TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR 1RA PARTE

PARA EMPEZAR...

¿Qué es la materia? 

La materia es todo aquello que tenga masa, que ocupe un lugar en el espacio y que además se pueda palpar (para nuestro caso) de aquí derivan las sustancias que no es otra cosa mas que las distintas materias que hay en el universo como por ejemplo la materia "agua", la materia "madera", la materia "metano" etcétera.

ENERGÍA CINÉTICA

Otro concepto importante es: ¿Que es energía cinética?

Se define como la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo.
El modelo cinético de la materia se debe a R. Clausius. Fue desarrollado para explicar la naturaleza de la materia y su comportamiento.

TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA.
 La idea de que la materia es discontinua, es decir, que está formada por partículas muy pequeñas, átomos y moléculas, ya apareció en la Grecia Clásica en el siglo V a.C. Dos filósofos griegos, Leucipo y Demòcrito, ya aventuraron la existencia de átomos, aunque sus “observaciones”  carecían del rigor que el método científico impone.

Mucho más tarde, en 1803, el químico británico John Dalton utilizó la existencia de átomos para la explicación de las leyes de la química. De la teoría atómica de Dalton se pudo desprender una primitiva idea de molécula, como resultado de la combinación de dos o más tipos de átomos. Aunque con algunas alteraciones producto de las observaciones, la teoría atómica sobrevivió al convulso, científicamente hablando, siglo XIX y en ella se apoyaron los físicos L. E. Botlzmann y J. C. Maxwell (de forma independiente) para construir una teoría cinético-molecular de la materia.

La teoria cinetica de la materia se basa en tres suposiciones:

1. La materia está formada por un conjunto de átomos y moléculas en continuo movimiento
2. El tamaño de las partículas es despreciable frente a la distancia que las separa entre sí
3. Las partículas chocan entre sí, y con otras superficies, de manera elástica.

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR

El siguiente video se tomo de https://www.youtube.com/watch?v=0QqHe2U1g7k, en el cual se explica esta teoria en una forma sencilla de entender. 

LOS POSTULADOS DEL MODELO CINÉTICO MOLECULAR.

Los postulados del modelo cinético molecular son: Toda la materia está constituida por pequeñas partículas llamadas moléculas. Las propiedades químicas de las moléculas dependen de su composición, mientras que las propiedades físicas dependen de las fuerzas que las moléculas ejercen entre sí y de la distancia que las separa. Las moléculas se encuentran en continuo movimiento. El promedio de la energía cinética de las moléculas depende de la temperatura. Las moléculas obedecen las leyes del movimiento de Newton. En los choques entre las moléculas, su momento lineal y su energía cinética no cambian. Dichos choques son elásticos.

Como se muestra en la imagen la energía cinética de la materia se puede definir de esta manera: Entre menor sea la energía cinética menor sera la temperatura absoluta y entre mayor sea la energía cinética mayor sera la temperatura absoluta.

Como se muestra en la imagen la presión de un liquido es la fuerza que ejerce contra las paredes de este.

ESTADOS DE LA MATERIA

ESTADOS DE LA MATERIA

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua. La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto.  Imagenes del agua en sus tres estados de agregación:
	Sólido

Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.

 

Líquido

Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas.

                                                   

Gaseoso

Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos.
En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. 

                        

DIFERENCIA ENTRE UN SOLIDO, UN LIQUIDO Y UN GAS.

En un sólido las fuerzas entre las partículas que lo forman son muy grandes, por eso están muy juntas formando estructuras ordenadas. Aún en los sólidos las partículas no están quietas, tienen un movimiento de vibración.
En un gas las fuerzas de atracción entre las partículas, aunque existen, son muy débiles. Por tanto, se mueven en todas direcciones chocando continuamente unas con otras y contra las paredes del recipiente que las contiene. Existe una gran separación entre las partículas, grandes espacios vacíos.
En un líquido la situación es intermedia. Las fuerzas entre partículas no son tan grandes como en los sólidos, ni tan débiles como en los gases. Las partículas están más separadas que en los sólidos, pero mucho menos que en los gases.  

La deducción matemática de la presión y la temperatura, bajo la Teoría Cinética de la Materia

La deducción matemática de la presión y la temperatura, bajo la Teoría Cinética de la Materia

Como ya vimos anteriormente toda la materia (solida, liquida y gaseosa) está formada por 
partículas en constante movimiento.
A causa de este movimiento aleatorio las partículas de la materia tienen energía cinética.
De acuerdo a lo anterior podemos encontrar dos conceptos fundamentales para una mejor 
comprensión de la teoría cinética de la materia. 
Estos dos conceptos son la temperatura y la presión.
Entendemos que la temperatura es una medida del calor o energía térmica de las 
partículas  en una sustancia, por lo tanto la temperatura se define como el promedio de la 
energía cinética de las partículas que componen a la materia. A mayor temperatura mayor 
será la energía cinética de las partículas y viceversa.
Por otro lado tenemos el concepto de presión, que se obtiene dividiendo la fuerza entre el 
área sobre la cual actúa la fuerza.



Presión=F/A

Entendemos entonces que al ejercer una fuerza sobre una superficie en el caso de un 
sólido y un liquido altera su masa y volumen, mientras que en un gas al quitarle la presión 
este tiende a aumentar de masa siguiendo la ley de Boyle y Mariotte, que dice que al 
disminuir la presión ejercida por un gas este aumenta su volumen, mas adelante veremos 
esto con mayor detalle.

MOVIMIENTO BROWNIANO

 
Póngase polvo de color en un vaso y luego, poco a poco, viértase agua sobre él. Observaremos que las partículas de polvo, una vez que empiezan a estar en contacto con el líquido se mueven en forma incesante, accidentada y en todas las direcciones. En particular veremos que se mueven también ¡hacia arriba! Si esperamos un intervalo de tiempo lo suficientemente grande nos daremos cuenta de que el polvo se mezcla con el agua, formando lo que se llama una suspensión. Esta mezcla con el tiempo se homogeniza sin que ocurra, como uno esperaría intuitivamente, que las partículas de polvo caigan y se depositen en el fondo del vaso. Veremos que algunas partículas efectivamente caen, pero hay otras que suben.
El hecho común en este caso es que partículas muy pequeñas se hallan inmersas en un fluido. En el caso del haz de luz del cine, el fluido es el aire de la sala; en el caso del fumador, el fluido es también el aire de la atmósfera y en el tercer caso, el fluido es el agua.
El movimiento descrito arriba, que lleva a cabo una partícula muy pequeña que está inmersa en un fluido, se llama movimiento browniano. Este movimiento se caracteriza por ser continuo y muy irregular (Figura 1). La trayectoria que sigue la partícula es en zigzag

TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

La teoría cinética de los gases explica las características y propiedades de la materia en general, y establece que el calor y el movimiento están relacionados, que las partículas de toda materia están en movimiento hasta cierto punto y que el calor es una señal de este movimiento.

La teoría cinética de los gases considera que los gases están compuestos por las moléculas, partículas discretas, individuales y separadas. El gas deja muchos espacios vacíos y esto explica la alta comprensibilidad, la baja densidad.

La teoría cinética de los gases se enuncia en los siguientes postulados, teniendo en cuenta un gas ideal o perfecto:

1. Las sustancias están constituidas por moléculas pequeñísimas ubicadas a gran distancia entre sí; su volumen se considera despreciable en comparación con los espacios vacíos que hay entre ellas.
2. Las moléculas de un gas son totalmente independientes unas de otras, de modo que no existe atracción intermolecular alguna.
3. Las moléculas de un gas se encuentran en movimiento continuo, en forma desordenada; chocan entre sí y contra las paredes del recipiente, de modo que dan lugar a la presión del gas.
4. Los choques de las moléculas son elásticos, no hay pérdida ni ganancia de energía cinética, aunque puede existir transferencia de energía entre las moléculas que chocan.
5. La energía cinética media de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas; se considera nula en el cero absoluto     

En el siguiente vídeo se explica lo dicho anteriormente:    

  

ENUNCIADO DE LA LEY GENERAL DE LOS GASES "Los volúmenes ocupados por una misma masa gaseosa son directamente proporcionales a las temperaturas absolutas correspondientes e inversamente proporcionales a las presiones soportadas".

-"Cada uno de nosotros forjamos las cadenas que arrastramos en nuestras vidas" 

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR 2DA PARTE