La reaparición de fases

La materia se ordena a medida que se enfría. Sin embargo, algunos sistemas parecen desordenarse de nuevo cuando la temperatura sigue descendiendo. La razón estriba en la interrelación existente entre la energía y la entropía.

Cuando una copa de agua se coloca en un congelador, el agua se solidifica y se produce hielo. Cuando se enfría una barra de hierro incandescente, puede polarizarse magnéticamente. Cuando metales como el aluminio se enfrían a temperaturas extremadamente bajas, se convierten en superconductores, perdiendo toda resistencia al flujo de una corriente eléctrica. Cuando se enfrían ciertas mezclas homogéneas de líquidos se tornan inmiscibles, formándose dos líquidos diferentes separados por una superficie conocida con el nombre de menisco.

Todos estos fenómenos son otros tantos ejemplos de las denominadas transiciones de fase. Se dice que una muestra de materia está en una determinada fase (recuérdense la fase sólida o la superconductora) cuando posee un conjunto bien definido de propiedades macroscópicas observables (tales como la dureza o la falta de resistividad). La fase de una muestra material constituye, en realidad, una indicación del grado de orden o de desorden que caracteriza a las moléculas y a los átomos que la constituyen. Por ejemplo, las moléculas que forman un cristal de hielo están mucho más ordenadas que las de agua líquida. El campo magnético asociado con cada átomo de una barra de hierro imantada se alinea ordenadamente con los campos de todos los demás, lo que origina la creación de un campo magnético intenso; los campos magnéticos de los átomos del hierro no imantado se orientan al azar. Dos líquidos separados uno del otro están más ordenados que si estuviesen mezclados con homogeneidad.

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