TEORÍA CINÉTICA DE GASES

Vista previa del material en texto

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA PESQUERA Y ALIMENTOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ASIGNATURA:
FÍSICA II
DOCENTE:
AGUILAR CASTRO GUILLERMO SANTIAGO
TEMA:
TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES
INTEGRANTES:
● Mato Alfaro Daryl
● Serpa Ticllacuri Noemi
● Sucapuca Maruyama, Diana
● Torres Lazaro Angela
● Yman Avila, Sol
.
Bellavista, Callao
2023
Resumen
La teoría cinética de gases es una rama fundamental de la física que se centra en el estudio
del comportamiento de los gases en términos de las partículas microscópicas que los
componen. Esta teoría proporciona una descripción detallada de cómo se mueven y se
interactúan las partículas en un gas, y ha sido crucial para el avance de nuestra comprensión
de fenómenos relacionados con la termodinámica, la física de fluidos y muchos otros campos
científicos.
En esencia, la teoría cinética de gases postula que un gas consiste en un conjunto de
partículas, ya sean átomos o moléculas, en constante movimiento y colisión entre sí. A partir
de esta premisa, se derivan una serie de principios fundamentales que nos permiten
comprender y predecir el comportamiento macroscópico de los gases.
Uno de los conceptos centrales de esta teoría es que las partículas en un gas se mueven en
línea recta hasta que chocan entre sí o con las paredes del contenedor. Estas colisiones son el
resultado de las fuerzas de atracción y repulsión entre las partículas, y su comportamiento se
rige por las leyes de la física clásica, como la conservación de la energía y del momento.
Además del movimiento aleatorio de las partículas, la teoría cinética de gases también
considera otras propiedades importantes. Por ejemplo, se postula que las partículas tienen
energía cinética asociada a su movimiento, y que esta energía es proporcional a la
temperatura del gas. Esto implica que, a medida que aumenta la temperatura, las partículas se
mueven más rápido y tienen mayor energía cinética.
Otro aspecto relevante de esta teoría es la noción de que las partículas de un gas son muy
pequeñas en comparación con la distancia promedio entre ellas. Esto permite tratar al gas
como un medio continuo en muchos casos y simplifica el análisis matemático de su
comportamiento.
En resumen, la teoría cinética de gases proporciona un marco teórico sólido para comprender
cómo se comportan los gases en función de las interacciones entre sus partículas
constituyentes. Su aplicabilidad se extiende a diversas áreas científicas y tecnológicas, desde
la meteorología hasta la industria química y la física de plasmas. A medida que
profundicemos en los conceptos y principios fundamentales de esta teoría, descubriremos
cómo se explican y se relacionan fenómenos tan diversos como la presión, el volumen, la
temperatura y la difusión de los gases.
¡Prepárate para sumergirte en un apasionante viaje a través del mundo invisible y en
constante movimiento! La teoría cinética de los gases te llevará a explorar un reino fascinante
donde las partículas están en constante agitación y colisión. Imagina un frenesí de moléculas,
chocando y rebotando, dando lugar a fenómenos que desafían nuestra percepción. Desde la
impredecible expansión de los globos hasta la temperatura caliente de una taza de café, la
teoría cinética de los gases nos brinda una mirada profunda a la naturaleza esencial de la
materia. En este intrigante viaje, descubriremos los misterios de los gases, revelando cómo la
energía se transmite, cómo la presión se desencadena y cómo la temperatura influye en todo
este asombroso espectáculo. Prepara tu mente para una experiencia explosiva mientras nos
sumergimos en la teoría cinética de los gases. ¡Bienvenido a un mundo en constante
ebullición!
ÍNDICE
I. MARCO TEÓRICO 4
1.1. Definiciones 4
1.2. Principios y Leyes 5
1.2.1. Leyes fundamentales 6
1.2.1.1. Ley de los gases ideales: 6
1.2.1.2. Ley de Boyle-Mariotte: 6
1.2.1.3. Ley de charles-Gay-Lussac: 7
1.2.1.4. Ley avogadro: 7
1.2.1.3. Ley de Dalton: 8
1.2.2. otras predicciones de la teoría cinético-molecular de los gases 8
1.2.2.1. Ley de las mezclas gaseosas 8
1.2.2.2. Ley de la difusión de los gases 8
1.4. Problemas aplicados 9
1.4.1. Ejercicio 1 9
1.4.2. Ejercicio 2 10
1.4.3. Ejercicio 3 10
1.4.4. Ejercicio 4 10
1.5. Aplicación a la ingeniería alimentaria 11
1.6. Investigaciones o avances investigativos en la actualidad 12
1.6.1. Industria Química 12
1.6.2. Ingeniería de Materiales 13
1.6.3. Industria de la Energía 13
1.6.4. Industria Farmacéutica 14
1.6.5. Tecnología de Refrigeración y Aire Acondicionado 15
II. PARTE EXPERIMENTAL 16
III. CONCLUSIONES 16
IV. BIBLIOGRAFÍA 16
I. MARCO TEÓRICO
1.1. Definiciones
Estado gaseoso:
● Teoría Cinética de los gases:
❖ La teoría cinética de los gases describe este estado de materia como
compuesto por partículas diminutas en constante movimiento, con mucha
distancia entre las partículas.
❖ Este modelo de gases explica algunas de las propiedades físicas de los gases.
Debido a que la mayor parte de un gas es espacio vacío, un gas tiene una baja
densidad y puede expandirse o contraerse bajo la influencia apropiada. El
hecho de que las partículas de gas estén en constante movimiento significa que
dos o más gases siempre se mezclarán, ya que las partículas de los gases
individuales se mueven y chocan entre sí.
★ Lo que particulariza a la Teoría Cinética de los Gases es el hecho de centrarse
en explicar las propiedades de los gases (en particular los gases ideales) a
partir de las propiedades cinéticas de sus constituyentes (átomos o moléculas).
❖ Los gases estuvieron entre las primeras sustancias estudiadas en términos del
método científico moderno, el cual se desarrolló en el siglo 1600. No tardó en
reconocer que todos los gases compartían ciertos comportamientos físicos, lo
que sugiere que todos los gases podrían ser descritos por una teoría que lo
abarca todo. Hoy, esa teoría es la teoría cinética de los gases. La teoría cinética
de los gases se basa en los siguientes enunciados:
1. Los gases consisten en diminutas partículas de materia que están en constante
movimiento.
2. Las partículas de gas chocan constantemente entre sí y con las paredes de un
contenedor. Estas colisiones son elásticas, es decir, no hay pérdida neta de energía de
las colisiones.
3. Las partículas de gas están separadas por
grandes distancias, con el tamaño de una
partícula de gas minúsculo en comparación con
las distancias que las separan.
4. No hay fuerzas interactivas (es decir,
atracción o repulsión) entre las partículas de un
gas.
5. La velocidad promedio de las partículas de
gas depende de la temperatura del gas.
● Gases reales
Los gases reales tienen un volumen no siempre despreciable y se atraen entre sí,
cuando una sustancia se encuentra en estado gaseoso, las moléculas que la conforman
se encuentran en movimiento caótico o en desorden constante.
Los gases pertenecen a la realidad y por lo tanto debemos considerarlos como reales.
Para una cierta cantidad de moles de gas, la relación entre sus tres propiedades
(presión, volumen y temperatura) es relativamente compleja. Para tratar de describir
la relación entre estas tres variables y así poder predecir una a partir de las otras dos,
se han descrito diferentes ecuaciones de estado de los gases reales, tales como la
ecuación de Van der Waals, que caracterizan el comportamiento de los gases en
términos de cuatro variables (denominadas variables de estado): presión (P), volumen
(V), temperatura (T) y número de moles del gas (n).
● Gases ideales
Un gas ideal (o perfecto) es un gas inexistente que debe cumplir ciertas leyes, que nos
puede llevar a comprender el comportamiento de los gases reales, con ciertas
desviaciones positivas o negativas de la idealidad.
Un gas ideal es un gas que sigue exactamente las afirmaciones de la teoría cinética.
Desafortunadamente, los gases reales no son ideales. Muchos gases se desvían
ligeramente de estar perfectamente de acuerdo con la teoría cinética de los gases. Sin
embargo, la mayoría de los gases seadhieren a las afirmaciones, y la teoría cinética de
los gases es bien aceptada por la comunidad científica.
No es cierto que haya dos tipos de gases: todos los gases son reales. Y en la
medida en que un gas real se encuentre en las condiciones que propicien la
dilatación, se parecerá más al modelo de gas ideal. Cuanto más dilatado esté,
más se parecerá al modelo y la ecuación de estado del gas ideal funcionará
mejor.
1.2. Principios y Leyes
Esta teoría se basa en una serie de principios fundamentales que describen la naturaleza y el
movimiento de las partículas que componen un gas.
Entre los postulados teóricos están:
- Las partículas de un gas no tienen tamaño ni volumen propio:
Al ser diminutas partículas las interacciones son insignificantes, excepto durante
colisiones.
- Las partículas de un gas se encuentran en constante movimiento aleatorio y
desordenado:
Este movimiento se produce en línea recta hasta que colisiona con otra partícula o con
las paredes del recipiente modificando su dirección.
- Las colisiones entre partículas y las colisiones con las paredes del recipiente son
perfectamente elásticas:
Esto significa que no hay pérdida de energía cinética durante las interacciones y el
total de energía se conserva antes y después de las colisiones.
- La presión de un gas se debe a las colisiones de las partículas con las paredes del
recipiente:
Cuanto más rápido se mueven las partículas y más frecuentes sean las colisiones,
mayor será la presión.
1.2.1. Leyes fundamentales
1.2.1.1. Ley de los gases ideales:
La ley de los gases ideales es una aproximación teórica que describe el comportamiento de
los gases en condiciones ideales. Se basa en una serie de supuestos simplificadores sobre el
comportamiento de las partículas gaseosas.
La ley establece que:
1. Los gases están compuestos por partículas puntuales y sin volúmenes, es decir, no
ocupan espacio en comparación con el volumen total del gas.
2. Las partículas gaseosas se mueven en trayectorias aleatorias y rectilíneas,
3. Las colisiones entre partículas o con las paredes del recipiente son elásticas, lo que
significa que no hay pérdida de la energía cinética.
4. No hay fuerzas intermoleculares significativas entre las partículas gaseosas.
1.2.1.2. Ley de Boyle-Mariotte:
La Ley de Boyle sugiere que existe una relación inversa entre la presión y el volumen de un gas
cuando la temperatura se mantiene constante. Esto significa que si se realiza un cambio en la
presión de un gas y se mantiene constante la temperatura, el volumen del gas cambiará en la
dirección opuesta.
La ley implica que cuando la presión de un gas aumenta, las partículas gaseosas se comprimen más,
lo que resulta en una disminución en el volumen ocupado por el gas. Por el contrario, si la presión
disminuye, las partículas gaseosas tienen más espacio para moverse y el volumen del gas aumenta
1.2.1.3. Ley de charles-Gay-Lussac:
La ley de Charles -Gay-Lussac o la ley de los volúmenes de combinación, sugiere que, a
presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura
absoluta. Esta ley establece que cuando la temperatura de un gas aumenta y cuando
disminuye, el volumen del gas también disminuye, siempre y cuando la presión se mantenga
constante.
1.2.1.4. Ley avogadro:
La ley de Avogadro sugiere que volúmenes iguales de gases diferentes, medidos en las
mismas condiciones de temperatura y presión, contienen el mismo número de partículas. Se
establece que el volumen de un gas es directamente proporcional al número de partículas
presentes en el gas, siempre y cuando se mantenga constantes la temperatura y la presión.
1.2.1.3. Ley de Dalton:
La ley de Dalton se basa en la idea de que los gases consisten en particulas independientes
que no interactúan entre si en términos de volumen y fuerzas intermoleculares. Por lo tanto,
cada gas en un mezcla contribuye a la presión total de acuerdo con su propia cantidad de
partículas y su temperatura.
1.2.2. otras predicciones de la teoría cinético-molecular de los gases
1.2.2.1. Ley de las mezclas gaseosas
La formuló Dalton a partir de observaciones experimentales. "La presión total de una mezcla
de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de los componentes
individuales de la mezcla gaseosa, definiendo presión parcial como la que produciría cada gas
si estuviera sólo en el recipiente". Si tenemos una cantidad n, de un gas 1, n, de un gas 2...
mezclados en un recipiente de volumen total Vy a una temperatura T, por definición
llamaremos presión parcial de l a P₁ = n₁RT/V, presión parcial de 2 a p₂ = nRT/V...
La ley de Dalton dice que la presión total p debe valer P=P+P₂+.... Este comportamiento es
explicado por la teoría cinético-molecular (por el postulado 2). Capacidad calorífica molar de
los gases. La capacidad calorífica molar de un gas es la cantidad de energía que hay que
suministrar para aumentar una unidad la temperatura de un mol de sustancia. En un gas
monoatómico, dicha energía se invierte únicamente en el movimiento de traslación de sus
moléculas y por tanto debe ser C, AE 3R(T+1)/2 - 3RT/2 3R/2 12,472 J mol¹, lo que se
confirma experimentalmente (R expresado en JK-1 mot vale 8,3144). En moléculas
poliatómicas, el calor debe de invertirse también en los movimientos de rotación y vibración,
por lo que la deducción de su capacidad calorífica molar es más compleja (tabla 6.2).
1.2.2.2. Ley de la difusión de los gases
Graham (1805-1869) observó en 1846 que las velocidades de difusión de dos gases a la
misma presión y temperatura están en razón inversa de la raíz cuadrada de sus masas
molares:
La teoría cinético-molecular permite comprender esta relación pues de ella se deduce que la
velocidad media de las partículas de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada
de su masa molar.
1.4. Problemas aplicados
1.4.1. Ejercicio 1
Calcule el número de moléculas de un gas contenido en un volumen de 1cm3 a una presión de
10-3 atm a una temperatura de 200o K.
Solución:
Sabemos que, según la expresión de gases ideales:
𝑃. 𝑉 = 𝑛. 𝑅. 𝑇................ (1)
𝑃. 𝑉
𝑅.𝑇 = 𝑛 ...................... (2)
𝑅 = 0. 082 𝑎𝑡𝑚−𝑙𝑡
𝑚𝑜𝑙− 𝑜𝐾
Datos:
𝑇 = 2000 𝐾
𝑃 = 10−3 𝑎𝑡𝑚
𝑉 = 1 𝑐𝑚3 
Reemplazamos los datos en (2) y se obtiene 𝑛= 6. 09 × 10−8 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠
Para hallar el número de moléculas (N):
𝑁 = 𝑛. 𝑁
𝐴
....................... (3)
Donde:
= Número de avogadro= culas/mol𝑁
𝐴
6. 023 × 1023 𝑚𝑜𝑙𝑒
En tanto, reemplazamos los datos adecuados en (3), resultando:
culas𝑁 = 3. 7 × 1016 𝑚𝑜𝑙é
1.4.2. Ejercicio 2
1.4.3. Ejercicio 3
1.4.4. Ejercicio 4
Calculando la velocidad media cuadrática de una molécula de nitrógeno en 30 °C.
Solución:
Convertimos la temperatura en Kelvin: 30°C+273=303 K
Determinamos la masa de una molécula de nitrógeno en kilogramos:
𝑚(𝑁
2
) = 2 × 14 𝑔/𝑚𝑜𝑙 = 28 𝑔/𝑚𝑜𝑙
 
Reemplace los datos en la fórmula de velocidad cuadrática media, reemplazando Joules con
el equivalente kg m2s–2
1.5. Aplicación a la ingeniería alimentaria
La teoría cinética de los gases es una descripción teórica que explica el comportamiento de
los gases en términos de las propiedades y el movimiento de las partículas que los componen.
En el contexto de la congelación criogénica, esta teoría proporciona una base para
comprender cómo se produce la congelación a temperaturas extremadamente bajas. Pero
comencemos con una definición sobre la ultracongelación.
La ultracongelación, también conocida congelación criogénica, se trata sobre el proceso
mediante el cual los alimentos son congelados en el menor tiempo posible, 2 horas como
máximo, dependiendo del tipo de alimento.
Esto conlleva a que los alimentos puedan conservar la mayor parte de sus cualidades
organolépticas, ya que la estructura celular de estos se ve poco afectada, por que el tamaño de
los cristales de hielo formados es menor en el interior de la célula como en los espacios entre
células, durante el proceso en cuestión.
La conversión del agua contenidaen el alimento o producto, desde el estado líquido al sólido,
que tiene lugar durante el proceso de congelación, produce cambios significativos en las
propiedades de dicho alimento. Entre tales propiedades se tiene la densidad, conductividad
térmica, entalpía, difusividad térmica, calor latente y calor específico; propiedades que a su
vez dependen de factores composición de los productos, contenido de humedad, temperatura
y constituyentes de los mismos alimentos.
El agua, las proteínas, los lípidos, los carbohidratos, la ceniza y la fibra son los compuestos
constituyentes más comunes que se afectan mayoritariamente, debido a las propiedades
térmicas de los alimentos; esto por su variabilidad y características, que están estrechamente
relacionadas con la temperatura.
La congelación criogénica se realiza a temperaturas extremadamente bajas, generalmente
inferiores a -150 °C, para congelar rápidamente un material.
Durante el proceso de congelación, la teoría cinética de los gases nos ayuda a entender qué
sucede a nivel molecular.
Según la teoría cinética, un gas está compuesto por partículas en constante movimiento, ya
sean átomos o moléculas. Estas partículas se mueven de manera aleatoria y a altas
velocidades. A medida que se reduce la temperatura, las partículas disminuyen su energía
cinética, lo que resulta en una disminución en la velocidad de movimiento.
En la congelación criogénica, al reducir la temperatura del gas a valores extremadamente
bajos, las partículas se vuelven cada vez más lentas y pierden energía cinética. Esto lleva a
una disminución en la presión del gas, ya que la presión está relacionada con la velocidad y la
frecuencia de colisiones de las partículas con las paredes del contenedor. A temperaturas
criogénicas, la presión de un gas puede ser significativamente menor que a temperaturas más
altas.
Además, a temperaturas criogénicas, las partículas pueden comenzar a condensarse y formar
un líquido o incluso un sólido, dependiendo de la naturaleza del gas y de la temperatura
específica.
1.6. Investigaciones o avances investigativos en la actualidad
La teoría cinética de los gases tiene numerosas aplicaciones en diversas industrias. Algunas
de las áreas en las que se utiliza la teoría cinética de los gases incluyen:
1.6.1. Industria Química
La teoría cinética de los gases se aplica en la industria química para comprender y controlar
procesos como la producción de gases industriales, la síntesis de productos químicos y la
separación de mezclas gaseosas mediante técnicas como la destilación y la adsorción.
- Producción de gases industriales: La teoría cinética de los gases se utiliza en la
producción de gases industriales como el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno.
Permite comprender el comportamiento de las moléculas gaseosas y optimizar los
procesos de producción. Por ejemplo, se puede aplicar la ley de los gases ideales para
predecir y controlar el comportamiento de los gases a diferentes temperaturas y
presiones. También se utilizan conceptos como la velocidad media de las moléculas y
la distribución de velocidades para optimizar los reactores y los sistemas de
separación utilizados en la producción de gases.
- Síntesis de productos químicos: La teoría cinética de los gases es esencial en la
síntesis de productos químicos. Al comprender las características del comportamiento
de las moléculas gaseosas, como la colisión y la interacción entre las partículas, se
pueden optimizar las condiciones de reacción, como la temperatura, la presión y la
concentración de los reactivos. Esto permite mejorar la eficiencia de las reacciones
químicas y la producción de los productos deseados.
- Separación de mezclas gaseosas: La teoría cinética de los gases se aplica en técnicas
de separación de mezclas gaseosas utilizadas en la industria química, como la
destilación y la adsorción. Estas técnicas se basan en las diferencias en las
propiedades de las moléculas gaseosas, como su punto de ebullición, polaridad o
tamaño, para separar los componentes de una mezcla. La teoría cinética proporciona
el marco teórico para entender cómo las diferentes moléculas interactúan y se
distribuyen en función de sus propiedades físicas y termodinámicas, lo que ayuda a
diseñar y optimizar los sistemas de separación.
1.6.2. Ingeniería de Materiales
La teoría cinética de los gases se utiliza en la producción y procesamiento de materiales,
como en la deposición de películas delgadas en la industria electrónica y la metalurgia de
polvos, donde se controla la interacción de gases con superficies sólidas para lograr
propiedades deseadas.
- Deposición de películas delgadas: En la industria electrónica y en la fabricación de
dispositivos como microchips y pantallas, la deposición de películas delgadas es
esencial. La teoría cinética de los gases se utiliza para comprender y controlar la
interacción entre los gases y las superficies sólidas durante el proceso de deposición.
Esto implica el transporte de especies gaseosas desde una fase de vapor a la superficie
sólida, donde se adhieren y forman una capa delgada. La teoría cinética ayuda a
optimizar las condiciones de deposición, como la temperatura, la presión y la
composición de los gases, para lograr películas con las propiedades deseadas en
términos de espesor, uniformidad y estructura cristalina.
- Metalurgia de polvos: En la metalurgia de polvos, se utilizan partículas finas de
material para la fabricación de componentes y piezas. La teoría cinética de los gases
se aplica para controlar la interacción entre las partículas de polvo y los gases durante
los procesos de sinterización y consolidación. Durante la sinterización, las partículas
se calientan a temperaturas elevadas, lo que provoca la difusión de átomos y la
consolidación de las partículas en una estructura sólida. La teoría cinética de los gases
ayuda a comprender y controlar los fenómenos de transporte de masa y energía que
ocurren durante la sinterización, permitiendo la optimización de las condiciones de
procesamiento para obtener materiales con propiedades mecánicas y estructurales
específicas.
1.6.3. Industria de la Energía
La teoría cinética de los gases es relevante en la industria de la energía para comprender y
mejorar la combustión en motores de combustión interna y turbinas de gas, así como en el
diseño y operación de plantas de energía nuclear y centrales eléctricas de ciclo combinado.
- Combustión en motores de combustión interna y turbinas de gas: La teoría cinética de
los gases se aplica para comprender y mejorar los procesos de combustión en motores
de combustión interna, como los motores de automóviles, y en turbinas de gas
utilizadas en centrales eléctricas. Esta teoría permite comprender el comportamiento
de los gases en la cámara de combustión, incluyendo la interacción entre las
moléculas de combustible y aire, las colisiones y las reacciones químicas que ocurren.
El conocimiento de estos fenómenos es esencial para optimizar la eficiencia de
combustión, reducir las emisiones y mejorar el rendimiento de los motores y turbinas.
- Diseño y operación de plantas de energía nuclear: En las plantas de energía nuclear, la
teoría cinética de los gases es relevante para el diseño y la operación de los reactores
nucleares. Ayuda a comprender la física de los gases y la liberación de productos de
fisión en el núcleo del reactor, así como los fenómenos de transporte y dispersión de
gases de refrigeración. Esta comprensión es esencial para garantizar la seguridad y la
eficiencia del reactor nuclear, así como para prevenir y controlar situaciones
anormales y de emergencia.
- Centrales eléctricas de ciclo combinado: En las centrales eléctricas de ciclo
combinado, la teoría cinética de los gases se aplica para optimizar el rendimiento y la
eficiencia del proceso de generación de energía. Estas centrales combinan una turbina
de gas y una turbina de vapor para maximizar la producción de electricidad. La teoría
cinética de los gases permite comprender los flujos de gases en las turbinas,intercambiadores de calor y sistemas de recuperación de calor, lo que facilita el diseño
y la operación eficiente de las centrales de ciclo combinado.
1.6.4. Industria Farmacéutica
En la industria farmacéutica, la teoría cinética de los gases es útil para comprender y
controlar procesos como la secado por pulverización, la esterilización y la formulación de
productos inhalables.
- Secado por pulverización: El secado por pulverización es un proceso comúnmente
utilizado en la industria farmacéutica para convertir soluciones líquidas en polvos
secos. La teoría cinética de los gases se aplica para comprender y controlar los
fenómenos de transporte de masa y calor que ocurren durante el proceso. Esto implica
la atomización de la solución en pequeñas gotas, la evaporación del solvente y la
formación de partículas secas. La teoría cinética ayuda a optimizar los parámetros del
proceso, como la temperatura, la velocidad del aire y la presión, para obtener
productos secos de alta calidad con las características deseadas.
- Esterilización: La esterilización es un proceso crítico en la fabricación de productos
farmacéuticos para garantizar la eliminación de microorganismos y garantizar la
seguridad y eficacia del producto. La teoría cinética de los gases se utiliza para
comprender la inactivación de los microorganismos durante la esterilización por calor,
como en la esterilización en autoclave. Ayuda a determinar los parámetros adecuados
de temperatura, tiempo y presión para lograr la esterilización efectiva sin
comprometer la calidad del producto.
- Formulación de productos inhalables: En la formulación de productos farmacéuticos
inhalables, como inhaladores o aerosoles, la teoría cinética de los gases se utiliza para
comprender y controlar los procesos de dispersión y transporte de partículas en la fase
gaseosa. Ayuda a optimizar la formulación y el diseño de las partículas para lograr
una administración eficiente y uniforme del fármaco en el sistema respiratorio. La
teoría cinética también es relevante para comprender los procesos de deposición de
partículas en las vías respiratorias y garantizar la efectividad del tratamiento.
1.6.5. Tecnología de Refrigeración y Aire Acondicionado
La teoría cinética de los gases es fundamental en la tecnología de refrigeración y aire
acondicionado, donde se aplican principios termodinámicos y de transporte para el diseño y
la operación de sistemas de refrigeración y climatización.
- Principios termodinámicos: La teoría cinética de los gases se utiliza para comprender
los principios termodinámicos que rigen el ciclo de refrigeración. El ciclo de
refrigeración se basa en el principio de transferencia de calor desde una región de baja
temperatura hacia una región de alta temperatura. La teoría cinética ayuda a
comprender cómo los gases refrigerantes se comprimen y expanden en el sistema,
absorbiendo y liberando calor en diferentes etapas del ciclo. Estos principios
termodinámicos permiten el diseño de sistemas de refrigeración eficientes y la
selección adecuada de los componentes, como compresores, condensadores,
evaporadores y dispositivos de expansión.
- Procesos de transferencia de calor: La teoría cinética de los gases también se aplica en
la tecnología de refrigeración y aire acondicionado para comprender los procesos de
transferencia de calor. Esto implica el estudio de la conducción, la convección y la
radiación térmica. La teoría cinética ayuda a comprender cómo los gases refrigerantes
interactúan con las superficies de intercambio de calor, cómo se produce la
transferencia de calor y cómo se optimizan los diseños de intercambiadores de calor
para una mayor eficiencia.
- Diseño y operación de sistemas de climatización: La teoría cinética de los gases se
aplica en el diseño y la operación de sistemas de climatización, como aires
acondicionados y sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC).
Ayuda a comprender cómo los gases refrigerantes se utilizan para enfriar y
deshumidificar el aire, así como para distribuir el aire a diferentes áreas de un edificio
o espacio. La teoría cinética también es relevante para la selección de equipos
adecuados, la determinación de las cargas térmicas y la optimización del rendimiento
energético de los sistemas de climatización.
II. PARTE EXPERIMENTAL
III. CONCLUSIONES
La teoría cinética de los gases es un modelo que describe el comportamiento de los gases en
términos de partículas en movimiento. A continuación, se presentan algunas conclusiones
importantes relacionadas con esta teoría:
- Las moléculas de un gas son partículas pequeñas y su tamaño es insignificante en
comparación con las distancias promedio entre ellas.
- Las moléculas de un gas se mueven de manera continua y aleatoria, colisionando
entre sí y con las paredes del recipiente. Estas colisiones son la causa de la presión del
gas.
- La energía cinética de las moléculas de un gas es proporcional a la temperatura
absoluta del sistema. A medida que aumenta la temperatura, las moléculas tienen
mayor energía cinética y se mueven más rápidamente, lo que provoca una expansión
del gas.
- Las moléculas de un gas no experimentan fuerzas de atracción o repulsión
significativas entre sí, excepto durante las colisiones. En el modelo cinético de los
gases, se considera que las moléculas son partículas independientes.
- La presión de un gas está relacionada con la frecuencia y el impulso de las colisiones
de las moléculas con las paredes del recipiente. Cuantas más colisiones ocurren en un
período de tiempo y mayor sea el impulso de las moléculas, mayor será la presión
ejercida por el gas.
- La teoría cinética de los gases explica las leyes de los gases ideales, como la ley de
Boyle, la ley de Charles y la ley de Avogadro. Estas leyes describen las relaciones
entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad de sustancia de un gas.
- A medida que aumenta la temperatura de un gas, tanto la energía cinética promedio
como la velocidad promedio de las moléculas aumentan. Esto implica que la difusión
y la velocidad de evaporación de un gas también aumentan con la temperatura.
IV. BIBLIOGRAFÍA
- Cano Pérez, A. M. Efecto del tiempo de depósito sobre el espesor de películas
delgadas de TIN y TIC manufacturadas mediante pulverización catódica.
https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/29168/Alejandro%20Mois%c3%a9s
%20Cano%20P%c3%a9rez.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- Nieto, E., Fernández, J. F., Duran, P., & Moure, C. (1994). Películas delgadas:
fabricación y aplicaciones. Boletín de la sociedad Española de cerámica y vidrio,
33(5), 245-258.
http://boletines.secv.es/upload/199433245.pdf
- Pena Montoya, P. G. (2009). La turbina a gas, mas que una alternativa.
https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/2408/1/4748.pdf
- Tapie, W. A., & Guerrero, H. S. MS. Tratamiento de la vinaza de caña de azúcar con
Pleurotus Ostreatus y uso alternativo en alimentación de rumiantes.
https://www.uagraria.edu.ec/publicaciones/revistas_cientificas/quinta-ola-2/CIEA-EA
-TVC-007.pdf
- Villegas, A. M., Montseny, I. B., & Celoni, S. (2007). Motores de combustión interna.
Barcelona, España: IES Baix Montseny.
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libr
e.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTO
RES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8q
J18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygC
BVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjw
N5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ6
24~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~n
DolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9
N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
- Puican Farroñay, C. (2009). TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES.
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ENERGÍA Y FÍSICA.
http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/teor%EDa_cin%E9tica_de_
los_gases.pdf
- Tuñón, I. (n.d.). Tema 3. Teoría Cinética de Gases.Departamento de Química Física.
https://www.uv.es/tunon/pdf_doc/tema_TCG.pdf
Facultad de Famarcia. (1994). LOS GASES. Universidad de Alcalá.
https://edejesus.web.uah.es/resumenes/QG/Tema_6.pdf
https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/29168/Alejandro%20Mois%c3%a9s%20Cano%20P%c3%a9rez.pdf?sequence=1&isAllowed=y
https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/29168/Alejandro%20Mois%c3%a9s%20Cano%20P%c3%a9rez.pdf?sequence=1&isAllowed=y
http://boletines.secv.es/upload/199433245.pdf
https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/2408/1/4748.pdf
https://www.uagraria.edu.ec/publicaciones/revistas_cientificas/quinta-ola-2/CIEA-EA-TVC-007.pdf
https://www.uagraria.edu.ec/publicaciones/revistas_cientificas/quinta-ola-2/CIEA-EA-TVC-007.pdf
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libre.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTORES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8qJ18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygCBVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjwN5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ624~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~nDolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libre.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTORES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8qJ18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygCBVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjwN5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ624~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~nDolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libre.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTORES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8qJ18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygCBVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjwN5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ624~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~nDolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libre.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTORES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8qJ18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygCBVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjwN5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ624~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~nDolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libre.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTORES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8qJ18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygCBVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjwN5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ624~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~nDolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libre.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTORES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8qJ18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygCBVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjwN5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ624~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~nDolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libre.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTORES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8qJ18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygCBVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjwN5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ624~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~nDolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libre.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTORES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8qJ18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygCBVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjwN5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ624~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~nDolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/56005885/Motores_de_combustion_interna-libre.pdf?1520565875=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DMOTORES_DE_COMBUSTION_INTERNA.pdf&Expires=1686987349&Signature=dSR8qJ18l3Lszr~hAV8BJWygfvhOr7mIal3FlqhKbTsQWHQJ-p-uigjWbEwklp7Y17KTygCBVc9Hi71OYQgAa-jrnTtuuNW5aAS~6w0LLsyEG1cpuoTlgmGzEeCw~M6IzJ-cjwN5MMFiY5Xh3UCqP5x4qUWb9m3yNLKAKTlV5~a36sRmqjh-8SP465Jw92OhQ624~I1PkaxePjGVAdQc9L6F3D9w-z~iwbi7kImA2aELSdrF2DW1RqTbnQzsqMH~nDolI9WK9~cG6DEnDXqOUM5T2IIr4hqdRsJ9-2XViiF5dr1aFsBOEkgyylDfMPOj9N0JtPLK5kLEPgHxkz3qgg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/teor%EDa_cin%E9tica_de_los_gases.pdf
http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/teor%EDa_cin%E9tica_de_los_gases.pdf
https://www.uv.es/tunon/pdf_doc/tema_TCG.pdf
https://edejesus.web.uah.es/resumenes/QG/Tema_6.pdf