Sólidos

Un Sólido es una porción de materia que, al igual que los gases y los líquidos, tiene características definidas.

En Física, es también llamado Cuerpo físico, ya que se encuentra delimitado por sus tres dimensiones principales: Largo, Ancho, Profundidad; y además, es afectado por las leyes físicas.

El Sólido representa a uno de los tres estados fundamentales de la materia: Sólido, Líquido, Gaseoso.

Características y Propiedades de un Sólido

Un Sólido va a tener magnitudes y características que lo van a definir como único en el universo, y que van a indicar cómo va a interactuar con las leyes físicas de su entorno y con otros tipos de materia.

Morfología

Dependiendo de la estructura atómica o molecular del sólido, éste puede ser de dos naturalezas: Cristalino o Amorfo.

Un sólido cristalino es aquel cuyas partículas están ordenadas y compactas, formando una estructura interna geométricamente regular y uniforme. Cuando se rompe un sólido cristalino, quedan como resultado fragmentos con formas regulares y repetitivas, a veces cúbicas, a veces piramidales. Ejemplos de sólidos cristalinos son el Cloruro de Sodio (NaCl), la Pirita o Sulfuro Ferroso (FeS).

Un sólido amorfo es aquel cuya estructura interna está formada por partículas cuyas uniones no establecen un orden. Al romperse estos sólidos, se crean muchos trozos irregulares. Ejemplos de sólidos amorfos son el vidrio y la madera.

Masa y Peso

La Masa de un sólido es la cantidad de materia que éste contiene. Cuando la aceleración de la gravedad actúa sobre esa masa, se determinará la fuerza que ésta ejerce. A esta fuerza que se proyectará sobre el suelo o la superficie donde esté posado el sólido, se le llamará Peso.

Volumen

Un Sólido tiene un Volumen definido, es decir, abarca un espacio tridimensional determinado por su Largo, Ancho y Profundidad. Si el sólido tiene una geometría regular, es posible calcularlo directamente.

Si su forma es irregular, es posible medirle el volumen utilizando el Principio de Arquímedes, estudiando el desplazamiento que hace al sumergirse en un fluido como el Agua, cuya densidad es conocida.

Densidad

Un Sólido tiene una Densidad elevada, ya que sus partículas se encuentran compactas, con mucha masa ocupando un pequeño volumen. Es posible medir la densidad de un sólido, conociendo su volumen y colocándolo en un medidor de masa. Sólo se hace el cociente masa entre volumen:

ρ = m / V

Granulometría

Cuando un sólido se encuentra particulado, es decir, en forma de polvo, comúnmente se le mide el diámetro promedio de las partículas, las que se encuentran juntas en un recipiente.

La granulometría se determina por medio de una serie de tamices con diferente abertura de malla. Los tamices son una especie de coladores cuya malla tiene la cuadricula estandarizada, cuya medida se conoce. Se colocan, según se desee el número de tamices, uno sobre otro, quedando el más abierto hasta arriba, y el más cerrado hasta abajo. Al fondo, debajo de toda la columna de tamices, se coloca el contenedor que recibe las partículas más finas que atravesaron el último tamiz.

El sólido se hace pasar a través de las aberturas de las mallas, y finalmente la granulometría se describe en un formato tabular, como una hoja de Excel. Se escribe el rango de tamaños de partícula según el tamiz y se indica la masa de sólido que quedó en ese rango.

A esta descripción de tamaños de partículas del sólido se le llama Análisis granulométrico del sólido.

Dureza

Un sólido tiene una determinada Dureza, que es la medida en la que su superficie resiste rayaduras. Varios de los materiales más duros son el diamante (C), el Carburo de Tungsteno (WC), y algunos de los menos duros son el Aluminio (Al) y el Yeso (CaSO₄).

Tenacidad

Un sólido tiene Tenacidad, propiedad que se refiere a la capacidad de éste para recibir energía por medio de impactos, deformándose. El límite de la tenacidad es la rotura del material sólido.

Maleabilidad

Un sólido es maleable si es capaz de ser sometido a presiones altas para convertirse en láminas delgadas. El Aluminio es uno de los materiales sólidos más maleables, y sus hojas se utilizan en el ámbito doméstico para la conservación del calor en los alimentos recién preparados. Metales como el Zinc y el Titanio no son tan maleables, ya que son quebradizos.

Ductilidad

Un sólido es dúctil si se le puede deformar hasta convertirlo en alambres delgados. Muchos metales son dúctiles, como el Oro (Au), la Plata (Ag), el Cobre (Cu) y el Aluminio (Al), pero es el Cobre (Cu) el que más frecuentemente se somete a estos procedimientos, y se utiliza para el alumbrado público, dado que tiene un costo y una utilidad intermedias. El Oro y la Plata son los mejores para ese propósito, pero resulta caro aplicarlos a ello.

Solubilidad

Un Sólido tiene Solubilidad cuando es capaz de involucrarse con un disolvente como el Agua (H₂O), el Alcohol etílico (C₂H₅OH), el Benceno (C₆H₆), el Éter etílico (C₂H₅OC₂H₅), formando una mezcla llamada Disolución.

Cuando un Sólido Soluble se mezcla con el Agua (H₂O), se disocia en sus partículas cargadas, positiva (catión) y negativa (anión), llamadas iones. Es por tanto que a este tipo de sólidos se les llama Sólidos iónicos. A las disoluciones acuosas, que llevan sólidos iónicos, se les llama Electrólitos, dado que son capaces de transportar una corriente eléctrica que se le suministre desde una fuente.

A los sólidos que no son capaces de separarse en partículas cargadas se les llama Sólidos no iónicos.

Ejemplos de Sólidos

1. Cloruro de Sodio (NaCl)
2. Azúcar o Sacarosa (C₁₂H₂₂O₁₁)
3. Arena
4. Dióxido de Silicio (SiO₂)
5. Madera
6. Vidrio
7. Papel
8. Cuero
9. Plástico Polipropileno
10. Sulfato de Cobre (CuSO₄)
11. Oro (Au)
12. Plata (Ag)
13. Cobre (Cu)
14. Niquel (Ni)
15. Zinc (Zn)
16. Aluminio (Al)
17. Cartón
18. Piedra caliza (CaCO₃)
19. Cal u Óxido de Calcio (CaO)

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