Teoría Cinético-Molecular de los Gases y Propiedades de la Materia

Teoría Cinético-Molecular de los Gases

Para explicar el comportamiento de los gases, los científicos J. Clausius, J. Maxwell y L. Boltzmann desarrollaron en el siglo XIX la teoría cinético-molecular.

• Todos los gases están constituidos por un gran número de partículas tan pequeñas que no se pueden ver con el microscopio.
• Estas partículas ocupan un volumen muy pequeño comparado con el volumen del recipiente que contiene el gas. En estos choques no hay pérdida de energía.
• El movimiento queda determinado por dos tipos de fuerzas: unas atractivas, que tienden a mantener las partículas unidas, y otras fuerzas repulsivas que tienden a alejarlas.

Estados de Agregación

• Sólidos: Las partículas están muy aproximadas, aunque hay huecos entre ellas. Las fuerzas mantienen unidas las partículas en posiciones fijas, aunque vibran en torno a esas posiciones.
• Líquidos: Las partículas se mantienen a distancias similares a las de los sólidos. Las partículas se mantienen unidas por fuerzas más débiles que en los sólidos. Esto permite el deslizamiento de unas sobre otras y justifica su movilidad y adaptación al recipiente (fluidez).
• Gases: Las partículas se mantienen alejadas unas de otras. Las fuerzas de atracción son muy débiles y las partículas están muy separadas, se mueven en todas las direcciones y chocan con las paredes del recipiente.

Cambios de Estado

• Fusión: El paso de una sustancia desde estado sólido a líquido. El proceso inverso es el paso de líquido a sólido y se llama solidificación.
• Vaporización: El paso de una sustancia desde estado líquido a gaseoso y puede ocurrir de dos formas diferentes:
  • Evaporación: Ocurre en la superficie de los líquidos y a cualquier temperatura (en un charco a temperatura ambiente).
  • Ebullición: Una vaporización tumultuosa que se realiza en toda la masa líquida. Para una presión determinada, cada líquido tiene una temperatura de ebullición.
• El cambio de estado gaseoso a líquido se llama condensación.
• Sublimación: El paso directo desde el estado sólido a gas, y al revés, sublimación regresiva. A presión atmosférica solo subliman algunas sustancias como el yodo o la naftalina.

Propiedades de los Sistemas Materiales

Todos los objetos que nos rodean son materia y cada objeto, considerado individualmente, constituye un sistema material. El gas encerrado en un globo, un océano... son sistemas materiales. Todos ellos tienen masa y ocupan un espacio, es decir, si hay un sistema material, no puede colocarse otro.

• Materia: Todo aquello que ocupa un espacio y tiene masa.
• Sistema Material: Una porción de materia que se considera de forma aislada para su estudio.
• Sustancia: Tipo concreto de materia.

Tipos de Propiedades

• Propiedades Generales: La masa. El valor de estas proporciones no aporta información sobre el tipo de sustancia que constituye el sistema.
• Propiedades Específicas: Dependen de la clase de sustancia que constituye el sistema, pero no de su cantidad ni de su forma.

Masa y Volumen

• Masa: Mide la cantidad de materia que posee un cuerpo. Característica de los sistemas materiales. Su masa no depende de la forma ni del grado de división del sistema internacional. Un sistema material es cerrado cuando su masa permanece constante.
• Volumen: Indica la cantidad de espacio que ocupan. No depende de la forma ni del grado de división del sistema internacional. Puede depender de otros factores, como la presión o la temperatura.

Densidad

El cociente entre masa y volumen. La densidad de una sustancia es la masa que corresponde a un volumen unidad de la misma.

Estados de Agregación de los Sistemas Materiales

• Sólidos:
  • Volumen fijo.
  • Forma fija.
  • No pueden comprimirse.
  • No fluyen.
  • Se llaman cristales si sus partículas están ordenadas y si no, amorfos.
• Líquidos:
  • Volumen fijo.
  • No forma fija.
  • Poco comprensibles.
  • Difunden o fluyen por sí mismos.
• Gases:
  • Ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene.
  • No tienen forma fija.
  • Fácilmente comprensibles.
  • Difunden.