Teoría Cinética de los gases

jOSÉ ISRAEL ALTAMIRANO MORALES
Teoría Cinética de los gases
QUIMICA II

3I-V




Índice



Portada……………………………………………………………………………………….1

Índice…………………………………………………………………………………………..2

Introducción………………………………………………………………………………..3

Desarrollo……………………………………………………………………………………4

Conclusión.………………………………………………………………………………….9

Referencias…………………………………………………………………………………10Introducción

En este trabajo estudiaremos un sistema de muchas partículas y consideraremos la conducta promedio de sus constituyentes microscópicos. En particular, se calculará la presión ejercida por el sistema de partículas en términos de los choques que experimentan las moléculas del gas contra las paredes del recipiente.
El objetivo del programa es el de relacionar las variables presión, volumeny temperatura, en un modelo de gas ideal bidimensional. Así como la de conocer la interpretación cinética de la presión y de la temperatura de un gas.
El gas ideal bidimensional está encerrado en un recipiente que dispone de un pistón móvil, de modo que se puede aumentar o disminuir el volumen (área) del gas. Las moléculas se colocan inicialmente en posiciones aleatorias, las direcciones de susvelocidades también son aleatorias, y sus magnitudes son iguales y proporcionales a la raíz cuadrada de la temperatura. Tenemos de este modo un sistema de partículas en equilibrio a la temperatura T, que chocan elásticamente entre sí y con las paredes del recipiente.
El programa calcula el cambio de momento lineal que experimentan las moléculas al chocar con el émbolo, y divide este cambio entreel tiempo. El cociente es una medida de la fuerza que ejerce el émbolo sobre las moléculas del gas, o también se puede interpretar como una medida de la presión del gas.
El programa interactivo, también nos permite observar el vector velocidad asociado a cada molécula, y comó dicho vector cambia de orientación pero no de módulo cuando una molécula choca con la pared del recipiente, pero cambia demódulo y dirección cuando se produce una colisión entre dos moléculas.
Vemos que partiendo de una distribución inicial en el que las velocidades de las moléculas son iguales en módulo, al cabo de un cierto tiempo unas moléculas tienen mayor velocidad y otras moléculas tienen menor velocidad. La distribución de velocidades cuando se alcanza el equilibrio sigue la ley de distribución de Maxwell.Desarrollo
La teoría cinética de los gases es una teoría física y química que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases (Ley de los gases ideales), a partir de una descripción estadística de los procesos moleculares microscópicos. La teoría cinética se desarrolló con base en los estudios de físicos como Daniel Bernoulli en el siglo XVIII y Ludwig Boltzmann y JamesClerk Maxwell a finales del siglo XIX.

Esta rama de la física describe las propiedades térmicas de los gases. Estos sistemas contienen números enormes de átomos o moléculas, y la única forma razonable de comprender sus propiedades térmicas con base en la mecánica molecular, es encontrar determinadas cantidades dinámicas de tipo promedio y relacionar las propiedades físicas observadas delsistema con estas propiedades dinámicas moleculares en promedio. Las técnicas para relacionar el comportamiento macroscópico global de los sistemas materiales con el comportamiento promedio de sus componentes moleculares constituyen la mecánica estadística.
Historia

Portada de Hydrodynamica
Aproximadamente en el 50 a.C., el filósofo romano Lucretius propuso que los cuerpos macroscópicos,aparentemente estáticos, estaban compuestas a pequeña escala de átomos que se movían rápidamente despidiéndose unos de otros.1 Este punto de vista atomista epicúreo fue raramente considerado en siglos posteriores, cuando las ideas aristotélicas eran las dominantes.

En 1738 Daniel Bernoulli publicó la obra Hydrodynamica, sentando las bases de la teoría cinética de los gases y planteando los argumentos,...