Teoria cinetica de los gases de maxwell

TEORIA CINETICA DE LOS GASES DE MAXWELL

Esta teoría fue propuesta por primera vez por Bernoulli en 1738, y mas tarde por Clausius, Maxwell, Boltzamann, Van der Waals y Jeans la ampliaron y la mejoraron.

La teoría fundamenta lo siguiente:

• Se considera que los gases están constituidos por diminutas partículas discretas llamadas moléculas de igual masa y tamaño en un mismo gas perodiferentes para gases distintos.

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Los trabajos de Clausius añadieron un prestigio considerable a las ideas cinetico-moleculares y prepararon el camino para que James Clerk Maxwell (1831-1879) utilizara su formidable capacidad para el tratamiento matemático y, tras citar a Bernouilli como el antecedente más antiguo de sus ideas, calculase explícitamente la forma funcional que tiene ladistribución de velocidades de un gas monoatómico en equilibrio. Hay que decir, sin embargo, que antes de abordar su trabajo, Maxwell no estaba convencido de que las ideas cinetico-moleculares tuvieran futuro. En una carta enviada a sir George Stokes el 30 de mayo de 1859, Maxwell le resumia el resultado de sus investigaciones sobre las ideas recien publicadas de Clausius:
 
He visto en elPhilosophical Magazine de febrero de 1859, un articulo de Clausius sobre "el camino libre medio de una partícula de aire o gas entre colisiones sucesivas", bajo la hipótesis de que la elasticidad del gas se debe a la velocidad de sus partículas y de que la trayectoria de cada una de ellas es rectilínea excepto cuando llega a las proximidades de otra, sucesos a los que se denomina colisiones... Creo quesería conveniente examinar la hipótesis de partículas actuando unas sobre otras mediante impactos y compararla con los fenómenos que parecen depender de este "camino medio". Por lo tanto, he comenzado por el principio y he desarrollado la teoría de los movimientos y colisiones de partículas libres actuando solo por impacto, aplicándola al problema de la fricción interna de los gases, de la difusión delos gases y de la conducción del calor a través de un gas (sin radiación)... No sé hasta donde se ajustarán estas especulaciones a los hechos, pero si no lo hacen es bueno saber que la teoría de Clausius (o más bien la de Herapath) es equivocada y como, en cualquier caso, me he encontrado capaz de deducir las leyes de movimiento de un sistema de partículas que interactúen entre ellas medianteimpactos, lo he hecho como un simple ejercicio de mecánica.
Los primeros trabajos de Maxwell sobre teoría cinética, presentados por él intencionadamente en una forma que fuese independiente de las especulaciones sobre los gases, se publicaron en 1860 en el Philosophical Magazine. Paradójicamente, con ellos se cerró definitivamente la etapa de especulación más o menos semi-cuantitativa sobre laconstitución molecular de los gases porque, lo que para Maxwell era un mero ejercicio de mecánica, cuya probable consecuencia sería la refutación de las ideas y especulaciones de la teoría cinética, no solo fundamentó dichas ideas sobre una base más firme, sino que estableció los fundamentos de la mecánica estadística actual.
Sin embargo, el aumento del crédito concedido a la teoría cinética tras lostrabajos de Maxwell no se debió sólo a la elegancia y profundidad de los argumentos teóricos empleados por éste. Uno de los resultados de la teoría indicaba que la viscosidad y la densidad de un gas deben ser independientes y ello le sugirió a Maxwell un experimento crucial, porque la teoría alternativa afirmaba que la viscosidad debía de crecer cuando lo hiciera la densidad. El experimento en elque el propio Maxwell probó la constancia de la viscosidad de un gas cuando, manteniéndolo a temperatura constante, se varia la presión a la que está sometido, fue decisivo en la conversión de los científicos de la época a las ideas cinético-moleculares. A pesar de este resultado positivo, el propio Maxwell creyó haber encontrado argumentos cuantitativos que probaban que la teoría cinítica no...