Estados de agregación de la materia y temperatura en 2.º de secundaria
Sólidos, líquidos y gases están hechos de las mismas partículas; lo que cambia es cuánto se mueven y qué tan juntas están. Con ese modelo se explican los cambios de estado, por qué el agua hierve a menos de 100 °C en las ciudades altas y qué mide en realidad un termómetro.
Qué dice el programa
Contenido 4 de Física
Estados de agregación de la materia.
2.º grado · Procesos de desarrollo de aprendizaje (PDA)
- Experimenta e interpreta los modelos atómicos y de partículas al proponer hipótesis que expliquen los tres estados de la materia, sus propiedades físicas como la temperatura de fusión, ebullición, densidad, entre otros.
- Interpreta la temperatura y el equilibrio térmico con base en el modelo de partículas.
Planear con este contenidoLista de cotejo y rúbrica de este PDA
Fuente: anexo del Acuerdo 08/08/23 (Diario Oficial de la Federación, 15 de agosto de 2023), según la edición de la SEP del Programa Sintético de la Fase 6 (2024), pág. 66 del PDF. Se reproduce sin cambios: es texto oficial publicado en el DOF (Ley Federal del Derecho de Autor, art. 14, fracc. VIII). Lo demás de esta página es de Aulapedia. La edición SEP 2025 solo cambia detalles de edición (guiones, puntuación o cortes de párrafo); aquí se conserva el texto de 2024. Edición 2025 cotejada el 2 de octubre de 2026. Última comprobación de los enlaces: 11 de octubre de 2026.
Qué es y por qué importa
El contenido pide usar el modelo de partículas para explicar los tres estados de agregación (sólido, líquido y gas) y sus propiedades físicas: la temperatura de fusión, la de ebullición o la densidad. No se trata de memorizar definiciones, sino de proponer hipótesis y ponerlas a prueba con experimentos sencillos, como medir la temperatura de un vaso con hielo o comprimir aire en una jeringa sin aguja.
El segundo PDA da un paso más: interpretar la temperatura y el equilibrio térmico con ese mismo modelo. Es la base para entender el calor, la energía y el clima, que aparecen más adelante en el curso, y para corregir una confusión muy extendida: decir «calor» cuando se quiere decir «temperatura».
Es un contenido muy experimental y muy cercano: el agua que hierve en la cocina, la ropa que se seca en el tendedero, el agua fresca del cántaro de barro o la escarcha de una mañana fría son fenómenos que el grupo ya conoce y que ahora puede explicar.
Para el docente: cómo explicarlo
Sólido, líquido y gas con el modelo de partículas
Las tres fases de una sustancia están formadas por las mismas partículas. Lo que cambia es la fuerza de atracción entre ellas y la energía de movimiento que tienen. En un sólido dominan las atracciones y las partículas solo vibran; en un gas, el movimiento es tan rápido que casi no se atraen y se separan mucho.
- Sólido: partículas muy juntas y ordenadas que vibran en su lugar; forma y volumen propios.
- Líquido: partículas juntas que se deslizan unas sobre otras; volumen fijo, pero toman la forma del recipiente.
- Gas: partículas muy separadas que se mueven rápido en todas direcciones; ocupan todo el recipiente y se pueden comprimir.
Cambios de estado y temperaturas características
Al recibir energía, las partículas se mueven más y vencen parte de las atracciones: el sólido se funde y el líquido se evapora (en toda la superficie y a cualquier temperatura) o hierve (en todo el líquido, a una temperatura fija). Al perder energía ocurren los cambios contrarios: condensación y solidificación. Algunas sustancias pasan de sólido a gas sin fundirse, como el hielo seco: es la sublimación; la escarcha es el cambio contrario.
Cada sustancia pura se funde y hierve a temperaturas propias, que sirven para identificarla. El agua pura se funde a 0 °C y hierve a 100 °C al nivel del mar. Mientras dura un cambio de estado, la temperatura no sube aunque se siga calentando: la energía se usa para separar partículas, no para moverlas más rápido.
La temperatura de ebullición depende de la presión del aire. En la Ciudad de México, a unos 2240 m de altitud, el aire empuja menos y el agua hierve cerca de 93 °C; por eso los frijoles tardan más en cocerse. La olla exprés hace lo contrario: al aumentar la presión, el agua hierve por encima de 100 °C y la comida se cuece antes.
La densidad vista con partículas
La densidad dice cuánta masa hay en cada unidad de volumen. Un gas es mucho menos denso que el mismo material en estado líquido porque sus partículas están muy separadas. Casi todas las sustancias son más densas en estado sólido que en estado líquido, pero el agua es una excepción importante: al congelarse forma una estructura más abierta y el hielo (unos 0.92 g/cm³) flota sobre el agua líquida (unos 1.00 g/cm³).
Esa excepción permite la vida en lagos y ríos de climas fríos: se congelan por arriba y el hielo protege el agua de abajo. El cálculo de la densidad con masa y volumen se trabaja a fondo en Química de 3.º.
Temperatura y equilibrio térmico
La temperatura está relacionada con la energía de movimiento promedio de las partículas: cuanto más rápido se mueven, más alta es. Un termómetro de líquido funciona porque, al recibir energía, su líquido se dilata y sube por el tubo. Por eso hay que esperar un rato antes de leerlo: el termómetro necesita alcanzar la misma temperatura que lo que mide.
Cuando se ponen en contacto dos cuerpos a distinta temperatura, pasa energía del más caliente al más frío hasta que las temperaturas se igualan: se dice que llegan al equilibrio térmico. Esa energía que pasa es el calor. Un café caliente y un refresco frío que se dejan en la mesa terminan a la temperatura del salón.
En el SI, la temperatura se mide en kelvin (K); en la vida diaria se usa el grado Celsius. Para pasar de una a otra se suman 273.15 (en el salón basta con 273): 25 °C son unos 298 K. El cero de la escala kelvin es el cero absoluto, la temperatura más baja posible.
Cómo llevarlo al salón
Pide hipótesis antes de cada experimento y que las expliquen con dibujos de partículas: ¿qué pasa con las partículas del aire de una jeringa al apretar el émbolo? ¿Y con las del agua? Usa termómetros de cocina o de laboratorio y deja el calentamiento de agua en manos del docente, con un hervidor eléctrico. Registra temperaturas cada dos minutos y grafica: las mesetas de los cambios de estado aparecen solas.
Ejemplos para el salón
El vaso con hielo que no se calienta
Pon hielo y un poco de agua en un vaso y mide la temperatura cada tres minutos. Aunque el salón esté a 25 °C, el termómetro marca cerca de 0 °C mientras quede hielo: la energía que llega del aire se gasta en fundirlo. Cuando el hielo se acaba, la temperatura empieza a subir.
La jeringa sin aguja
Tapa con el dedo la punta de una jeringa nueva sin aguja llena de aire y empuja el émbolo: entra un buen tramo. Repite con la jeringa llena de agua: casi no se mueve. Las partículas del gas están separadas y pueden acercarse; las del líquido ya están juntas.
El agua fresca del cántaro
En muchas casas y mercados se guarda el agua en cántaros u ollas de barro sin barniz. El barro es poroso: un poco de agua llega a la superficie y se evapora, y al evaporarse se lleva energía, así que el agua de adentro se mantiene más fresca que la de una botella de plástico al lado.
Errores frecuentes e ideas previas
- Pensar que el agua siempre hierve a 100 °C: depende de la presión, y en las ciudades altas hierve antes.
- Creer que la temperatura sigue subiendo mientras el hielo se derrite o el agua hierve.
- Usar «calor» y «temperatura» como sinónimos: la temperatura se mide; el calor es energía que pasa de un cuerpo a otro.
- Decir que las partículas se derriten, se hacen más grandes o se vuelven más ligeras al calentarse.
- Llamar «vapor» a la nube blanca que sale de la olla: el vapor de agua es invisible; lo que se ve son gotitas de agua líquida ya condensada.
Ideas de proyecto: comunitario, escolar y de aula
Propuestas propias para trabajar este contenido por proyectos, con una metodología de las que sugiere la SEP para los campos formativos. Adáptalas a tu grupo y a tu comunidad: no son un formato oficial.
Proyecto de aula
La curva de enfriamiento
¿Qué recipiente mantiene caliente el agua por más tiempo y cómo se explica con el modelo de partículas?
Los equipos llenan con agua tibia del mismo hervidor (servida por el docente) vasos de distintos materiales: vidrio, unicel, metal, barro y uno envuelto en tela. Miden la temperatura cada dos minutos, grafican y relacionan las curvas con el equilibrio térmico.
Cómo se hace
- Proponer hipótesis sobre qué recipiente conserva mejor la temperatura.
- Acordar una prueba justa: misma cantidad de agua, misma temperatura inicial y mismo lugar.
- Medir cada dos minutos durante media hora y registrar en una tabla.
- Graficar temperatura contra tiempo y comparar las curvas.
- Explicar los resultados con partículas, calor y equilibrio térmico.
- Producto
- Gráficas comparadas y una recomendación para llevar bebidas calientes a la escuela.
- Metodología
- Aprendizaje basado en indagación (STEAM como enfoque)
- Ejes articuladores
- Pensamiento crítico
- PDA que trabaja
- PDA 2 de 2.º grado (ver en el programa)
Proyecto comunitario
Saberes para conservar fresco
¿Cómo se ha conservado fresca el agua y la comida en nuestra comunidad sin refrigerador, y qué explica la física?
El grupo pregunta en casa y en el mercado por técnicas tradicionales (cántaros de barro, trapos húmedos, guardar en lugares sombreados y ventilados) y las pone a prueba en la escuela, comparando temperaturas con termómetros.
Cómo se hace
- Recoger testimonios de familias y vendedores.
- Elegir dos o tres técnicas y diseñar una prueba justa.
- Medir y registrar temperaturas durante una mañana.
- Explicar los resultados con la evaporación y el modelo de partículas.
- Presentar un tríptico con las técnicas que funcionan y por qué.
- Producto
- Tríptico para las familias con técnicas para conservar fresco y su explicación.
- Metodología
- Aprendizaje basado en proyectos comunitarios
- Ejes articuladores
- Interculturalidad crítica, Vida saludable
- PDA que trabaja
- PDA 1 de 2.º grado (ver en el programa)
Proyecto escolar
El mapa de temperaturas de la escuela
¿En qué lugares de la escuela hace más calor a la hora del recreo y qué podemos proponer para estar mejor?
Con termómetros colocados a la misma hora en el patio al sol, bajo un árbol, en los salones y en los pasillos, el grupo elabora un mapa de temperaturas y propone mejoras sencillas: sombra, ventilación o lugares para beber agua.
Cómo se hace
- Elegir los lugares y la hora de medición.
- Esperar a que cada termómetro alcance el equilibrio antes de leerlo.
- Repetir las mediciones varios días.
- Elaborar el mapa con colores y una tabla.
- Presentar propuestas a la dirección.
- Producto
- Mapa de temperaturas de la escuela con propuestas de mejora.
- Metodología
- Aprendizaje Basado en Problemas (ABP)
- Ejes articuladores
- Vida saludable, Pensamiento crítico
- PDA que trabaja
- PDA 2 de 2.º grado (ver en el programa)
Ficha de trabajo con solucionario
10 ejercicios que se corrigen solos y 3 tareas para pensar y escribir, con las respuestas en las últimas hojas. PDF en A4 o Carta y Word para editar. «Generar otra versión» cambia el orden de las opciones: sirve para tener dos versiones del mismo examen.
Paso 1: Personaliza
Más opciones (incluir la parte 2 (tareas abiertas), título de la hoja)
Paso 2: Revisa y descarga
Más acciones (imprimir, proyectar, enlace, guardar, PNG)
Para incluir la página visible en una presentación o compartirla como imagen.
Practicar en pantalla
Los mismos ejercicios de la parte 1 de la ficha, en el mismo orden que la vista previa. Comprueba cada respuesta y verás al momento si es correcta y por qué. Con «Pantalla completa», para la pizarra digital. Sin registro y sin datos del alumnado.
Ficha de trabajo: Estados de agregación de la materia
Lee con atención cada ejercicio y responde: elige, ordena, une, completa o clasifica según se pida.
0 de 10 respondidas
Se corrige en este dispositivo: las respuestas no salen de tu navegador.
Parte 2: para pensar y escribir
Estas tareas no se corrigen solas: se hacen en el cuaderno o en la ficha impresa. Al terminar, compara con la respuesta orientativa.
Explica con el modelo de partículas por qué el agua de un cántaro de barro se mantiene más fresca que la de una botella de plástico.
Ver la respuesta orientativa
El barro sin barniz es poroso y deja salir un poco de agua a la superficie, donde se evapora. Al evaporarse escapan las partículas más rápidas, que se llevan energía, y el agua que queda se enfría. El plástico no deja pasar el agua, así que no hay evaporación que la enfríe.
Dejas en la mesa un vaso de agua con hielo y una taza de té caliente. Describe qué pasará con la temperatura de cada uno durante una hora y explica por qué.
Ver la respuesta orientativa
Los dos tienden a la temperatura del salón. El té cede calor al aire y se enfría poco a poco; el vaso recibe calor, primero se funde el hielo sin que la temperatura pase de unos 0 °C y después el agua se calienta. Al final hay equilibrio térmico con el ambiente.
Propón una hipótesis y un experimento seguro para averiguar si la sal cambia la temperatura del hielo que se derrite.
Ver la respuesta orientativa
Hipótesis comprobable (por ejemplo, «con sal, el hielo se derrite a menos de 0 °C»), dos vasos iguales con la misma cantidad de hielo, uno con sal y otro sin ella, un termómetro en cada uno y lecturas cada pocos minutos. Resultado esperado: el vaso con sal baja de 0 °C, porque el agua con sal se congela a menor temperatura.
Preguntas frecuentes
¿Cuántos estados de la materia hay?
El programa trabaja los tres de la vida diaria. Conviene mencionar el plasma (el de los relámpagos y las estrellas), que es gas con partículas cargadas, sin convertirlo en contenido aparte. Otros estados existen solo en condiciones de laboratorio muy extremas.
¿Puedo calentar agua en el salón?
Sí, con precauciones: que la caliente el docente con un hervidor eléctrico o una parrilla en una mesa estable, con recipientes resistentes al calor y lejos del paso. El grupo puede medir y registrar sin manipular el agua muy caliente.
¿Uso grados Celsius o kelvin?
Para las mediciones del salón, Celsius, que es lo que marcan los termómetros. El kelvin conviene presentarlo como la unidad del SI y relacionarlo con el cero absoluto: sumar 273 a los grados Celsius basta en secundaria.
También en Aulapedia
- Mapa de los estados de la materiaEsquema editable para el cuaderno o el pizarrón.
- ¿Cuáles son los estados de la materia?Explicación breve para repasar lo de primaria.
- Los cambios de estado del aguaFicha de repaso para quien necesite reforzar los nombres.
- Estructura de la materia (Física, contenido 3)De dónde viene el modelo de partículas.
- Propiedades intensivas y densidad (Química, contenido 2)El cálculo de la densidad, en 3.º.
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