Teoría cinética molecular

Las leyes de los gases desarrolladas por Boyle, Charles y Gay-Lussac, que establecieron las principales relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas, están basadas en observaciones empíricas y describen el comportamiento de los gases en términos macroscópicos.

Sin embargo, existe otra opción para aproximarse al comportamiento de los gases: a través de la teoría atómica que postula, básicamente, que todas las sustancias están compuestas por un gran número de pequeñas partículas (moléculas o átomos). 

En principio, las propiedades observables de cualquier gas (presión, volumen y temperatura) están directamente ligadas a las moléculas que lo componen.

La teoría cinética molecular consta de cinco postulados que describen el comportamiento de las moléculas en un gas. Estos postulados se basan en algunas nociones físicas y químicas muy simples y básicas, aunque también involucran algunas suposiciones con el fin de simplificar los postulados.

Postulados de la teoría cinética molecular

Estos son los principales postulados de la teoría cinética molecular:

  1. Un gas consiste en un conjunto de pequeñas partículas que se trasladan con movimiento rectilíneo y obedecen las leyes de Newton.
  2. Las moléculas de un gas no ocupan volumen.
  3. Los choques entre las moléculas son perfectamente elásticos (esto quiere decir que no se gana ni se pierda energía durante el choque).
  4. No existen fuerzas de atracción ni de repulsión entre las moléculas.
  5. El promedio de energía cinética de una molécula es de 3kT/2 (siendo T la temperatura absoluta y k la constante de Boltzmann).

¿Qué significan estos postulados?

Según el modelo cinético molecular que se toma como válido hoy en día, como decíamos, todo material que vemos está formado por partículas muy pequeñas llamadas moléculas. Estas moléculas están en movimiento continuo y se encuentran unidas por la fuerza de cohesión que existe entre moléculas de una misma materia. Entre una y otra hay un espacio vacío, ya que están en continuo movimiento.

Cuando las moléculas están muy juntas y se mueven en una posición fija, las fuerzas de cohesión son muy grandes. Es el estado sólido de la materia. En cambio cuando están algo más separadas y la fuerza de cohesión es menor, lo que les permite cambiar de posición libremente de forma independiente, estamos en presencia de un líquido.

En el estado gaseoso, las moléculas están totalmente separadas unas de otras y se mueven libremente. Aquí no existe fuerza de cohesión.

La energía de la materia, su fuerza de cohesión y el movimiento de las moléculas dependen de la temperatura. Es por eso que podemos lograr pasar una materia del estado líquido al gaseoso y del sólido al líquido, si aplicamos la cantidad de energía necesaria en forma de temperatura.

Esta teoría también describe el comportamiento y las propiedades de los gases. Todos los gases están formados por moléculas que se encuentran en movimiento continuo. Es un movimiento rápido, rectilíneo y aleatorio. Las moléculas de los gases están muy separadas entre sí y no ejercen fuerzas sobre otras moléculas, a excepción de cuando se produce una colisión.

Las propiedades de los gases se describen en términos de presión, volumen, temperatura y número de moléculas. Estos son los parámetros que se usan para definir a los gases.

¿Conocías la teoría cinética molecular? ¿Alguna vez has experimentado en cambiar de estado a algún elemento y pasarlo de sólido a líquido, y luego a gas?

 

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