Fenómenos Físicos y Químicos CF N° 240

Autora: María Cristina Chaler.

CIENCIA FÁCIL Número: 16

Serie: Una mirada de la química diferente.

Fenómenos físicos y químicos

Hacer ciencia es observar lo que nos rodea con gran curiosidad, cuestionarse, plantearse problemas sobre lo que ocurre, tratar de buscar una explicación experimentando, calculando y midiendo hasta encontrar una respuesta adecuada al hecho para poder generar leyes que lo rigen.

Todo aquello que cuando sucede modifica el entorno, es un fenómeno.

Las ciencias estudian los distintos fenómenos de la naturaleza e inclusive los provocados por el hombre, investigando sus causas y sus consecuencias.

Cuando éste ocurre y la materia que interviene en el mismo no se modifica el fenómeno es clasificado como físico y será estudiado por las Ciencias Físicas.

Veamos ejemplos sencillos de fenómenos de este tipo:

·        Se rompe el vidrio de un ventanal por el impacto de una piedra.

La materia es  vidrio y el golpe trae como consecuencia su rotura pero no se modifica para nada la sustancia  ya que los pedacitos que recogemos del piso siguen siendo vidrio. Hay intercambios de fuerzas y energías pero no cambia la naturaleza íntima de la materia Este es un fenómeno físico.

Cuando la física se ocupa de estudiarlo podrá calcular la velocidad de caída de los trozos, la velocidad de impacto de la piedra, el intercambio de energías en el proceso y otros cuestionamientos más. Observará y medirá cambios físicos sin que entre en juego la naturaleza íntima de la materia.

·        Colocamos un recipiente con agua en el fuego y ésta entra en ebullición evaporándose.

Al calentar agua líquida las moléculas toman energía y aumentan sus velocidades en la masa líquida, llega un momento que la velocidad se hace tan grande que pueden desprenderse de la masa liquida y pasar al estado de vapor.   

Este fenómeno es físico porque  el agua cambió de estado pero sigue siendo la misma sustancia: agua que no  modificó para nada la estructura de las moléculas (H2O), sólo el estado.

Todos los cambios de estado son fenómenos físicos ya que cuando se producen la sustancia que interviene sigue siendo molecularmente la misma.

·        Molemos trigo para fabricar harina.

La molienda sigue siendo un fenómeno físico ya que no  altera  la estructura de las moléculas sino que sólo cambia la forma en que se presenta la materia (estado de agregación).

·        Disolvemos sal en agua

Cuando la sal se disuelve en agua desaparece ante nuestros ojos,  pero en realidad lo que sucede es que el agua hidrata a ciertos grupos de átomos   llamados  iones que por estar cargados de electricidad  interaccionan con mucha facilidad con este solvente que es polar. Así los iones de la sal se hidratan rodeándose de moléculas de agua atraídas por su polaridad y permanecen en solución. A simple vista no se percibe la presencia de la sal pero si evaporamos el agua aparece en el fondo del recipiente  con las mismas propiedades que tenía antes de la disolución. La materia no fue transformada por el fenómeno de modo  que se clasifica como fenómeno físico.

Más fenómenos y otras ciencias involucradas.

Si al ocurrir un fenómeno se modifica la materia en forma íntima, las moléculas cambian y la sustancia  deja de ser la misma, ello significa que los átomos se recombinan dando lugar a sustancias distintas a las que había antes de producirse el hecho. Clasificaremos a este suceso como fenómeno químico y será estudiado por las Ciencias Químicas.

Veamos ejemplos

·        Tomamos un papel, le acercamos un fósforo y lo quemamos.

Luego de lo sucedido el papel  dejó de serlo,  se convirtió en cenizas y otros gases, se produjo un cambio íntimo de la materia, los átomos se recombinaron y formaron otras sustancias. Se trata de un fenómeno químico.

·        Dejamos un trozo de hierro a la intemperie sin protección ni pinturas. Luego de un tiempo, lo encontramos oxidado.

El hierro por la falta de protección se combinó con el oxígeno atmosférico transformándose en óxido de hierro. Cambió íntimamente la materia y el fenómeno es estudiado por las ciencias químicas y sus derivadas.

Cada ciencia indaga los fenómenos de su incumbencia  pero en estos momentos de la de la humanidad todo se torna multidisciplinario y muchas veces veremos a un grupo de científicos analizando un mismo fenómeno desde diferentes ángulos.

Según donde el científico coloque su interés el fenómeno que observe será físico bajo algunas circunstancias o químico bajo otras.

Por ejemplo:

·        Si estudiamos el vuelo de un avión y calculamos distancias y velocidades del mismo

Las respuestas serán patrimonio de la física, y de la parte de la física que estudia el movimiento de los cuerpos llamada Cinemática

·        Si nos preguntamos ¿Cómo es que vuela a pesar de que pesa tanto?

La aerodinámica se ocupará de este fenómeno y lo estudiará con profundidad

·        Si la inquietud se centra en el combustible que usa el motor, las reacciones moleculares que se producen en el mismo, los productos que libera, y nos interesa si éstos contaminan o no el medio ambiente, y cómo se evita esa contaminación.

Estos interrogantes los responderá  un químico especializado pues los fenómenos que allí suceden son parte del estudio de estas Ciencias.

·        Si el fenómeno estudiado se refiere o esta en relación con un ser viviente.

Serán  las Ciencias Biológicas las que lo estudien. La biología a nivel celular y más profundamente a nivel molecular se transforma en química biológica que estudia ampliamente las reacciones químicas que ocurren en los seres vivos (metabolismo). Siendo esta rama de la química un fuerte apoyo para la medicina.

Física, química y biología son ciencias puras que estudian los fenómenos de la naturaleza con amplias aplicaciones en la vida cotidiana. La división entre ellas no es estricta ya que muchas veces un mismo acontecer tiene facetas que pueden ser estudiadas por las tres al mismo tiempo y se complementan entre sí al hacerlo. Todas ellas investigan profundamente los hechos que trasforman al objeto de estudio. La Ciencia de apoyo permanente es la Matemática, madre de todas las ciencias, pues las leyes que rigen la naturaleza de los distintos fenómenos, se deducen a través de cálculos matemáticos.

La informática actualmente está presente en la mayoría de los estudios científicos al igual que los cálculos estadísticos que predicen la ocurrencia o no de algunos hechos.

En la actualidad con el avance y la complejidad de los conocimientos y de la tecnología es casi imposible la investigación aislada. Los equipos de investigación son multidisciplinarios y todas las ciencias se apoyan trabajando en ellas científicos y técnicos especializados en los diferentes temas de investigación.  

A medida que se avanza en la complejidad de lo investigado es imposible investigar sin el apoyo de varias disciplinas