Principios Esenciales de la Teoría Cinética y Cinético-Molecular de los Gases

Teoría Cinética de los Gases: Fundamentos y Postulados Clave

El modelo cinético fue introducido por Bernoulli en 1738 y desarrollado matemáticamente en los términos actuales por Clausius en 1857, una vez que había quedado establecido el principio de conservación de la energía y comprendida la naturaleza del calor.

Postulados Fundamentales:

• a) Un gas está constituido por un número enorme de moléculas en movimiento incesante y caótico, chocando entre sí y con las paredes del recipiente. Las colisiones son perfectamente elásticas.
• b) Las moléculas del gas se comportan como partículas puntuales sin interacción entre ellas, salvo en el instante del choque, ocupando un volumen despreciable frente al del recipiente que las contiene.
• c) Los choques de las moléculas contra las paredes del recipiente son el origen de la presión ejercida por el gas.
• d) La energía cinética media de traslación de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas y tiene el mismo valor para todos los gases a la misma temperatura. Las velocidades de las moléculas a una temperatura dada siguen una distribución gaussiana.

Teoría Cinético-Molecular: Gases y Estados de la Materia

La materia que nos rodea está constituida por partículas en movimiento continuo y desordenado, sometidas a fuerzas atractivas y repulsivas de intensidad variable.

Comportamiento Molecular en Diferentes Estados:

• Gases reales: En los gases reales, las interacciones son muy débiles y las partículas gozan de gran libertad.
• Líquidos: En los líquidos, las fuerzas atractivas son mayores, dando lugar a ordenaciones locales y no permanentes de las partículas.
• Sólidos: En los sólidos, las fuerzas atractivas son tan intensas que las partículas alcanzan un alto grado de ordenación, quedando atrapadas en posiciones fijas en las que solo pueden vibrar (redes cristalinas).

Transiciones de Fase y Energía:

Si se aumenta gradualmente la temperatura de un sólido, las vibraciones de sus partículas rompen las uniones, desmoronándose la red cristalina (fusión) y alcanzando el estado líquido. Si sigue aumentando la temperatura, la energía de las partículas es suficiente para escapar de la influencia de las otras y se alcanza el estado gaseoso (vaporización), en el que las interacciones entre partículas son muy débiles. El proceso puede invertirse sometiendo al gas a un descenso gradual de la temperatura.