presión de una atmósfera bueno pues si te das cuenta vamos a llegar a este punto de kim a los cero grado celsius y a la presión de una atmósfera estamos en este punto aquí que de hecho es el punto límite entre el sólido y el líquido aquí cuando tengo una presión de una atmósfera correcto para ponerlo más o menos así llegamos a este punto de modo que esto coincide con nuestra noción tradicional de cuando el hielo se congela o se derrite a cero grados y bueno si ponemos una presión más alta aaa supongamos que tuvimos esta presión y llegamos no sea este valor y este valor a mí me da este punto de aquí y supongamos que estamos no se me ocurre a 10 atmósferas ok imagínate que estamos a 10 atmósferas que es lo que está pasando bueno la presión atmosférica suben y entonces nosotros pensamos que es la transición de sólido a líquido lo que me está diciendo este diagrama es que la temperatura va a bajar dicho de otra manera que con una presión más aldán la temperatura a la cual el hielo se derriten va a bajar y de igual manera si ponemos una presión más pequeña por ejemplo si nosotros vamos a tener que está a una milla de altura la presión es menor porque tenemos menos de la atmósfera por encima de nosotros bueno pues date cuenta que si tenemos un valor menor a una atmósfera entonces el punto de congelación será menor no sé supongamos que estamos aquí y nos da este valor que supongamos que es mayor a un grado no lo sea la idea es que no está completamente dibujado escala pero lo que quiero que veas es que el agua se congelaría un poco más rápido a una temperatura más alta aquí en un lugar como ten ver a algún lugar donde estaríamos no sé en el fondo del mar muerto o en el valle de la muerte o en algún punto por debajo del nivel del mar en el planeta tierra ok ahora esta transición entre cualquier cosa y bueno gas sabemos que estamos muy familiarizados con ella recuerda que estamos tratando con el agua y este es un diagrama para el agua así que si yo por ejemplo me dijo por aquí hablando de una atmósfera ok vamos a seguir nos todo todo todo todo todo todo todo derecho no quiero que te des cuenta que pueda nosotros tenemos cero grados justo aquí tenemos el punto en donde el agua se congela es decir a una atmósfera en donde el sólido se vuelve líquido y ahora lo que quiero que veas es que si nosotros seguimos sobre esta misma línea de una atmósfera llegamos a este punto de aquí en donde el líquido pasa a ser estado gaseoso y nosotros sabemos a qué temperatura es esto nosotros bajamos para acá y nos fijamos justo aquí en nuestro eje de temperatura nos vamos a dar cuenta que estamos a 100 grados celsius y esto porque ya sabemos que estamos a una atmósfera y este punto en donde el líquido se convierte a gas o agua vaporizada lo podemos pensar también como agua hervida todos esos nombres son aceptables para pensar justo en esto entonces nos fijamos que estamos a una presión de una atmósfera pero ahora imagínate que nos vamos a un pequeño viaje y llegamos a la cima de a qué ocurre de la montaña everest y para eso lo voy a poner con este color imagínate que llegamos aquí donde estamos en la montaña everest e de ok llegamos al everest y que va a pasar y bueno pues tenemos una presión muy baja en ese lugar estás de acuerdo así que si esa montaña everest y bueno lo estoy poniendo aquí tal vez no se ajustó a esta altura recuerda que lo estoy haciendo con un fin educativo pero lo que quiero que te des cuenta es que nuestro punto de congelación bajo y bueno de hecho también bajo nuestro punto de ebullición justo este que tengo aquí así que es mucho más fácil hervir el agua en la montaña en vez de lo que es hervir el agua en el fondo de algunos sean o o en el punto más bajo del valle de la muerte o en el marm alto por ejemplo y bueno justo la intuición que detrás de todo esto es que si tengo un líquido imagínate que por aquí a tengo las moléculas dejando ponerlas fácil tengo un montón de moléculas en forma líquida y que están en contacto entre sí pero ojo está en contacto entre sí pero no tienen la suficiente energía cinética como para moverse más allá de bueno de ellas están fluyendo entre sí y están en una especie de roce de unos contra otros una de las razones por las que no sólo no se evaporan es que el aire está encima de ellas hay una presión de aire y déjame ponerlo más o menos así esto es justo lo que hemos aprendido cuando hablábamos acerca del pb es igual la anfp es decir de los gases ideales si yo tengo por ejemplo justo aquí tres moléculas del aire es decir un montón de moléculas de gas bueno la presión que están creando que esencialmente es causada por su temperatura y por su energía cinética está haciendo está trabajando con estas moléculas que tenemos aquí es decir están sentadas ahí y rebota y esencialmente mantienen a estas moléculas más pesadas para subir de modo que les impide a separarse las unas de las otras y esto hace que no se conviertan en un gas así que a mayor presión es más difícil para éstos es capaces por otra parte si estamos en el vacío o si estamos siendo justo esto mismo en la superficie de la luna y supongamos que no hay ninguna de estas moléculas que tenemos aquí que nos detengan entonces cualquier golpe ligero que se haga entre éstas hace que se vuelvan gas aunque esta molécula está todavía un poco atraída por aquí por esta otra siguen siendo atraídos las unas con las otras pero sólo un poco ya que no hay presión aquí en la superficie de la luna esto puede permitir a este tipo es capaz y que se vuelva directamente en gaza así que o bajas la presión es mucho más fácil pasar del líquido a gas o incluso si te das cuenta por aquí aún podríamos pasar del estado son vagas y podrás decir sal es que eso es un concepto extraño 10 sólido hagas pero resulta que si consigues bajar lo suficiente la presión no sé supongamos como por aquí estamos hablando justo como por aquí en este punto de aquí qué bueno de hecho seguramente cerca de aquí hay un vacío entonces si tomaste el hielo y estabas en la luna y estabas a la temperatura correcta qué bueno si te das cuenta debe ser una temperatura negativa en grados celsius no sé exactamente qué temperatura es pero el punto es que tú hielo en la luna idea directamente de hielo a casa y la razón es porque aquí hay una enorme cantidad de vacío entonces estas moléculas podrán decir que hay todo este espacio para llenar y si consigue ser golpeada un poco entonces solamente van a escapar y convertirse en gas y podrás decir que esto es un fenómeno extraño que sólo existe en la luna y para rebatir ese comentario antes de bajar un poco la pantalla dibujé otro otro diagrama de fase que es éste que tengo aquí este es el diagrama de fase del dióxido de carbono que por cierto todo esto está a tu alrededor y está exhalando mientras hablamos dióxido de carbono las plantas en tu casa están inhalando de óxido de carbono pero lo que quiero que te des cuenta es que el dióxido de carbono a una atmósfera tiene un comportamiento completamente distinto y bueno por cierto cabe mencionar que estas escalas están mal hechas o digamos que estamos a una escala logarítmica realmente distancia que de que acá es muy parecida a la distancia crítica cam pero realmente están ao cantidades enormes de distancia y pasa justo lo mismo aun con esto de aquí aquí estas dos escalas a muestran muy cerca estos dos valores pero ya que acá hay un montón de valores de por medio ahora vamos a regresar a hablar del dióxido de carbono y para eso obtengo este diagrama de fase de aquí lo que quiero que veas es que cuando nosotros hablamos de una atmósfera en el dióxido de carbono es decir estamos justo en este valor de akil el dióxido de carbono cambia de sólido a gas y de ganar por cierto poner que éste es el estado han dejado en ponerlo con este color éste es el estado sólido show oído ok por acá estamos en estado líquido líquido ok y por acá estamos en el estado gaseoso estamos en el estado gaseoso hablando del dióxido de carbono pero entonces regresando a la idea de una atmósfera imagínate que tú vives al nivel del mar en ambos en avoriaz y bueno eres capaz de conseguir que tu refrigerador esté por debajo de menos 80 grados celsius bueno lo que quiero que veas es que el dióxido de carbono podría congelarse techo puede ser que esté familiarizado con eso si es que todavía utilizan para las máquinas de humo o para efectos visuales en el escenario esto es lo que se conoce como el hielo seco ok vamos a ponerlo el hielo seco secom es decir dios ya carbono congelado y si estás en la presión atmosférica a nivel del mar bueno tan pronto como consigas por estar encima de los 78 puntos 5 grados celsius negativos se sublima el gas es decir que si nosotros hablamos de él pasó de un sólido a un gas este proceso se llama sublimación soo lee más john sublimaciones cuando pasamos de sonido a gas y eso es lo que es el hielo seco cuando tú ves no ves un hielo seco líquido o no ve esa impresión es estándar a dios ya carbono en estado líquido de hecho para obtener dióxido de carbono en estado líquido necesita conseguir estar por encima de las cinco atmósferas es decir cinco veces por encima de la presión atmosférica al nivel del mar en la tierra y realmente no vas a ver eso en condiciones naturales la tierra podrías ver esto tal vez no sé en júpiter o saturno donde tiene expresiones muy grandes por la gravedad y toda la atmósfera por encima de ti en realidad no xinhua peter haya dióxido de carbono pero probablemente podrías ver esto en algún otro planeta enormemente masivo que sea un gigante gaseoso pero bueno en la tierra este proceso es llamado su clima acción va directamente de sólido a gas y es algo que puedes ver con el hielo seco ahora quiero que veas dos puntos muy interesantes por aquí que seguramente ya los habrán notado el primero es este punto de aquí que si te das cuenta es un punto triple porque al menos en este caso el dióxido de carbono a 5.1 una atmósfera es decir más o menos justo por aquí y a una temperatura de menos 56 grados celsius ok tenemos este punto en donde el dióxido de carbono está en un estado de equilibrio entre el hielo el líquido y el gas es decir es un poco de estos tres empujadas en una dirección u otra es decir puede empujar la presión la temperatura irá en alguna de estas direcciones del mismo modo para el agua tenemos un punto triple han dejado subir un poco esto tenemos un punto triple justo aquí tenemos un punto triple con una presión mucho más baja a la que estamos acostumbrados a tratar esto es puntos 611 kilo pascales o simple y sencillamente 611 pascales lo cual es 5 sobre 1.000 atmósferas 5 milésimos atmósferas es decir que si vas a 0.005 de una atmósfera y vas un poco más arriba de 0 grados celsius un poquito más estás en el punto triple del agua donde el agua puede tomar cualquiera de estos tres estados sino en pocas sólo en una u otra dirección ahora el otro punto importante que tenemos es justo este a kim este de aquí es el punto crítico porque si nosotros aumentamos más la temperatura más allá del punto crítico o subimos la presión más allá del punto crítico antes de poner que esté aquí es mi punto crítico punto ok crítico green ti con y este punto crítico si pasamos más allá de este punto entonces estamos tratando con un fluido supercrítico así que encima de esto tenemos un han fluido supercrítico nosotros digamos por ejemplo aquí en el caso del dióxido de carbono aquí también tenemos este punto y si nosotros pasamos a aumentamos la temperatura o la presión bueno pues vamos a llegar a tener un fluido you y don't supercrítico súper ok crítico cri tico y bueno que es un fluido supercrítico bueno si te das cuenta tenemos una temperatura y una presión muy altas es la temperatura tan alta que bueno quiere ser un gas pero también tenemos una presión tan alta que quiere ser también un líquido y por lo tanto es un poco de ambas de hecho en el caso del agua si nosotros sufrimos un poco de nuevo esta pantalla con nosotros tenemos un fluido supercrítico es decir agua supercrítica ésta es usada como solvente porque puedes imaginar que tenemos un poco como el agua líquida en la cual las cosas se pueden resolver pero también estamos a una temperatura tan alta que puede difundirse en sólidos lo que es realmente bueno para conseguir lo que sea que queramos limpiar y bueno de alguna manera estamos hablando de fluidos supercríticos que es algo de lo cual sería bastante interesante pensar como sea quiero enseñarte estos diagramas de fase iii que recuerda es que todo lo que hemos hecho hasta ahorita tenía la presión constante sólo cambia la temperatura pero ahora también puedes verlo desde la otra forma si estoy por ejemplo no sean aquí a 110 grados celsius ok y nos vamos aquí al nivel del mar bueno nosotros sabemos qué es lo que pasa justo en este punto nosotros tenemos agua en vapor pero ahora imagínate que nosotros aumentamos y aumentamos y aumentamos y aumentamos la presión no se imaginan que estamos no sé en un hoyo o entramos en el océano o lo que sea no ocurra entonces esta agua se va a condensar de nuevo en un líquido aunque estemos haciendo 10 grados centígrados si yo si el experimento no sea justo por aquí y entonces empezamos en este punto y aumentamos la presión entonces vamos a pasar de gas a sólido y de hecho en este momento tendríamos una sublimación inversa a lo cual se le conoce con el nombre de deposición lo que quiere decir que vamos a ir directamente de gas ha solido suena impresionante no bueno así que estos son los diagramas ordenados que te dicen mucho sobre las diferentes sustancias y te dicen que pasa por la presión o la temperatura cambia