Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-234

Vista previa del material en texto

202 CAPÍTULO 5 Gases
5.7 Teoría cinética molecular de los gases
Las leyes de los gases ayudan a predecir el comportamiento de los gases, pero no explican 
lo que sucede a nivel molecular y qué ocasiona los cambios que observamos en el mundo 
macroscópico. Por ejemplo, ¿por qué un gas se expande al calentarlo?
 En el siglo xix varios físicos, entre los que destacan Ludwig Boltzmann8 y James 
Clerk Maxwell,9 encontraron que las propiedades físicas de los gases se explican en tér-
minos del movimiento de moléculas individuales, el cual es una forma de energía, que 
aquí dei nimos como la capacidad para realizar un trabajo o producir un cambio. En 
mecánica, el trabajo se dei ne como la fuerza multiplicada por la distancia. Como la 
energía se puede medir como trabajo , escribimos
 energía 5 trabajo realizado
 5 fuerza 3 distancia 
El joule (J)10 es la unidad del SI de energía 
 1 J 5 1 kg m2/s2
 5 1 N m
De modo alternativo, es posible expresar la energía en kilojoules (kJ):
1 kJ 5 1 000 J
Como veremos en el capítulo 6, existen numerosos tipos de energía. La energía cinética 
(EC) es el tipo de energía que manii esta un objeto en movimiento, o energía de movi-
miento.
 Los descubrimientos de Maxwell, Boltzmann y otros produjeron numerosas genera-
lizaciones acerca del comportamiento de los gases que desde entonces se conocen como 
la teoría cinética molecular de los gases , o simplemente la teoría cinética de los gases . 
Dicha teoría se centra en las siguientes suposiciones:
Revisión de conceptos
Cada una de las esferas de color representa una molécula diferente de gas. Calcule las 
presiones parciales de los gases si la presión total es de 2.6 atm.
8 Ludwig Eduard Boltzmann (1844-1906). Físico austriaco. Aunque Boltzmann fue uno de los más grandes 
físicos teóricos de todos los tiempos, su trabajo no fue reconocido por los demás cientíi cos de su época. Sufrió 
problemas de salud y grandes depresiones, hasta su suicidio en 1906.
9 James Clerk Maxwell (1831-1879). Físico escocés. Maxwell fue uno de los grandes físicos teóricos del siglo 
xix; su trabajo abarcó muchas áreas de la física, incluyendo la teoría cinética de los gases, la termodinámica, la 
electricidad y el magnetismo.
10 James Prescott Joule (1818-1889). Físico inglés. En su juventud, Joule fue asesorado por John Dalton. Es más 
famoso por su determinación del equivalente mecánico del calor, es decir, la conversión entre la energía mecá-
nica y la energía térmica.