Deposición
La deposición es el cambio de estado en el que un gas pasa directamente a sólido, como ocurre con la escarcha.
La deposición es el cambio de estado en el que una sustancia pasa directamente de gas a sólido, sin atravesar la fase líquida. También se llama sublimación inversa o desublimación. Es el proceso que forma la escarcha en una mañana fría y los copos de nieve en las nubes, y en un sentido más amplio la palabra designa también la acumulación de sedimentos en geología y el depósito de capas finas en la industria.
¿Qué es la deposición?
En física y química, la deposición es la transición de fase gas → sólido. Las moléculas del gas pierden energía cinética, se ordenan y quedan fijadas en una estructura cristalina. Es el proceso contrario a la sublimación, en la que un sólido pasa directamente a gas.
La palabra procede del latín depositio, «acción de depositar». En la mayoría de los libros de texto de habla hispana se prefiere «sublimación inversa» para el cambio de estado, y reservan «deposición» para el depósito de materiales.
Cómo se produce
La deposición ocurre cuando un gas entra en contacto con una superficie muy fría y su presión parcial es inferior a la presión del punto triple de la sustancia. En el caso del agua, el punto triple se sitúa en 0,01 °C y 611,7 Pa; por debajo de esa presión, el hielo no puede fundirse y el vapor pasa directamente a hielo.
Durante el proceso el gas cede energía al entorno: es un cambio de estado exotérmico. La energía liberada por unidad de masa es el calor latente de sublimación, que para el agua ronda los 2,83 MJ/kg (la suma del calor de vaporización, unos 2,50 MJ/kg a 0 °C, y el de fusión, 0,334 MJ/kg).
Fórmula
El calor liberado se calcula con el calor latente de sublimación Ls:
| Magnitud | Símbolo | Unidad (SI) |
|---|---|---|
| Calor intercambiado | Q | julio (J) |
| Masa | m | kilogramo (kg) |
| Calor latente de sublimación | Ls | J/kg |
Ejemplos de deposición
- Escarcha: en noches despejadas y frías, el vapor de agua del aire se convierte en cristales de hielo sobre cristales, hojas y tejados, sin pasar antes por gotas de agua.
- Copos de nieve: en las nubes frías el vapor se deposita sobre pequeñas partículas y crece en forma de cristales hexagonales.
- Nieve de dióxido de carbono: al expandirse CO₂ líquido se forma «nieve carbónica», que sublima a −78,5 °C a presión atmosférica.
- Cristales de yodo: al enfriar vapor de yodo sobre una superficie fría aparecen cristales oscuros y brillantes.
- Congelador: la capa blanca que se forma en las paredes de un congelador es hielo depositado desde el vapor del aire.
Otros significados de «deposición»
En geología
La deposición o sedimentación es la fase en que el agua, el viento o el hielo pierden energía y dejan caer los materiales que transportaban (arena, limo, arcilla, grava). Con los siglos, esas capas forman rocas sedimentarias, que a menudo contienen fósiles. Deltas, dunas y playas son ejemplos de formas creadas por depósito.
En la industria
La deposición de capas finas consiste en depositar películas de material de apenas nanómetros o micrómetros sobre una superficie. Se emplea en la fabricación de microchips, células solares, lentes con recubrimiento antirreflectante y herramientas de corte. Las técnicas principales son la deposición química de vapor (CVD) y la deposición física de vapor (PVD).
En la atmósfera
Se llama «deposición atmosférica» a la caída de partículas y sustancias químicas desde el aire hasta el suelo, ya sea en seco o disuelta en la lluvia (por ejemplo, la lluvia ácida).
Ejercicios resueltos
1. ¿Cuánta energía libera el vapor de agua al depositarse como 50 g de escarcha? (Ls = 2,83 × 10⁶ J/kg)
Q = m · Ls = 0,050 kg · 2,83 × 10⁶ J/kg = 1,415 × 10⁵ J ≈ 141 kJ, que se ceden al entorno.
2. Si el calor de vaporización del agua es 2,50 × 10⁶ J/kg y el de fusión 3,34 × 10⁵ J/kg, ¿cuál es el calor de sublimación?
Ls = Lv + Lf = 2,50 × 10⁶ + 3,34 × 10⁵ = 2,83 × 10⁶ J/kg.
3. ¿Qué cambio de estado ocurre si el agua está a 0,005 atm y se enfría por debajo de 0 °C?
0,005 atm ≈ 507 Pa, inferior a la presión del punto triple (611,7 Pa). Por tanto, el vapor pasa directamente a hielo: deposición.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre deposición y condensación?
En la condensación el gas pasa a líquido; en la deposición pasa directamente a sólido. Ambas liberan calor, pero la deposición libera más energía porque incluye también el equivalente a la solidificación.
¿La escarcha es lo mismo que la helada?
No. La escarcha es una capa de cristales de hielo formada por deposición del vapor; la helada es un descenso de la temperatura del aire por debajo de 0 °C, que puede o no ir acompañado de escarcha.
¿La deposición absorbe o libera calor?
Libera calor: es un cambio de estado exotérmico, porque las moléculas pierden energía al ordenarse en un sólido.
¿Cuál es el proceso contrario a la deposición?
La sublimación, en la que un sólido pasa directamente a gas, como ocurre con el hielo seco o la naftalina.
Referencias
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage.
- Atkins, P. y de Paula, J. Química física. Médica Panamericana.
Conceptos relacionados: condensación, solidificación, evaporación, estados del agua y vapor de agua.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2024). «Deposición». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/deposicion/
