La
evaporación de un líquido o la fusión de un sólido son procesos que en física
se denominan transiciones de fase. La
principal característica de estos fenómenos es su irregularidad. Las
transiciones se producen “a saltos”.
No se trata de procesos continuos, sino discretos.
Por ejemplo, al calentar el hielo, su estado termodinámico varía gradualmente
hasta alcanzar la temperatura de 0º C. Justo en ese momento, el hielo comienza
a transformarse bruscamente en agua líquida, una sustancia de propiedades
completamente diferentes.
Los
intervalos entre los cuales se producen estos cambios, se denominan fases de la materia. A menudo, en el
lenguaje común, tendemos a confundir las fases con los estados
de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso. También
-y esto es más preocupante-, incluso entre personas con formación en ciencias,
tienden a confundirse ambos conceptos. El concepto de fase es más amplio que el
de estado de agregación, ya que pueden
coexistir diferentes fases dentro de un mismo estado de agregación.
Conviene subrayar que al hablar del sólido como de un estado especial de la
materia (diferente del líquido) se tiene en cuenta solamente el estado sólido
cristalino. El sólido amorfo, al calentarlo se transforma en líquido
ablandándose gradualmente, sin ningún salto. Por eso el estado sólido amorfo no
es una fase especial de la materia. Del mismo modo, no son distintas fases el
vidrio sólido y el líquido.
El
salto de una fase a otra se produce siempre a una temperatura determinada y una
presión dada. Así, a la presión atmosférica, el hielo comienza a fundirse a 0º
C, y con el calentamiento ulterior la temperatura permanece invariable hasta
que todo el hielo se haya convertido en agua. Durante este proceso coexisten
dos fases en íntimo contacto a la misma temperatura. He aquí un aspecto de la
materia que no deja de asombrarnos: a la temperatura en que se produce un
equilibrio termodinámico entre dos fases, y si no concurren agentes exteriores
(por ejemplo, comunicarle calor exterior), las dos fases en esta precisa
temperatura pueden coexistir indefinidamente. Al variar la presión, varía
también la temperatura de la transición de fase. En otros términos, la
transición de fase tiene lugar según una dependencia determinada entre la
presión y la temperatura de la sustancia. Esta dependencia puede representarse
gráficamente en el llamado diagrama de
fases o de constitución, en cuyos ejes de coordenadas se
expresan los valores de la presión y de la temperatura.
Por
ejemplo, la curva de transición de fase denominada curva
o línea de vapor, determina las condiciones en que el líquido y
el vapor pueden coexistir en equilibrio. La región de la derecha de la curva
corresponde a la fase gaseosa, y la de la izquierda, a la líquida. Fijaos bien
en que los puntos de la propia curva definen las situaciones en las que
coexisten ambas fases. Una curva prodigiosa, como prodigiosa es sin duda la
propia naturaleza y prodigioso el universo físico que nos rodea y en el que nacemos,
vivimos y morimos. Por cierto que en el nacimiento, la vida y la muerte,
encontramos otra perfecta metáfora del equilibrio de fases y sus mágicas
transiciones. El profe Bigotini, se despide por hoy, extasiado en la
contemplación de la elegante curva, la delgada y prodigiosa línea que separa (y
une). Fantástico sendero que elevándose gradualmente, conduce quién sabe a qué
mundos fabulosos. Sigue con él, como hizo la pequeña Dorothy, el camino de
baldosas amarillas.
El
camino más corto entre dos puntos es la línea recta. El más largo es la
diplomacia. Enrique Jardiel Poncela.
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