Química - Teoría cinética de los gases - Tarea 6-5-08

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.

Ludwig Edward Boltzmann (Viena, 20 de febrero de 1844 - Duino, Italia, 5 de septiembre de 1906) fue un físico austriaco pionero de la mecánica estadística. Nacido en Viena, por entonces parte del Imperio Austrohúngaro, se suicidó en 1906 por ahorcamiento durante unas vacaciones en Duino, cerca de Trieste. El motivo que le llevó al suicidio permanece poco claro, pero pudo haber estado relacionado con su resentimiento al ser rechazado, por la comunidad científica de entonces, su tesis sobre la realidad del átomo y las moléculas —una creencia compartida, sin embargo, por Maxwell en Inglaterra y Gibbs en Estados Unidos; y por la mayoría de los químicos desde los descubrimientos de John Dalton en 1808—.

James Clerk Maxwell (Edimburgo, 13 de junio de 1831- Cambridge, Reino Unido, 5 de noviembre de 1879). Físico escocés conocido principalmente por haber desarrollado un conjunto de ecuaciones que expresan las leyes básicas de la electricidad y magnetismo así como por la estadística de Maxwell-Boltzmann en la teoría cinética de gases.

Maxwell fue una de las mentes matemáticas más preclaras de su tiempo y se le representa frecuentemente como el ejemplo del científico clásico del siglo XIX cuya influencia se deja notar grandemente en la física del siglo XX habiendo hecho contribuciones fundamentales en la comprensión de la naturaleza. En 1931 con motivo de la conmemoración del centenario de su nacimiento Albert Einstein describió el trabajo de Maxwell como «el más profundo y provechoso que la física ha experimentado desde los tiempos de Newton».

En 1738 Daniel Bernouilli dedujo la Ley de Boyle aplicando a las moléculas las leyes del movimiento de Newton, pero su trabajo fue ignorado durante más de un siglo.

Los experimentos de Joule demostrando que el calor es una forma de energía hicieron renacer las ideas sostenidas por Bernouilli y en el período entre 1848 y 1898, Joule, Clausius, Maxwell y Boltzmann desarrollaron 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 .

En 1905 Einstein aplicó la teoría cinética al movimiento browniano de una partícula pequeña inmersa en un fluido y sus ecuaciones fueron confirmadas por los experimentos de Perrín en 1908, convenciendo de esta forma a los energéticos de la realidad de los átomos. La teoría cinética de los gases utiliza una descripción molecular para explicar el comportamiento macroscópico de la materia y se basa en los siguientes postulados:

ü Los gases están constituidos por partículas que se mueven en línea recta y al azar

ü Este movimiento se modifica si las partículas chocan entre sí o con las paredes del recipiente

ü El volumen de las partículas se considera despreciable comparado con el volumen del gas

ü Entre las partículas no existen fuerzas atractivas ni repulsivas

ü Entre las partículas no existen fuerzas atractivas ni repulsivas

Así pues, la causa de la presión son los choques contra las paredes. P=f(V,n, T). Al aumentar el número de moles aumenta P porque lo hace el número de choques por unidad de tiempo. Un cambio en el Volumen da lugar a un cambio en la frecuencia de choque y, por tanto, en la presión, y, un aumento de la temperatura da lugar a un aumento de la velocidad de las moléculas, lo que hace que choquen con más fuerza y más frecuentemente.