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DEPARTAMENTO DE FISICA UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

GASES IDEALES INTRODUCCIÓN
Las dos primeras unidades del programa de cuarto medio estudian temas estrechamente ligados entre si como lo es la teoría cinética, temperatura, calor , termodinámica. Abordaremos algunos conceptos, ideas y leyes que resulta adecuado recordar.

SISTEMA Y MEDIO AMBIENTE: Cuando se hace el estudio de unproblema real, necesariamente se hace sobre la separación restringida de un espacio o de una porción finita de materia. Esta parte aislada es lo que se llama “sistema” lo que está fuera del sistema y que tiene relación directa con su comportamiento se le conoce como “medio ambiente”

sistema

Para describir el estado o condición de un sistema cabe, en general, adoptar un criterio microscópico o bienuno macroscópico. En el enfoque microscópico, una descripción podría comprender los detalles del movimiento de todos los átomos o moléculas que componen el sistema y podemos decir que esto es una situación algo compleja, esto es lo que corresponde a la Teoría Cinética y a la Mecánica Estadística. En el enfoque macroscópico, que es característico de la Termodinámica, el sistema viene descrito sólopor unas cuantas variables, como la presión, la temperatura, el volumen, éstas variables están fuertemente relacionadas con nuestros sentidos y resultan relativamente fácil de medir, así por ejemplo , si se tiene un gas en un recipiente , se necesitaría de tres variables que podría ser el volumen, la presión y la temperatura,( a las variables que permiten describir el estado de un sistema se lesllama “ variables de estado”,) ”,) La descripción macroscópica no implica hipótesis especiales concernientes a la estructura de la materia, además se requiere pocas coordenadas para hacer una descripción del sistema y se pueden medir directamente. Documento confeccionado por Cecilia Toledo Valencia ctoledo@lauca.usach.cl 1

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Las leyes dela Termodinámica son compactas generalizaciones de resultados experimentales y son independientes de cualquier hipótesis que se haga en un enfoque macroscópico. Como antecedente, digamos que la mayor parte de la Termodinámica se desarrolló antes que el modelo molecular de la materia fuese completamente aceptado.

GASES IDEALES Sabemos que la idea de que la materia está constituida por átomosviene de la antigua Grecia, , átomo significa indivisible. Hoy se acepta la teoría atómica por parte de la comunidad científica. El “movimiento browniano” descubierto en 1827 por Robert Brown, hace un aporte importante a la evidencia de la teoría atómico. Este científico observó al microscopio que pequeños granos de polen suspendidos en agua se movían siguiendo trayectorias quebradas, aún cuando elagua parecía en perfecta calma. La teoría atómica permite explicar con cierta facilidad dicho movimiento, bajo la suposición razonable de que los átomos están en movimiento continuamente, así se explica el
movimiento de los granos de polen.

En 1905, Einstein analizó el movimiento browniano en forma teórica y pudo calcular a partir de datos experimentales el tamaño aproximado de la masa de losátomos y moléculas, llegando a calcular que el diámetro de un átomo típico que es de unos 10- 10m. Desde el punto de vista atómico o microscópico, las tres fases de la materia difieren. Átomos y moléculas ejercen fuerzas atractivas entre sí, fuerzas que son de naturaleza eléctrica, manteniendo una distancia mínima de separación (si se acercan mucho se produce una repulsión eléctrica entre loselectrones exteriores).

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Es así que en un sólido las fuerzas atractivas deben ser lo suficiente mente fuertes par que los átomos o moléculas se mantengan en posiciones mas o menos fijas, en una red cristalina Las fuerzas entre lo átomos en un líquido son más débiles de manera que tiene la posibilidad de revolverse...