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13- en un cuerpo sollido, como un metal, o un mineral, las moléculas(o los atomos)están situads en los nudos de una red espacial, geométricamente regular, que se demonima cristal. Los cuerpos solidos son por lo general, policristales, es decir, se presentan como conglomerados de pequeños cristales, adheridos entre si , y orientados de un modo irregular. Los cristales, presentan propiedades deanisotropía, pero los solidos, al tener una conformación policristalina, son en general, isótropos.

Sobre las moléculas(o los atomos) de la red cristalina, actúan fuerzas de interaccion molecular, de naturaleza eléctrica, llamadas fuerzas de corto alcance porque prácticamente desaparecen cuando la separación molecular es de aproximadamente, cuatro veces el tamaño de la misma.

A una determinadatemperatura, las moléculas del solido están vibrando, y para pequeñas amplitudes, es dable imaginar la fuerza intermolecular como una fuerza elástica producida por un resorte ideal que vincula dos masas, como se muestra en la siguiente figura:













X es la separación entre las moléculas y x0 es la separación para la cual F=0

Decimos entonces que:

Las moléculas tienenenergía de vibración, potencial y cinetica y la suma de ambas, es la energía de vibración molecular.

En los cuerpos solidos, la energía interna esta formada, básicamente, por esta energía de vibración molecular.

La neergia interna de un cuerpo esta asociada a la energía de vibración molecular, es una magnitud extensiva: ello significa que a una temperatura dada, depende de la masa o lacantidad de moléculas. A mayor masa, mayor cantidad de moléculas vibrando.

En un liquido, las moléculas también vibran, al igual que en los solidos, aunque lo hacen como mayor amplitud. Las posiciones de equilibrio o centros de oscilación, tienen libertad de moverse, aunque la disposición regular de las moléculas, a diferencia de los solidos, se mantiene dentro de entornos reducidos.

En un gas, lasfuerzas intermoleculares de corto alcance, son prácticamente inexistentes, lo cual permite que las moléculas se trasladen con velocidades muy altas.

Las moléculas de un gas también tienen energía de rotación y de vibración y decimos entonces que:

La energía interna de un gas se compone principalmente de los tres tipos de energía, traslación, rotación y vibración.

Algunas moléculas, comolas de los gases nobles(He, Ar, Ne, etc.) se componen de un solo atomo, por eso se llaman gases monoatómicos. Las moléculas de otros gases, como el O2, el n2, etc., están formadas por 2 atomos y corresponden a los gases biatómicos.

En los gases monoatómicos las moléculas tienen solo movimiento de traslación, pero en los gases cuyas moléculas están formadas por dos o mas atomos, dichas moléculasademás de trasladarse rotan y vibran; por lo tanto a su energía cinetica de traslación agregan la de rotación y vibración.

“la energía interna de un cuerpo es, energía que poseen sus moléculas y que es de vibración en los solidos y liquidos, a lo cual se agregan las energías de traslación y de rotación de las moléculas, en los gases.

Para completar el concepto de nergia interna de un gasresumiremos las diversas formas mediante las cuales sus moléculas pueden almacenar energía:

• Energía cinetica de traslación: en los gases monoatómicos la energía interna esta casi totalmente formada por esta energía.

• Energía cinetica de rotación:las moléculas que están formadas por dos o mas atomos al rotar sobre si mismas almacenan, además de energía de traslación, energía cineticade rotación.

• Energía cinetica de vibración: se debe a que las moléculas, pueden también vibrar además de trasladarse y rotar.

• Energía potencial debida a las fuerzas de interaccion molecular. Se trata de una energía potencial de interaccion mutua debida a la fuerza que ejercen entre si las moléculas; puede compararse a la energía potencial almacenada al separar dos cuerpos...