Fisica

1. Estados de agregación de elásticidad
La materia puede presentarse en tres formas distintas llamadas fases o estados, con características diferentes: fase Sólida, fase Líquida, fase Gaseosa; En física yquímica se observa que, para cualquier cuerpo o estado material, modificando las condiciones de temperatura y/o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases de agregación, denominados estados de agregación de la materia, relacionadas con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que constituyen la materia.
Estado sólido
Manteniendo constante la presión, a baja temperatura, los cuerpos se presentan en forma sólida y los átomos se encuentran entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas, lo que confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son, por tanto, agregados generalmente como duros y resistentes. En el sólido hay que rescatar que las Fuerzas de Atracción son mayores que las Fuerzas de Repulsión y que la presencia de pequeños espacios intermoleculares caracterizan a los sólidos dando paso a la intervención de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una forma geométrica. El estado sólido presenta las siguientes características:

• Forma y volumen definidos

• Cohesión (atracción)

• Vibración

• Tienen forma definida o rígida

• No pueden comprimirse

• Resistentes a fragmentarse

• Poseen volumen definido

• No fluyen

• Algunos de ellos se subliman (yodo)

Véase también: Elasticidad (mecánica de sólidos), fragilidad, y durezaEstado líquido
Si se incrementa la temperatura el sólido va "descomponiéndose" hasta desaparecer la estructura cristalina alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta ligazón entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características:

• Cohesión menor (regular)

• Movimiento energía cinética.

• No poseen forma definida.

• Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.

• En el frío se comprime, excepto el agua.

• Posee fluidez a través de pequeños orificios.

• Puede presentar difusión.

ejem: el agua
Estado gaseoso
Incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Los átomos o moléculas del gas se encuentran virtualmente libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene, aunque con mayor propiedad debería decirse que se distribuye o degrada por todo el espacio disponible. El estado gaseoso presenta las siguientes características:

• Cohesión casi nula.

• Sin forma definida.

• Su volumen solo existe en recipientes que lo contengan.

• Pueden comprimirse fácilmente.

Plasma
Al plasma se le llama a veces «el cuarto estado de la materia», además de los tres «clásicos», sólido, líquido y gas. Es un estado en el que los átomos se han roto, y este queda formado por electrones e iones positivos (átomos que han perdido electrones y que están moviéndose libremente).
En la baja atmósfera, cualquier átomo que pierde un electrón (cuando es alcanzado por una partícula cósmica rápida) lo recupera pronto o atrapa otro. Pero a altas temperaturas, como en el Sol, es muy diferente. Cuanto más caliente está el gas, más rápido se mueven sus moléculas y átomos, y a muy altas temperaturas las colisiones entre estos átomos, moviéndose muy rápido, son suficientemente violentas para liberar los electrones. En la atmósfera solar, una gran parte de los átomos están permanentemente «ionizados» por estas colisiones y el gas se comporta como un plasma.
A diferencia de los gases fríos (p.e., el aire a temperatura ambiente), los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los campos magnéticos. La lámpara fluorescente, muy usada en el hogar y en el trabajo, contiene plasma (su componente principal es vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la línea de fuerza a la que está conectada la lámpara. La línea, positivo eléctricamente un extremo y negativo otro, causa que los iones positivos se aceleren hacia el extremo negativo, y que los electrones negativos vayan hacia el extremo positivo. Las partículas aceleradas ganan energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones adicionales y mantienen el plasma, aunque se recombinen partículas. Las colisiones también hacen que los átomos emitan luz y esta forma de luz es más eficiente que las lámparas tradicionales. Los letreros de neón y las luces urbanas funcionan por un principio similar y también se usa(ro)n en electrónica.
Importante plasma en la naturaleza es la ionosfera (70-80 km encima de la superficie terrestre). Aquí los electrones son expulsados de los átomos por la luz solar de corta longitud de onda, desde laultravioleta hasta los rayos X: no se recombinan fácilmente debido a que la atmósfera se rarifica más a mayores altitudes y no son frecuentes las colisiones. La parte inferior de la ionosfera, la «capa D» (70-90 km), aún tiene suficientes colisiones para desaparecer después de la puesta del sol. Entonces se combinan los iones y los electrones, mientras que la ausencia de luz solar no los vuelve a producir. Esta capa se reestablece después del amanecer. Por encima de los 200 km las colisiones son tan infrecuentes que la ionosfera prosigue día y noche.
Otros estados de la materiaExisten otros posibles estados de la materia; algunos de estos sólo existen bajo condiciones extremas, como en el interior de estrellas muertas, o en el comienzo del universo después del Big Bang o gran explosión:

• Fluidos supercríticos

• Coloide

• Superfluido

• Supersólido

• Materia degenerada

• Neutronio

• Materia fuertemente simétrica

• Materia débilmente simétrica

• Condensado fermiónico

• Plasma de quarks-gluones

• Materia extraña o materia de quarks

Cambios de estado
Los cambios de estado descriptos también se producen si se incrementa la presión manteniendo constante la temperatura. Así, el hielo de las pistas se funde por la presión ejercida por el peso de los patinadores. Esta agua sirve de lubricante, permitiendo el suave deslizamiento de los patinadores.
Para cada elemento o compuesto químico existen determinadas condiciones de presión y temperatura a las que se producen los cambios de estado, debiendo interpretarse, cuando se hace referencia únicamente a la temperatura de cambio de estado, que ésta se refiere a la presión de la atm. (la presión atmosférica). De este modo, en "condiciones normales" (presión atmosférica, 20 ºC) hay compuestos tanto en estado sólido como líquido y gaseoso (S, L y G).
Los procesos en los que una sustancia cambia de estado son: la sublimación (S-G), la evaporización (L-G), la condensación (G-L), y la fusión (L-S), y la sublimación inversa (G-S).






2. hidrostatica
El principio fundamental de la hidrostática establece que la presión en un punto del interior de un fluido (presión hidrostática) es directamente proporcional a su densidad, a la profundidad que se encuentre dicho punto y a la gravedad del sitio en el que se encuentre el fluido.
P=d⋅g⋅hdonde:

• P es la presión en un punto del fluido.

• d es la densidad del fluido

• g es la gravedad del lugar donde se encuentre el fluido.

• h es la profundidad.

Un buceador desciende a 10 metros de profundidad en el mar. ¿Cuál es la presión que está soportando, si la densidad del agua del mar es 1025 kg/m3?

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Solución
Datosh = 10 m
dmar = 1025 kg/m3g = 9.8 m/s2ResoluciónSegún el principio fundamental de la hidrostática, la presión en un punto de un fluido con densidad d, situado a una profundidad h, se calcula mediante la siguiente expresión:
P=d⋅h⋅g
Sustituyendo en la ecuación los datos que nos han proporcionado en el problema, el buceador estará soportando:
P=1025 kg/m3⋅10 m⋅9.8 m/s2⇒P = 100450 Pa
presión

La materia ordinaria se presenta en alguno de los tres estados siguientes: sólido, líquido o gaseoso. Existe un cuarto estado de la materia denominado plasma que es esencialmente un gas ionizado con igual número de cargas positivas que negativas.
Un sólido cristalino es aquél que tiene una estructura periódica y ordenada, como consecuencia, tiene una forma que no cambia, salvo por la acción de fuerzas externas. Cuando se aumenta la temperatura, los sólidos se funden y cambian al estado líquido. Las moléculas ya no permanecen en posiciones fijas, aunque las interacciones entre ellas sigue siendo suficientemente grande para que el líquido pueda cambiar de forma sin cambiar apreciablemente de volumen, adaptándose al recipiente que lo contiene.
En el estado gaseoso, las moléculas están en continuo movimiento y la interacción entre ellas es muy débil. Las interacciones tienen lugar, cuando las moléculas chocan entre sí. Un gas se adapta al recipiente que lo contiene pero trata de ocupar todo el espacio disponible.
En este capítulo, se estudiarán los denominados fluidos ideales o perfectos, aquellos que se pueden desplazar sin que presenten resistencia alguna. Posteriormente, estudiaremos los fluidos reales, aquellos que presentan cierta resistencia al fluir. La dinámica de fluidos es muy compleja, sobre todo si se presentan los denominados vórtices o torbellinos.
3. presión hidrostatica
La presión hidrostática es un tipo de presión debida al peso de un fluido en reposo, en éste la única presión existente es la presión hidrostática. En un fluido en movimiento además puede aparecer una presión hidrodinámica relacionada con la velocidad del fluido.
Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies.
La presión hidrostática, por lo tanto, da cuenta de la presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido.
El fluido genera presión sobre el fondo, los laterales del recipiente y sobre la superficie del objeto introducido en él. Dicha presión hidrostática, con el fluido en estado de reposo, provoca una fuerzaperpendicular a las paredes del envase o a la superficie del objeto.
El peso ejercido por el líquido sube a medida que se incrementa la profundidad. La presión hidrostática es directamente proporcional al valor de la gravedad, la densidad del líquido y la profundidad a la que se encuentra


presión hidraulica
Dentro de la rama de la física encontramos la hidráulica, que es la ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos en función de sus propiedades específicas. Es decir, estudia las propiedades mecánicas de los líquidos dependiendo de las fuerzas a que pueden ser sometidos. 
Las propiedades específicas de los fluídos son:
- Carencia de forma propia; lo mismo que los gases, los líquidos adquieren la forma del recipiente que los contiene y el trabajo exigido para tal menester es muy pequeño.
- Incompresibilidad; contrariamente a los gases, los líquidos son prácticamente incompresibles, por lo que una pequeña variación de volumen produce un notable salto de presión.
El principio de Pascal o ley de Pascal es una de las leyes básicas de la hidráulica. Según este principio tenemos que:
"La presión ejercida por un fluido incomprensible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido."
La prensa hidráulica constituye una aplicación del principio de Pascal: la presión ejercida por el peso de 1 kg sobre una superficie está en condiciones, por ejemplo, de equilibrar la acción de un peso de 10 kg que actúa en una superficie 10 veces mayor. El trabajo realizado por los 2 émbolos permanece constante.
4.  Densidad y peso especifico empuje
Cuando se sumerge un cuerpo en un líquido parece que pesara menos. Lo podemos sentir  cuando nos sumergimos en una piscina, o cuando tomamos algo por debajo del agua, los objetos parecieran que pesan menos. Esto es debido a que, todo cuerpo sumergido recibe una fuerza de abajo hacia arriba.
Cuando en un vaso lleno de agua sumergimos un objeto, podemos ver que el nivel del líquido sube y se derrama cierta cantidad de líquido. Se puede decir que un cuerpo que flota desplaza parte del agua.

El líquido ejerce fuerza hacia arriba.

Arquímedes, quien era un notable matemático y científico griego, se percató de estas conclusiones mientras se bañaba en una tina, al comprobar cómo el agua se desbordaba y se derramaba, y postuló la siguiente ley que lleva su nombre:
Principio de Arquímedes
Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe un empuje, de abajo hacia arriba, igual al peso del líquido desalojado.
Cuerpos sumergidos
Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, que es vertical y hacia abajo y el empuje que es vertical pero hacia arriba.
Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer su peso específico, que es igual a su peso dividido por su volumen.
Entonces, se pueden producir tres casos:
1.     si el peso es mayor que el empuje ( P > E ), el cuerpo se hunde. Es decir, el peso específico del cuerpo es mayor al del líquido.
2.     si el peso es igual que el empuje ( P = E ), el cuerpo no se hunde ni emerge. El peso específico del cuerpo es igual al del líquido.
3. Si el peso es menor que el empuje ( P < E ), el cuerpo flota. El peso específico del cuerpo es menor al del líquido.

Cuerpos sumergidos: tres casos.

Ejemplo, con un caso práctico: ¿por qué los barcos no se hunden? Los barcos no se hunden porque su peso específico es menor al peso específico del agua, por lo que se produce un empuje mayor que mantiene el barco a flote.
Esto a pesar de que el hierro o acero con que están hechos generalmente los barcos es de peso específico mayor al del agua y se hunde (un pedazo de hierro en el agua se va al fondo), pero si consideramos todas las partes del barco incluyendo los compartimientos vacíos, el peso específico general del barco disminuye y es menor al del agua, lo que hace que éste se mantenga a flote.
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