Introducción

Introducción a la Teoría Cinético molecular

La Teoría cinética molecular se basa en el hecho de que todo lo que nos rodea está formado por unas partículas muy pequeñas llamadas moléculas. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerzas atractivas, llamadas Fuerzas de Cohesión. Las moléculas, al estar en movimiento, se encuentran a una cierta distancia una de otras. Cuando aumenta la temperatura las moléculas se mueven más rápido.
Con este modelo puede explicarse perfectamente el hecho de que la materia pueda encontrarse en los estados liquido, solido y gaseoso y cambiar de uno a otro dependiendo de la temperatura a la cual se encuentre.




Los postulados de esta teoría son los siguientes:

* La materia está constituida por partículas que pueden ser átomos o moléculas. Las propiedades químicas de las moléculas dependen de su composición. Las propiedades físicas sin embargo, dependen de las fuerzas que las moléculas ejercen entre sí y de la distancia que las separa. 

* Estas partículas están en continuo movimiento aleatorio. En los sólidos y líquidos los movimientos están limitados por las fuerzas cohesivas, las cuales hay que vencer para fundir un sólido o evaporar un líquido. La energía depende de la temperatura. A mayor temperatura más movimiento y mayor energía cinética. 

* Las moléculas obedecen las leyes del movimiento de Newton. En los choques entre las moléculas , su movimiento lineal y su energía cinética no cambian ya que las colisiones entre partículas son elásticas. En una colisión la energía cinética de una partícula se transfiere a otra sin pérdidas de la energía global.

Explicación de la teoría

ESTADO SÓLIDO. las moléculas están muy juntas y se mueven alrededor ; las fuerzas de cohesión son muy grandes.









En el ESTADO LÍQUIDO las moléculas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son menos intensas, impiden que las moléculas puedan independizarse.





En el ESTADO GASEOSO las moléculas están totalmente separadas unas de otras y se mueven libremente; no existen fuerzas de cohesión.




Sí aumentamos la temperatura de un sólido, sus moléculas se moverán rapido y aumentarán la distancia entre ellas, las fuerzas de cohesión disminuyen y llegará un momento en que éstas fuerzas son incapaces de mantener las moléculas en posiciones fijas, las moléculas pueden entonces desplazarse el sistema material se convertirá en líquido.



Si la temperatura del líquido continúa aumentando, las moléculas aumentarán aún más su rapidez, la distancia media entre ellas irá aumentando y las fuerzas de cohesión van disminuyendo hasta que finalmente las moléculas pueden liberarse unas de otras, ahora el conjunto de moléculas estarán en estado gaseoso.

Si disminuimos la temperatura de un conjunto de moléculas en estado gaseoso, disminuye la rapidez de las moléculas y esto hace posible que al acercarse las moléculas casualmente, las fuerzas de cohesión, que siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, el conjunto de moléculas pasará al estado líquido.



FUENTE: Lecciones de fisica, Felix, Oyarzabal, Velasco ed:CECSA

LA TEORÍA CINÉTICA

Si observamos el mundo que nos rodea, no tardamos en descubrir que la materia ordinaria a la que estamos acostumbrados se presenta ante nosotros en tres fases: sólida, líquida y gaseosa. Sí, pero también percibimos que la materia puede cambiar de fase. Cuando el hielo se calienta, se convierte en agua y si ésta se calienta, llega a un proceso violento de la ebullición, y finalmente el agua se convierte en vapor, un gas.

    El problema que surge al estudiar las relaciones entre las fases y el suministro de energía que llamamos calentamiento se ha planteado en términos de átomos lo cual ha permitido entender esos procesos y muchos más con gran éxito. La rama de la física que estudia todo esto se conoce como teoría cinética de la materia y nació con el trabajo del físico y matemático suizo D. Bernoulli en el siglo XVIII. La pregunta que se trata de contestar en este campo es: ¿cómo se manifiesta macroscópicamente la estructura microscópica de un cuerpo?.
    En efecto, en la mecánica clásica se pretende saber dónde cuándo está un cuerpo que sufre la acción de una fuerza conocida y que estaba en cierto lugar en un instante dado y que se movía con cierta velocidad; en otras palabras, si conocemos la fuerza que actúa sobre un objeto y las condiciones (posición y velocidad) que tenía en determinado momento, es posible saber donde estará en cualquier tiempo posterior. Pero en la teoría cinética de la materia, el número de partículas (átomos o moléculas) que entran en juego es tan grande (billones de billones) que no es posible ni siquiera intentar plantear el problema en los términos de la materia clásica.
    En la teoría cinética el tipo de pregunta se refiere al comportamiento promedio o a la probabilidad de que alguna determinada cantidad esté entre un valor y otro. Por ejemplo, en un gas a cierta temperatura y presión, ¿qué porcentaje de sus moléculas tienen una velocidad cuya magnitud esté comprendida entre V₁ y V₂, ¿cuál es la energía cinética promedio de las moléculas en el gas?.
    La teoría cinética debe explicar también el comportamiento de los gases, líquidos y sólidos, así como los cambios de una de estas fases a otra; debe poderse aplicar a reacciones químicas, a los procesos de conductividad térmica, de viscosidad y a muchos otros fenómenos.
    Los grandes fundadores de la teoría cinética, después del trabajo pionero de Bernoulli, fueron Maxwell, el mismo del electromagnetismo, y el físico austriaco L. Boltzmann. 

Fuente: Cómo acercarse a la física. Juan Manuel Lozano. Edit. Limusa. Pp. 183. págs. 123 y 124