CONSULTA 3
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COLEGIO MILITAR MIGUEL ITURRALDE NOMBRE Gimbell Milena Vera Andrade CURSO 2º PARALELO “A” MATERIA Fisicoquímica DOCENTE Lic. Héctor Hernández FECHA DE EMISION Miércoles 26 de agosto del 2015 FECHA DE ENTREGA Lunes 31 de agosto del 2015 INVESTIGACION #3 Teoría cinética molecular de los gases
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COLEGIO MILITAR MIGUEL ITURRALDE
NOMBRE
Gimbell Milena Vera Andrade
CURSO
2º
PARALELO
“A”
MATERIA
Fisicoquímica
DOCENTE
Lic. Héctor Hernández
FECHA DE EMISION
Miércoles 26 de agosto del 2015
FECHA DE ENTREGA
Lunes 31 de agosto del 2015
INVESTIGACION #3
Teoría cinética molecular de los gases
7/17/2019 CONSULTA 3
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TEORIA CINETICA MOLECULAR DE LOS GASES
En física, la energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a
su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de
una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez
conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energíacinética salvo que cambie su velocidad.
Esto quiere decir que 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 yJames Clerk 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 del sistema con estas propiedades dinámicas moleculares en
promedio. Las técnicas para relacionar el comportamiento macroscópico global delos sistemas materiales con el comportamiento promedio de sus componentes
moleculares constituyen la mecánica estadística.
CARACTERISTICAS
Los principales teoremas de la teoría cinética son los siguientes:
El número de moléculas es grande y la separación media entre ellas es
grande comparada con sus dimensiones. Por lo tanto ocupan un volumen
despreciable en comparación con el volumen del envase y se consideran
masas puntuales.
Las moléculas obedecen las leyes de Newton, pero individualmente se
mueven en forma aleatoria, con diferentes velocidades cada una, pero
con una velocidad promedio que no cambia con el tiempo.
Las moléculas realizan choques elásticos entre sí, por lo tanto se
conserva tanto el momento lineal como la energía cinética de las
moléculas.
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Las fuerzas entre moléculas son despreciables, excepto durante el
choque. Se considera que las fuerzas eléctricas o nucleares entre las
moléculas son de corto alcance, por lo tanto solo se consideran las
fuerzas impulsivas que surgen durante el choque.
El gas es considerado puro, es decir todas las moléculas son idénticas.
El gas se encuentra en equilibrio térmico con las paredes del envase.
Propiedad, definición: Son aquellas propiedades distintivas de las sustancias
que se observan cuando reaccionan, es decir, cuando se rompen y/o se forman
enlaces químicos entre los átomos, formándose con la misma materia sustancias
nuevas distintas de las originales.
Las propiedades químicas se manifiestan en los procesos químicos (reacciones
químicas), mientras que las propiedades propiamente llamadas propiedades
físicas, se manifiestan en los procesos físicos, como el cambio de estado, la
deformación, el desplazamiento, etc.
Ejemplos de propiedades químicas: - corrosividad de ácidos - poder calorífico o
energía calórica - acidez – reactividad.
PRESION
En el marco de la teoría cinética la presión de un gas es explicada como el
resultado macroscópico de las fuerzas implicadas por las colisiones de las
moléculas del gas con las paredes del contenedor. La presión puede definirse por
lo tanto haciendo referencia a las propiedades microscópicas del gas.
En general se cree que hay más presión si las partículas se encuentran en estado
sólido, si se encuentran en estado líquido es mínima la distancia entre una y otra y
por último si se encuentra en estado gaseoso se encuentran muy distantes.
En efecto, para un gas ideal con N moléculas, cada una de masa m y moviéndose
con una velocidad aleatoria promedio o raíz cuadrada de la media aritmética de
los cuadrados de las velocidades, en inglés "root mean square" vrms = v , contenido
en un volumen cúbico V las partículas del gas impactan con las paredes del
recipiente de una manera que puede calcularse de manera estadística
intercambiando momento lineal con las paredes en cada choque y efectuando unafuerza neta por unidad de área que es la presión ejercida por el gas sobre la
superficie sólida.
La presión puede calcularse como
(Gas ideal)
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Este resultado es interesante y significativo no sólo por ofrecer una forma de
calcular la presión de un gas sino porque relaciona una variable macroscópica
observable, la presión, con la energía cinética promedio por molécula, 1/2 mv² ,
que es una magnitud microscópica no observable directamente. Nótese que el
producto de la presión por el volumen del recipiente es dos tercios de la energía
cinética total de las moléculas de gas contenidas.
TEMPERATURA
La ecuación superior dice que la presión de un gas depende directamente de la
energía cinética molecular. La ley de los gases ideales nos permite asegurar que
la presión es proporcional a la temperatura absoluta. Estos dos enunciados
permiten realizar una de las afirmaciones más importantes de la teoría cinética: La
energía molecular promedio es proporcional a la temperatura. La constante de
proporcionales es 3/2 la constante de Boltzmann, que a su vez es el cociente entre
la constante de los gases R entre el número de Avogadro. Este resultado permitededucir el principio o teorema de equipartición de la energía.
La energía cinética por Kelvin es:
Por mol 12,47 J
Por molécula 20,7 yJ = 129 μeV
En condiciones estándar de presión y temperatura (273,15 K) se obtiene que la
energía cinética total del gas es:
Por mol 3406 J
Por molécula 5,65 zJ = 35,2 meV
Ejemplos:
Dihidrógeno (peso molecular = 2): 1703 kJ/kg
Dinitrógeno (peso molecular = 28): 122 kJ/kg
Dioxígeno (peso molecular = 32): 106 kJ/kg
VELOCIDAD PROMEDIO DE LAS MOLECULAS
De las fórmulas para la energía cinética y la temperatura se tienen características,
tales como
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en donde kB es la constante de Boltzmann y T la temperatura en kelvin.
Sustituyendo los valores, se obtiene que
donde v se mide en m/s, T en kelvin y mm en uma.
Para una temperatura estándar la velocidad promedio de las moléculas de gas
son:
Dihidrógeno 1846 m/s
Dinitrógeno 493 m/s
Dioxígeno 461 m/s
Las velocidades más probables son un 81,6% de estos valores.
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PREGUNTAS
1. ¿Qué es la teoría cinética molecular de los gases?
Es una teoría física y química que explica el comportamiento y propiedades
macroscópicas de los gases (Ley de los gases ideales)
2. Marque con una x dentro del paréntesis la respuesta que no seencuentre dentro de las características de la teoría cinética molecularde los gases:
El gas es considerado puro, es decir todas las moléculas son idénticas. ( )
El gas es simplemente un fluido sin forma y sin volumen propio. (X)
El gas se encuentra en equilibrio térmico con las paredes del envase. ( )
3. ¿Cómo puede calcularse en el marco de la teoría cinética la presión deun gas? (fórmula)
4. ¿Qué es energía cinética?
La energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su
movimiento.
Dentro del paréntesis coloque una V si es verdadero o F si es falso, segúncorresponda:
a) Cuando las moléculas de gas chocan no hay pérdida de energía. (V)
b) La velocidad de las moléculas disminuyen cuando la temperatura sube y
aumentan cuando ésta es baja. (F)
c) Los gases están formados por diminutas partículas llamadas moléculas o
átomos. (V )
d) La teoría cinética de los gases es una teoría solo física. (F)
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CONCLUSION
La teoría cinética es una teoría física, basada en unos pocos hechos:
La densidad de los gases es muy pequeña.
Las moléculas se mueven individualmente de forma aleatoria y con
distinta velocidad, que aumenta o se reduce a la vez que la temperatura;
el movimiento causa que se golpeen entre sí, aumentando la presión al
golpearse más veces.
Las fuerzas de cohesión o fuerzas intermoleculares en los gases son casi
nulas.
Si todas las moléculas que forman el gas son idénticas, se dice que es
un gas puro.
ARGUMENTO O COMENTARIO PERSONAL
La energía cinética es la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en
movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo. La energía cinética
de las partículas aumenta al aumentar la temperatura. La teoría cinética es una
teoría basada en la física y química que trata de explicar el comportamiento y las
propiedades macroscópicas de los gases, a partir de una descripción estadística
de los procesos moleculares microscópicos.
El comportamiento de la materia se explica actualmente en la teoría cinética; tiene
características muy fundamentales que la hacen única e importante.
No esta demás mencionar que uno de los fenómenos físicos que con mayorclaridad da su apoyo a la teoría cinético-molecular es la difusión.
MÁS DATOS:
