la teoria cinetica

Teoría cinética

Para otros usos de este término, véase Cinética.
La teoría cinética de los gases es una teoría física que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases a partir de una descripción estadística de los procesos moleculares microscópicos. La teoría cinética se desarrolló con base en los estudios de físicos como Ludwig Boltzmann y James Clerk Maxwell a finales del siglo XIX. edentidades Los principios fundamentales de la teoría cinética son los siguientes:
Los gases están compuestos de moléculas en movimiento aleatorio. Las moléculas sufren colisiones aleatorias entre ellas y las paredes del recipiente contenedor del gas.
Las colisiones entre las moléculas del gas y las paredes del recipiente contenedor son elásticas.
Adicionalmente, si el gas está en el interior de un recipiente, las colisiones con sus paredes se asume que son instantáneas y perfectamente elásticas.
Están en constante movimiento, chocando entre ellas y contra las paredes del recipiente que lo contiene.
Las fuerzas de atracción entre las Moléculas son Despreciables
Estos postulados describen el comportamiento de un gas ideal. Los gases reales se aproximan a este comportamiento ideal en condiciones de baja densidad y temperatura.
Contenido[ocultar]
1 Presión
2 Temperatura
3 Velocidad promedio de las moléculas
4 Véase también
5 Enlaces externos
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Presión [editar]
En el marco de la teoría cinética la presión de un gas es explicada como el resultado macroscópico de las fuerzas implicadas por las colisiones de las moléculas del gas con el recipiente contenedor o cualquier otro cuerpo en contacto, puede definirse por lo tanto haciendo referencia a las propiedades microscópicas del gas.
En efecto, para un gas ideal con N moléculas, cada una de masa m y moviéndose con una velocidad aleatoria promedio vrms contenido en un volumen cúbico V las partículas del gas impactan con las paredes del recipiente de una manera que puede calcularse de manera estadística intercambiando momento lineal con las paredes en cada choque y efectuando una fuerza neta por unidad de área que es la presión ejercida por el gas sobre la superficie sólida.
La presión puede calcularse como

Este resultado es interesante y significativo no sólo por ofrecer una forma de calcular la presión de un gas sino porque relaciona una variable macroscópica observable, la presión, con la energía cinética traslacional promedio por molécula, 1/2 mvrms², que es una magnitud microscópica no observable directamente. Nótese que el producto de la presión por el volumen del recipiente es dos tercios de la energía cinética total de las moléculas de gas contenidas.

Temperatura [editar]
La ecuación superior nos dice que la presión de un gas depende directamente de la energía cinética molecular. La ley de los gases ideales nos permite asegurar que la presión es proporcional a la temperatura absoluta. Estos dos enunciados permiten realizar una de las afirmaciones más importantes de la teoría cinética: La energía molecular promedio es proporcional a la temperatura. La constante de proporcionales es 3/2 la constante de Boltzmann, que a su vez es el cociente entre la constante de los gases R entre el número de Avogadro. Este resultado permite deducir el principio o teorema de equipartición de la energía.
La energía cinética por Kelvin es:
Por mol 12,47 J
Por molécula 20,7 yJ = 129 μeV
En condiciones estándar de presión y temperatura (273,15 K) se obtiene que la energía cinética total del gas es:
Por mol 3406 J
Por molécula 5,65 zJ = 35,2 meV
Ejemplos:
Dihidrógeno (peso molecular = 2): 1703 kJ/kg
Dinitrógeno (peso molecular = 28): 122 kJ/kg
Dioxígeno (peso molecular = 32): 106 kJ/kg

Velocidad promedio de las moléculas [editar]
De las fórmulas para la energía cinética y la temperatura se tiene
= 24.940 T / peso molecular
donde v se mide en m/s yT en grados kelvin.
Para una temperatura estándar la velocidad promedio de las moléculas de gas son:
Dihidrógeno 1846 m/s
Dinitrógeno 493 m/s
Dioxígeno 461 m/s
Las velocidades más probables son un 81,6% de estos valores.
Teoría cinética molecular de los estados de la materia:
Esta teoría describe el comportamiento y las propiedades de la materia en base a cuatro postulados:
La materia está constituida por partículas que pueden ser átomos ó moléculas cuyo tamaño y forma característicos permanecen el estado sólido, líquido ó gas. Estas partículas están en continuo movimiento aleatorio. En los sólidos y líquidos los movimientos están limitados por las fuerzas cohesivas, las cuales hay que vencer para fundir un sólido ó evaporar un líquido. La energía depende de la temperatura. A mayor temperatura más movimiento y mayor energía cinética. Las colisiones entre partículas son elásticas. En una colisión la energía cinética de una partícula se transfiere a otra sin pérdidas de la energía global. La teoria cinetico molecular nos describe el comportamiento y las propiedades de los gases de manera teórica. Se basa en las siguientes generalizaciones.
Todos los gases tienen átomos ó moléculas en continuo movimiento rápido, rectilíneo y aleatorio. Los átomos ó moléculas de los gases están muy separados entre sí, y no ejercen fuerzas sobre otros átomos ó moléculas salvo en las colisiones. Las colisiones entre ellos o con las paredes son igualmente elásticas. Los gases que cumplen estas condiciones se denominan ideales. En realidad estos gases no existen, pero los gases reales presentan un comportamiento similar a los ideales en condiciones de baja presión alta temperatura. En general los gases son fácilmente compresibles y se pueden licuar por enfriamiento ó compresión. Las propiedades y cantidades de los gases se explicar en términos de presión, volumen, temperatura y número de moléculas, estos cuatro son los parámetros usados para definir la situación de un gas.

Véase también [editar]
Distribución de Boltzmann
Ley de los gases ideales

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