Teoría Cinética de los Gases

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Teoría Cinética de los Gases

Mensaje  susanita el Miér Jul 29, 2009 12:11 pm

TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

Con la llegada de la teoría atómica de la materia, las leyes empíricas antes mencionadas obtuvieron una base microscópica. El volumen de un gas refleja simplemente la distribución de posiciones de las moléculas que lo componen. Más exactamente, la variable macroscópica V representa el espacio disponible para el movimiento de una molécula. La presión de un gas, que puede medirse con manómetros situados en las paredes del recipiente, registra el cambio medio de momento lineal que experimentan las moléculas al chocar contra las paredes y rebotar en ellas. La temperatura del gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas, por lo que depende del cuadrado de su velocidad. La reducción de las variables macroscópicas a variables mecánicas como la posición, velocidad, momento lineal o energía cinética de las moléculas, que pueden relacionarse a través de las leyes de la mecánica de Newton, debería de proporcionar todas las leyes empíricas de los gases. En general, esto resulta ser cierto.
La teoría física que relaciona las propiedades de los gases con la mecánica clásica se denomina teoría cinética de los gases. Además de proporcionar una base para la ecuación de estado del gas ideal, la teoría cinética también puede emplearse para predecir muchas otras propiedades de los gases, entre ellas la distribución estadística de las velocidades moleculares y las propiedades de transporte como la conductividad térmica, el coeficiente de difusión o la viscosidad.

El estado gaseoso es una forma en que se manifiesta la materia y se caracteriza por presentar las siguientes características:

• No tiene forma definida, adquiere la del recipiente que lo contiene.
• No presenta un volumen definido ya que, ocupa todo el espacio del recipiente
donde se contiene.
• Debe mantenerse en recipientes cerrados.
• Son comprimibles o compresibles.
• Forman mezclas homogéneas (se difunden completamente las partículas de un
gas en otro).
• Las partículas de un gas están muy separadas unas de otras.
• La energía cinética que poseen las partículas de un gas es elevada comparada con
los otros estados de la materia.
• Sus partículas ejercen presión sobre las paredes del recipiente que las contiene.

Teoría cinética molecular.
Intenta explicar el comportamiento de un gas ideal; basado en los siguientes postulados:

• Un gas está compuesto de diminutas partículas (Átomos o moléculas)
• Estas partículas son tan pequeñas en comparación a la distancia que las separa, el
volumen de las partículas es despreciable.
• Éstas partículas tienen un movimiento aleatorio constante y choca contra las
paredes del recipiente que las contiene. Estos choques ocasionan la presión que
ejerce el gas.
• Se supone que estas partículas no se atraen o se repelen entre sí.
• La energía cinética promedio de las partículas del gas es directamente proporcional
a la temperatura del gas en grados kelvin.

Tabla de densidades de algunas sustancias comunes, en kg/m³, a 0 ºC y presión de una atm
Sustancia Densidad
Helio 0.180
Hidrógeno 0.090
Oxígeno 1.430
Aire 1.293

La velocidad media de las moléculas en un gas de densidad ρ, bajo una presión absoluta P, está dada por los términos reordenados

v= √3P/ ρ

v= velocidad media
P=presión absoluta
ρ= densidad

Calcular la velocidad media de las moléculas del hidrógeno en un gas de presión atmosférica normal a temperatura ambiente

En el sistema MKSA la presión normal es de P= 1.013 x 105 N/m² y la densidad del gas hidrógeno a la temperatura normal de 0ºC se leerá en la tabla, siendo p= 0.09Kg/m³. Sustituyendo directamente estos valores en la ecuación tendremos:

V= √3x1.013 x 105 N/m²
0.090Kg/m³

V=1838 m/s
Bibliografía:
http://www.cecyt15.ipn.mx/polilibros/quimica_ii/quimica_II/paguinas/unidad_vii.htm

susanita

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