3 Estados de la Materia: Sólido – Líquido – Gaseoso

La materia está formada por moléculas, estas están formadas por átomos; es todo aquel que tiene masa y ocupa un espacio determinado durante un tiempo determinado. En el universo, la materia existe en tres estados diferentes: sólido, líquido y gaseoso.  

La física moderna nos dice que la materia tiene un cuarto estado llamado plasma. Argumentaremos que este estado es más bien un proceso intermedio mediante el cual la materia se transforma en energía, y puede entenderse al mismo tiempo como un estado de materia o energía radiante.

Grados de cohesión de moléculas
A nivel de lo que es real para nosotros, accesible a nuestros cinco sentidos, cada uno de los tres estados parece presentar la materia como si fuera otra realidad, ya que, en cada uno de estos estados, la materia cambia radicalmente de forma, textura, color, tamaño y volumen, siendo examinada por algunos sentidos y no por otros; Por ejemplo, en estado gaseoso, la materia es invisible pero puede ser examinada por el olfato o el tacto; Sin embargo, a nivel microscopio y no sensorial, la diferencia entre los tres estados en los que se encuentra la materia radica únicamente en el grado de cohesión de las moléculas que la componen. 

Por lo tanto, no hay ningún cambio cualitativo en el paso de la materia de un estado a otro, como parece ocurrir a nivel sensorial. "Las apariencias engañan", dice el proverbio, nuestros sentidos nos engañan porque no están preparados para captar la verdadera dimensión de la realidad. La verdad de las cosas a menudo no es accesible para los cinco sentidos. En el caso de los estados de la materia, la verdad incluso parece mucho más simple de lo que nuestros sentidos nos permiten prever. 

La diferencia entre los estados de la materia depende únicamente del grado o nivel de cohesión, agregación u organización de las moléculas que componen la materia. Lo que diferencia un estado físico de otro es la forma en que las moléculas están organizadas, más cerca o más alejadas unas de otras, más o menos cohesivas o agregadas. Por lo tanto, los estados físicos de la materia también pueden llamarse grados de cohesión de las moléculas.

En estado sólido, las moléculas que componen la materia tienen un alto grado de cohesión. Por eso tienen su propia forma fija y un volumen constante y fijo también. Por otro lado, en este estado, las moléculas tienen un bajo nivel de movimiento y libertad entre sí. El potencial de energía cinética en este estado se reduce considerablemente.

En estado líquido, la cohesión entre las moléculas es menor porque están más libres y están más alejadas entre sí. Como son más libres, el movimiento también es mayor que en el estado sólido donde, como hemos visto, el movimiento es casi nulo. - Por lo tanto, la materia en este estado no tiene una forma definida, se adapta y adquiere la forma del recipiente que la contiene.

El volumen también es constante, es decir, el espacio que ocupa el líquido es fijo, siempre ocupando el mismo espacio, independientemente del recipiente donde se encuentre; por tanto, no varía según el espacio que ocupe. Dada la libertad de movimiento que tienen las moléculas en este estado, el potencial de energía cinética supera al del estado sólido.

En estado gaseoso, la dispersión o falta de cohesión entre las moléculas es incluso mayor que en estado líquido: prácticamente no hay agregación, por lo que el movimiento es muy alto. Hay mucho espacio vacío entre las moléculas, lo que hace que se muevan libremente. La forma respeta el contenedor que la contiene o es informe en un espacio abierto ilimitado. 

El volumen también varía, ya que el gas tiende fuertemente a expandirse. Como las moléculas se mueven con facilidad, el potencial de energía cinética también es muy alto, superando al estado sólido y también al estado líquido.

Plasma 
Popularmente se considera el cuarto estado físico de la materia, aunque esto es debatible... No es un estado radicalmente diferente como los otros tres estados, no es una forma alternativa de ser y ser de la materia en el espacio, radicalmente diferente de los tres estados que conocemos, ya que es un gas; es decir, permanecemos dentro del estado gaseoso de la materia. 

Sin embargo, es un gas con una particularidad diferente lo que lo hace único. Está sometido a altas temperaturas, lo que provoca que los electrones salgan disparados de sus electrosferas, es decir, ya no orbitan los núcleos respectivos dentro del átomo, coexistiendo con ellos sin estar unidos a ellos como estaban; por lo tanto, la materia o el gas en este estado liberan luz radiante. Por tanto, el plasma es un gas con carga eléctrica.

Como hemos visto, la diferencia entre los tres estados de la materia es el mayor o menor grado de cohesión de las moléculas entre sí. En el caso del plasma, no es el grado de cohesión lo que está en juego, porque es un gas como cualquier otro y, en este sentido, el grado de cohesión es mínimo; Lo que realmente está en juego es la composición de este gas. Por lo tanto, el plasma es un tipo de gas compuesto por moléculas en las que los electrones viven sueltos y disociados de sus núcleos.

Además de ser un gas con propiedades especiales, también es cuestionable si debe considerarse materia o energía. El plasma sería el momento en que la materia se transforma en energía, se enciende, se transforma en luz y calor. El plasma es materia que quema materia, es la fusión nuclear que ocurre dentro de las estrellas. 

El agua líquida hirviendo sigue siendo la misma agua líquida. Sin embargo, debido a que está siendo sometida a un aumento considerable de temperatura, ya está en proceso de cambiar a un estado gaseoso. De la misma manera, el plasma es un gas que, al estar sometido a altas temperaturas, hace que los electrones se liberen de la órbita de sus núcleos y emitan luz radiante, es decir, se transforma en energía, dejando de ser materia para convertirse en energía. El vapor que resulta de la ebullición del agua líquida también es un gas visible, como el plasma, antes de desaparecer en el aire. ¿Podríamos llamarlo plasma mientras es visible porque está más caliente que el aire circundante?

El sol y las estrellas están formados básicamente por plasma, ya que esta es la única forma de alcanzar la temperatura necesaria: 84 000ºC. Ya no se trata de un grado mayor o menor de cohesión de las moléculas: es algo cualitativamente diferente. Es materia en forma de gas, sometida a una presión tan alta que explota y se enciende. 

La mayor parte de la materia en el universo existe en forma de plasma, es decir, en forma de energía. En nuestro planeta, el efecto de plasma puede verse de forma natural en los rayos de una tormenta y en la aurora boreal; artificialmente, en luces fluorescentes porque los televisores de plasma, al consumir mucha energía, desaparecieron.

Auroras Boreales
Son consecuencia de tormentas solares. El sol actúa como si fuera una central nuclear, con la única diferencia de que en las centrales nucleares que conocemos ocurre fisión, es decir, el núcleo del átomo de uranio se rompe con la consiguiente liberación de energía y residuos radiactivos que crea un problema ecológico.

En la central nuclear llamada sol, como en cualquier otra estrella, la energía se genera por fusión y no produce residuos ni subproductos radiactivos. Dentro del sol, la temperatura es de 14 millones de grados; A esta temperatura, los átomos de hidrógeno se fusionan, creando un nuevo gas: el helio. Esta reacción nuclear crea energía que se irradia hacia fuera desde el centro del sol. 

Las corrientes de gas cargado eléctricamente, y por tanto radiante o luminoso, que viajan desde el interior del sol hasta su periferia, crean campos magnéticos dentro del sol. En algunos lugares, cuando estos campos magnéticos son muy fuertes, se abren paso hacia la superficie del sol. Cuando llegan a la superficie, se enfrían y crean espacios vacíos dentro de sí mismos. El plasma arrastra el campo magnético fuera del sol, como si fuera una goma elástica que finalmente se rompe, separándose del sol y viajando por el espacio. Millones de toneladas de plasma, es decir, gas en llamas, viajan libremente por el espacio. 

El fenómeno se conoce como tormenta solar. Esta nube de gas viaja por el espacio a una velocidad de 8 millones de km por hora, así que tras 6 horas pasa junto al planeta Mercurio, después de 12 horas, pasa junto al planeta Venus y, finalmente, después de 18, la tormenta solar llega a nuestro planeta. Cuando llega aquí, la Tierra se defiende con su escudo magnético invisible, desviando la tormenta que abraza nuestro planeta desde los polos, creando el efecto aurora boreal en la cara que mira hacia el sol, pero que no es muy visible porque es de día.  Al pasar al otro lado, crea la aurora boreal en la cara oscura del polo, que es la más visible.

Relámpagos y truenos
El rayo es una descarga eléctrica natural de alto voltaje, seguida del sonido del trueno. Todo esto ocurre dentro de las nubes. Cuando los cruzamos en un avión parecen inocentes, inocuos y neutrales, pero dentro ocurren muchas cosas.

El agua y el hielo se mueven libremente dentro de una nube. Este movimiento es causado tanto por corrientes ascendentes de aire caliente como por la fuerza descendente de la gravedad. Así como el roce de cualquier objeto genera energía estática, la fricción entre las partículas de agua y hielo causada por las corrientes de aire caliente ascendente y la gravedad descendente otorga cargas eléctricas a las partículas. Las cargas positivas suben, las negativas hacia abajo. 

Existen dos tipos de descarga eléctrica: dentro de una nube y entre una nube y el suelo. La mayoría de las descargas eléctricas suelen producirse dentro de las nubes. Un canal precursor de la descarga aparece en el núcleo negativo de la parte inferior de la nube y sube, donde normalmente se concentran las cargas positivas y se produce la descarga. 

El origen del rayo entre la nube y el suelo comienza con pequeñas descargas eléctricas dentro de la nube: estas descargas liberan electrones que comienzan a descender abruptamente hacia el suelo. Esta búsqueda de una conexión con la tierra es demasiado rápida y débil para verse a simple vista. Cuando los electrones se acercan a la tierra, atraen otra descarga eléctrica de carga opuesta, llamada descarga de conexión; Es la unión de estas dos descargas la que da lugar al rayo que vemos.

El trueno
El rayo cae a 20.000 grados Celsius, calentando y levantando instantáneamente el aire por el que pasa en su camino hacia el suelo. El aire que se calienta repentinamente en tan poco tiempo provoca una ola de choque, es decir, una explosión, provocando el trueno que escuchamos mucho después de ver el rayo. Esto se debe a que el trueno es consecuencia del rayo, y segundo, porque la velocidad del sonido —300 m por segundo— es mucho menor que la velocidad de la luz —300 millones de metros por segundo.

Hechos acerca de la tormenta

• En todo el mundo, hay unas 2.000 tormentas eléctricas cada día, lo que corresponde a más de 8 millones de rayos 
• Cada rayo mide aproximadamente 6 km por 1 centímetro de diámetro
• La descarga eléctrica de un rayo varía entre 100 millones y mil millones de voltios y sería suficiente para iluminar una ciudad de 200.000 habitantes durante un minuto.

Consideraciones filosóficas sobre los estados de la materia
Entendemos que todos los campos de la realidad están regidos por las mismas leyes; es decir, las mismas leyes que rigen el macrocosmos también lo ribieren. Esta es la base de la metáfora que indica que lo que ocurre en un determinado campo de la realidad tiene su correspondencia con todos los demás campos. 

La ontogénesis recapitula la filogénesis; La historia de la vida y su evolución se recapitulan en cada individuo que llega a este mundo. Desde la concepción hasta el nacimiento, la historia de la vida en nuestro planeta se recapitula, desde el primer ser unicelular hasta la aparición del ser humano. Desde el nacimiento de un bebé hasta que el bebé es autoconsciente, repasa la evolución de la humanidad desde que apareció hace cinco millones de años en el Valle del Rift, hasta ser consciente de sí misma tras aprender a caminar y hablar.

Podemos ver una correspondencia perfecta entre la organización y el grado de cohesión de las moléculas en los diferentes estados de la materia y la organización y grado de cohesión de los individuos en los distintos sistemas políticos.

Estado sólido - Comunismos norcoreanos
El estado sólido se caracteriza por el bajo movimiento de moléculas y por la máxima cohesión: el antiguo comunismo soviético. En cierto modo, la China actual y especialmente Corea del Norte, donde los individuos no disfrutan de libertad y donde la cohesión es un valor absoluto, ilustran bien este estado, no solo por la forma en que sus tropas marchan. Se caracterizan por la falta de libertad, siendo la igualdad su único valor. Es un sistema político tan rígido como el estado sólido de la materia. La falta de libertad significa que la sociedad no crece, no produce riqueza. Sin embargo, la poca riqueza que existe está mejor distribuida que en los países capitalistas.

Estado gaseoso – Capitalismo liberal de los Estados Unidos
El estado gaseoso de la materia se caracteriza por la absoluta libertad de moléculas y una cohesión mínima. El estado gaseoso es para el sólido lo que Corea del Norte es para Estados Unidos; en el capitalismo liberal estadounidense, el valor fundamental es la libertad en todos los niveles. 

Aquí reina la ley de la selva o la supervivencia del más apto: los más dotados viven bien y son ricos, los menos dotados quedan atrás. La cohesión es mínima y todo el nacionalismo estadounidense se centra en el culto a la bandera, ya que el Estado en sí no da nada a sus ciudadanos. Aunque los estadounidenses pagan impuestos como en todas las democracias occidentales, reciben poco o nada del Estado: nada está garantizado, nada es gratis, ni siquiera la salud.
 
Estado líquido - Socialismos escandinavos
El estado líquido de la materia es un estado intermedio entre sólido y gaseoso. En este estado, las moléculas no tienen tanta libertad de movimiento como en el estado gaseoso, ni están privadas de movimiento y libertad como en estado sólido.

El tipo de socialismo que existe en los países escandinavos es el "medio virtus" o "in medio veritas" de los sistemas políticos. El objetivo es armonizar los valores de igualdad con libertad, a través de la educación para compartir. En este sentido, la evasión fiscal alcanza el nivel más bajo en estos países. No está mal visto denunciar a alguien que evade a las autoridades fiscales; La calidad de vida en estos países supera a la de cualquier otra democracia occidental.

Plasma – guerra
También para el llamado cuarto estado de la materia podemos encontrar una correspondencia en la sociedad o en el mundo de los vivos. El plasma es materia incandescente que resulta de la órbita de los electrones desde sus electroesferas alrededor de sus núcleos. La guerra es un fenómeno similar: disputar pueblos altera la armonía y el equilibrio existentes. La guerra es plasma, en la que el trueno se representa en bombas y el calor y la destrucción de los rayos en las explosiones de misiles.

Metamorfosis de la materia
Dependiendo de la presión y la temperatura, la materia está en estado sólido, líquido o gaseoso. 

Entre sólido y líquido
Fusión - Paso del estado sólido al estado líquido, mediante calentamiento. A cierta temperatura, las moléculas en estado sólido vibran con tal intensidad que algunas incluso superan la fuerza cohesiva y pasan al estado líquido. Cada sustancia tiene su temperatura característica de fusión a cierta presión. Esta temperatura se llama punto de fusión.

A nivel social, usamos la idea o el concepto de fusión cuando dos realidades similares se fusionan en otra. Vemos esto a nivel de empresas que se fusionan en monopolios, siguiendo el principio de "si no puedes vencer a tu enemigo, únete a él". 

Solidificación – Paso del estado líquido al estado sólido, mediante enfriamiento. Cuando enfrías un cuerpo, sus moléculas vibran menos. A cierta temperatura, las sustancias líquidas se convierten en sólidos porque la fuerza cohesiva aumenta y la agitación molecular disminuye. Esta temperatura, el punto de congelación, es igual a la temperatura del punto de fusión de esa misma sustancia.

A nivel social o humano, el concepto de consolidación se traduce en dar forma a un proyecto, a una empresa, haciéndola más fuerte, más sólida, más contundente.

Entre líquido y gaseoso
Evaporación : paso del estado líquido al estado gaseoso, mediante calentamiento. El líquido absorbe calor y convierte el líquido en vapor. Cuando un líquido se calienta mucho, las moléculas que lo componen empiezan a moverse más rápido. Las moléculas en la superficie del líquido se calientan porque están en contacto más cercano con la fuente de calor. Se mueven tan rápido que despegan, llevándose consigo el calor que han absorbido, de la misma manera que un avión rueda por la pista hasta que se eleva al espacio.  Una vez libres del estado líquido de la materia y al ser más calientes que las moléculas de aire, suben hasta desaparecer, fundiéndose en humedad atmosférica.

Mucho se evapora cuando desaparece el dinero, la gente desaparece y huye.

Condensación : la transición de un estado gaseoso a uno líquido mediante el enfriamiento; por ejemplo, la formación de rocío. Este es el proceso opuesto por el cual —el vapor, al enfriarse, pierde el calor que tenía, haciendo que las moléculas se muevan menos rápido— pierda velocidad y movimiento, hasta que vuelven al estado líquido, con la consiguiente reducción de movimiento y libertad, característica de este estado de la materia.

No hay liquidez, es decir, el dinero no aparece, está invertido, no hay efectivo; El dinero no fluye.

Entre sólido y gaseoso
Sublimación - Paso directo del estado sólido al estado gaseoso (sin pasar por el estado líquido) y viceversa; puede ocurrir calentando o enfriando la materia; Por ejemplo, el hielo seco es dióxido de carbono solidificado.

Esta es una palabra que tiene muchas aplicaciones más allá del cambio de estado entre sólido y gaseoso. La sublimación puede entenderse como el uso cultural de una energía o instinto natural. La transformación del calor en energía mecánica puede entenderse como sublimación; El uso del agua en una presa para producir electricidad, así como el uso del viento para el mismo propósito, pueden entenderse como sublimación. 

Freud utilizó este término en su libro "EL MALESTAR EN LA CIVILIZACIÓN" para decir que la energía sexual o eros puede sublimarse, aprovechando esta energía para fines más culturales. También añadió que San Francisco de Asís fue quien mejor supo sublimar la energía natural de Eros, desviándola de su flujo natural en el acto sexual para convertirla en amor universal. 

P. Jorge Amaro, IMC