2a-Teoria cinetico molecular

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TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR

A lo largo de la historia del pensamiento humano se ha tratado de elaborar un modelo para que explique la materia. Se conoce al modelo actual, con el nombre de "teoría cinético molecular", el cual explica todas las características y propiedades de la materia.

1-Modelo de sistema material ideal, según la Teoría Cinético Molecular.
Según éste modelo la materia,  o sea todo lo que vemos está formado por unas partículas muy pequeñas, que son invisibles aún a los mejores microscopios que se puedan crear.
Estas partículas, denominadas moléculas (del latín molécula, diminutivo de la palabra moles, que significa masa), están en continuo movimiento chocando contra el recipiente y entre ellas. El movimiento es en línea recta, caótico y al azar. 

Esta teoría propone que en este modelo, existen fuerzas de atracción entre ellas, llamadas fuerzas de cohesión, y fuerzas de repulsión originadas por los choques que se manifiestan. La acción de estas fuerzas se verifican a una distancia pequeña entre las partículas. Se considera que existe entre ellas espacio vacío. 

Esto define los estados de agregación que se observa en la materia: sólido, líquido, gaseoso y eventualmente plasmático.

En el estado sólido las moléculas están muy juntas y se mueven oscilando alrededor de unas posiciones fijas. Estas fuerzas de cohesión son muy grandes y superiores a las fuerzas de repulsión.
En el estado líquido las moléculas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son menos intensas que en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse.
En el estado gaseoso las moléculas están totalmente separadas unas de otras y se mueven libremente; no existen fuerzas de cohesión.

En el plasmático se observa lo mismo pero con partículas ionizadas. 

2-Leyes observadas en el estado gaseoso.
Estos experimentos fueron realizados entre los siglos XVII y XVIII, en gases puros o aire y sentaron las bases para el desarrollo de la TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR,  . 

Los gases (estado de agregación gaseoso) poseen a una determinada presión y temperatura, un volumen. Además puedo determinar una cantidad de moléculas utilizada. 

Estos valores son considerados variables de una ecuación matemática y así se puede predecir su comportamiento. Es decir, modificando una variable se observa como lo hacen las otras.

n: números de moléculas

P: presión

V: volumen

T: temperatura.

Estos experimentos originaron teorías que se convirtieron en leyes, que reciben los nombres de los científicos que las descubrieron:

-Ley de Boyle-Mariotte: Afirma que, a temperatura y cantidad de gas constante, la presión de un gas es inversamente proporcional a su volumen:
P . V = P´ . V´

-Ley de Charles: La variación de volumen y temperatura son inversas presión constante.
V / T = V´ / T´

-Gay-Lussac: La variación de presión y temperatura son inversas a volumen constante.
P / T = P´ / T¨

-Principio de Avogadro: Este principio complementa a las otras leyes y asegura que en un proceso a presión y temperatura constante, el volumen de cualquier gas es proporcional al número de moléculas presente, de tal modo que:
V / n = V´ / n´ 

3-Propiedades de los sistemas materiales.
Las leyes expresadas fueron incapaces por si mismas explicar como se comportaban los gases en su conjunto.

Boltzmann y Maxwell a finales del siglo XIX, lograron explicar tanto física como matemáticamente el comportamiento macroscópico global de todas las partículas de un sistema material. 

Estos se crearon con matemática estadística y física clásica, y  desarrollaron la teoría “Teoría Cinético Molecular”. 

Esta teoría está basada en unos pocos hechos:

a)Todo gas ideal está formado por N pequeñas partículas puntuales (átomos o moléculas).
b)Las moléculas gaseosas se mueven a altas velocidades, en forma recta y desordenada.
c)Un gas ideal ejerce una presión continua sobre las paredes del recipiente que lo contiene, debido a los choques de las partículas con las paredes de este.
d)Los choques moleculares son perfectamente elásticos. No hay pérdida de energía cinética.
e)No se tienen en cuenta las interacciones de atracción y repulsión molecular.
f)La energía cinética media de la translación de una molécula es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas.

En estas circunstancias, la ecuación de los gases se encuentra teóricamente dada por la siguiente ecuación. En Esta KB: es la constante de Boltzmann

                        P  .  V  = N  .  K_B . T

P: presión del sistema material
V: volumen del sistema material
N: número de partículas o moléculas del sistema material.
T: temperatura en grados Kelvin o absluta del sistema material 

Resumiendo.

Según la "Teoría Cinético Molecular"  los gases (y se extiende a cualquier sistema material), con las consideraciones prácticas especiales,  está formado por unas partículas muy pequeñas, a las que denominamos molécula (del latín molécula, diminutivo de la palabra moles, que significa masa). Esta molécula es estable, en movimiento constante y caótico, se desplaza en línea recta, sin carga eléctrica (excepto en el plasma) , y puede tratarse de un átomo o un grupo de ellos.

Años después los experimentos de Joule demostraron que el calor es una forma de energía afirmaron la teoría. Se atribuye a : Joule, Clausius, Maxwell y Boltzmann el desarrollo de la teoría cinético-molecular, también llamada teoría cinética de los gases, que se basa en la idea de que todos los gases se comportan de la misma manera en lo referente al movimiento molecular.
⇒ Los gases están formados por partículas (átomos o moléculas)

⇒ Las partículas de estos gases, en condiciones ambientales, se encuentran entre ellas a grandes distancias, no existiendo fuerzas de atracción ni repulsión con otras moléculas.

⇒ Las partículas están en constante movimiento, chocando entre ellas y contra las paredes del recipiente en que se encuentren. Los choques entre las moléculas son perfectamente elásticos, es decir, en cada choque se entrega la energía de una partícula a otra, y por ello pueden continuar en constante movimiento.

⇒ Un aumento de la temperatura de un gas aumenta también la velocidad a la que se mueven las partículas.

⇒ La presión que ejerce un gas se debe a los choques de las partículas sobre las paredes del recipiente en que se encuentra.

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