¿Cambia la cantidad de sustancia si cambia el estado de la materia?

Answer 1

Depende de lo que entiendas por “la cantidad de la sustancia”.

Tres posibles interpretaciones (puede haber más):
. El número de átomos no cambiará en absoluto.
. El volumen puede cambiar notablemente.
. La interpretación más común de “cantidad de un material” sería su masa. Esto también cambiará, por el equivalente en masa del calor latente. Esa es una cantidad muy pequeña de hecho, y no suele ser medible; Pero es un cambio genuino.

Considere (por ejemplo) la fusión del hielo. El volumen se reducirá en aproximadamente un 8%.
El calor latente es de aproximadamente 334 kJ / kg. La fusión aumentará la masa de un kg de hielo en aproximadamente 334kJ / c ^ 2 = 334E3kg.m ^ 2 / s ^ 2 / (3E8m / s) ^ 2, o 3.72E-12 kg.
Nota: los detalles de cálculo se agregaron después de la publicación original, ya que aparentemente causaron dificultades

Se trata de una parte en 270 mil millones. Así que el agua es más pesada que el hielo, pero no por mucho. Como comparación, este cambio es aproximadamente 500 veces más pequeño que la discrepancia entre las masas de las copias mejor emparejadas del “prototipo” estándar internacional de kilogramos. (Referencia BIPM – IPK)

Answer 2

Como han señalado otros, la cantidad de sustancia es ambigua, puede significar volumen (la cantidad de espacio que ocupa, como 2 litros de agua), masa (la resistencia de un cuerpo a la aceleración, lo que puede equilibrar en una escala, etc. dos kilogramos de agua) o el número de partes constituyentes (átomos o moléculas, como 2 moles [[math] 6.02214078 × 10 ^ {23} [/ math]] de moléculas de agua).

El número (cantidad) de átomos o moléculas constituyentes de una sustancia no cambia cuando cambia de estado.

Sin embargo, los enlaces entre esas partes constituyentes son diferentes en diferentes estados, por lo tanto, el volumen a menudo cambia drásticamente en diferentes estados. Como se menciona normalmente, la forma sólida de una sustancia es más compacta que el estado líquido, pero la estructura cristalina del agua es en realidad un poco menos compacta que el estado líquido, extendiendo ligeramente las moléculas.

Para la mayoría de los propósitos, la masa básicamente permanece igual que una sustancia cambia de estado. Sin embargo, técnicamente el cambio en los enlaces también es un cambio en la cantidad de energía almacenada en la sustancia. Esta energía potencial en realidad contribuye con una cantidad muy pequeña a su masa efectiva (bueno [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ math]). Así, por ejemplo, cuando el agua se congela en hielo, las moléculas de H2O forman enlaces más estables, pero este es en realidad un estado de menor energía, por lo que el hielo libera energía a medida que se congela, el calor latente de la fusión. Por lo tanto, el hielo es más ligero solo por el bit más pequeño por molécula después de la congelación, pero en el orden de cada kilogramo de agua pierde [matemáticas] 4 × 10 ^ {- 12} [/ matemáticas] de un kilogramo, por lo que nunca notará la diferencia Incluso considerando como toda el agua en la tierra. Como se mencionó en el comentario, este efecto de energía es reverenciado cuando el cambio se produce de otra manera, por lo que se necesita energía para derretir el hielo por encima y más allá de lo que se requiere para calentarlo más allá del punto de fusión. Cualquier cambio de estado (cambio de fase) tendrá un calor latente asociado y eso es lo que indica los requisitos de energía (o liberación) de un cambio de fase. Además, técnicamente a medida que calienta una sustancia, hay más energía almacenada en ella y, por lo tanto, debe volverse un poco más masiva a medida que se calienta, de nuevo, para la mayoría de los propósitos, no podríamos detectarla, por lo que podemos ignorar este cambio.

Note que en mi respuesta original logré obtener el calor latente de la fusión exactamente hacia atrás. Después del comentario de Hedley Rokos, actualicé para corregir eso. Espero que ahora sea más preciso.

Answer 3

Conservación de la energía: La energía no se puede crear ni destruir, solo se puede transferir.

Ahora, aplique lo mismo a la materia / masa.

Curiosamente, el agua es más pesada como líquido que como sólido para un volumen dado. Una de las pocas sustancias que esto produce.

Answer 4

Cualquier cosa que tenga masa y ocupe espacio en cualquiera de sus estados es materia. La sustancia es una muestra de materia cuyas propiedades físicas y químicas son las mismas en toda la muestra. La cantidad es una cantidad de algo, por lo tanto, si está tomando agua como su tema, su sustancia de agua sería una muestra de ella, y para compararlos, la materia y la muestra (sustancia), tendría que tener ambas en el mismo estado Habiéndolos comparado así, la cantidad de sustancia no cambia en comparación con la materia.

Answer 5

No. Si tienes una materia sólida con masa M y volumen V, entonces su densidad d = M / V
Si V cambia debido al cambio en el estado de la materia, el volumen cambiará, por lo que d cambia. Pero M mantiene el sme.

Answer 6

No, no lo hace.

Answer 7

No a menos que derrame un poco.