1r ciclo Presión y cambio de fase en sólidos

[kasio]

Hola, espero que esteis pasando una buenas fiestas. Estaba viendo que en el cambio de fase de líquido a gas la presión toma un papel muy importante, cuando la presión de vapor del líquido se iguala a la atmosférica el líquido ebulle. Y me estaba preguntando que efecto tenía la presión en el punto de fusión. Entonces he buscado algo de información por internet si tenía algo que ver.
Otro día busqué información de por qué los patinadores de hielo patinan sobre el hielo, y la explicación que encontré era que la presión ejercida por las cuchillas hacía que las moléculas del hielo se compactaran favoreciendo así el estado líquido ( ya que el agua líquida ocupa menos espacio que en estado sólido).
¿Al final es cierto que la presión si que influye?, de no ser así ¿por qué no influye?

Gracias y feliz Navidad!

[Alriga]

Re: Presión y cambio de fase en sólidos

"Si alguna vez has tocado una pista de hielo verás que el hielo que hay en ella es sólido y no esta derretido. El hielo se derrite únicamente debajo de nuestros pies permitiéndonos patinar y aquí entran en juego las cuchillas de los patines.

La explicación común dice que la temperatura de congelación del agua es de 0 ºC, pero puede cambiar según la presión que reciba. Se cree que el peso de nuestro cuerpo, concentrado en el filo de la cuchilla, es capaz de aumentar la presión del hielo lo suficiente como para que su punto de congelación sea unos grados menos volviéndose líquido y resbaladizo. Al retirar el patín, la presión vuelve a la normalidad y el hielo vuelve a ser sólido.

Esta explicación razonable ha sido descartada hace poco por el investigador Clifford Swartz de la John Hopkins University, que ha demostrado que no era posible cambiar la temperatura de congelación del agua con sólo la presión del peso de nuestro cuerpo. La auténtica explicación fue dada en el siglo XIX por el físico Michael Faraday. Descubrió que a medida que el agua se vuelve hielo, en la superficie permanece una fina capa de moléculas de agua que es la que provoca que el hielo resbale. Esta capa desaparece cuando el hielo alcanza los -10 ºC y se vuelve completamente sólido.

En la pista de patinaje, el hielo permanece a aproximadamente -10ºC, en los límites de la formación de la capa. La cuchilla concentra todo nuestro peso y fricciona con el hielo sólido, aumentando ligeramente la temperatura del hielo, lo justo para que se forme esa microcapa, pero no lo suficiente como para que todo el hielo se derrita"

Lo leí hace años aquí: ¿Realmente los patines de hielo funcionan porque la presión de las hojas derrite el hielo?

Saludos

[kasio]

Re: Presión y cambio de fase en sólidos

"Si alguna vez has tocado una pista de hielo verás que el hielo que hay en ella es sólido y no esta derretido. El hielo se derrite únicamente debajo de nuestros pies permitiéndonos patinar y aquí entran en juego las cuchillas de los patines.

La explicación común dice que la temperatura de congelación del agua es de 0 ºC, pero puede cambiar según la presión que reciba. Se cree que el peso de nuestro cuerpo, concentrado en el filo de la cuchilla, es capaz de aumentar la presión del hielo lo suficiente como para que su punto de congelación sea unos grados menos volviéndose líquido y resbaladizo. Al retirar el patín, la presión vuelve a la normalidad y el hielo vuelve a ser sólido.

Esta explicación razonable ha sido descartada hace poco por el investigador Clifford Swartz de la John Hopkins University, que ha demostrado que no era posible cambiar la temperatura de congelación del agua con sólo la presión del peso de nuestro cuerpo. La auténtica explicación fue dada en el siglo XIX por el físico Michael Faraday. Descubrió que a medida que el agua se vuelve hielo, en la superficie permanece una fina capa de moléculas de agua que es la que provoca que el hielo resbale. Esta capa desaparece cuando el hielo alcanza los -10 ºC y se vuelve completamente sólido.

En la pista de patinaje, el hielo permanece a aproximadamente -10ºC, en los límites de la formación de la capa. La cuchilla concentra todo nuestro peso y fricciona con el hielo sólido, aumentando ligeramente la temperatura del hielo, lo justo para que se forme esa microcapa, pero no lo suficiente como para que todo el hielo se derrita"

Lo leí hace años aquí: ¿Realmente los patines de hielo funcionan porque la presión de las hojas derrite el hielo?

Saludos

¿Entonces se puede decir que la presión influye en la evaporación del agua líquida porque al tener unos enlaces con unas fuerzas intermoleculares más débiles que en estado sólido, la presión hace que colisionen las moléculas con mayor facilidad( y así subir la temperatura), pero en estado sólido al tener unos enlaces más fijos la presión (o al menos la que puede aplicar una persona) no es suficiente para que haya colisiones entre moléculas y así derretirlos???

[Alriga]

Re: Presión y cambio de fase en sólidos

... la presión (o al menos la que puede aplicar una persona) no es suficiente para que haya colisiones entre moléculas y así derretirlos???

Exacto, mira aquí en el apartado "Aplicación" hace los cálculos: Relación de Clausius-Clapeyron

También es interesante este artículo: ¿Por qué NO resbalamos en el hielo?

Saludos.

[kasio]

Re: Presión y cambio de fase en sólidos

Exacto, mira aquí en el apartado "Aplicación" hace los cálculos: Relación de Clausius-Clapeyron

Saludos.

Siento ser tan pesado, pero es algo que me inquieta. Estoy pensando en la relación que existe entre el peso de una, la presión ejercida sobre el hielo y su incremento de temperatura. Voy a poner lo que pienso a ver si te parece si está bien el planteamiento:

Vale, yo peso (por ejemplo) 80 Kg que eso equivale a una determinada fuerza. Si quiero saber la presión que ejerzo sobre el hielo tengo que dividir ese peso por la superficie que ocupan mis pies (o botas porque se ajusta al tamaño de mis pies). Esa presión es fija porque está sujeta a mi anatomía.
Ahora bien, como voy a patinar sobre hielo necesito unas cuchillas que estén bajo mis botas, como las cuchillas son de pequeña superficie, el producto de esa superficie por mi presión dará un número pequeño en comparación con mi peso.
Esta fuerza que ejercen las cuchillas con el suelo multiplicado por un coeficiente de rozamiento entre el hielo y el acero, multiplicado por mi masa, por la aceleración a la que me deslizo y por la distancia que recorro ( multiplico por la distancia porque quiero obtener unidades de energía, N·m=J).
De aquí obtenemos una energía determinada. Ahora para saber cual es la temperatura final debido al rozamiento igualamos esa energía a la variación de la energía interna del hielo, nos podemos valer de unas tablas de propiedades termodinámicas del agua. Vemos la energía interna (U1) a la temperatura inicial. Sumando U1 a la energía calculada conseguimos U2. Miramos en la tabla a que T corresponde y ya conocemos la variación de T.
¿Qué opinas, te parece que está bien planteado?

Un saludo!