La teoría cinética de los gases es esencial para conocer qué propiedades tienen y cómo se comportan los gases.
Teoría cinética de los gases es la denominación que recibe un contenido tanto de utilidad química como relevante en el campo de la física por aludir a las propiedades macroscópicas y al comportamiento de los gases.
A partir de este postulado se desprende que los gases están constituidos por partículas de tamaño microscópico que, de manera constante, se van moviendo en distintas direcciones. Estos componentes chocan entre sí a una velocidad que se incrementa en función de la temperatura que posea el gas. Esto provoca, por un lado, que el volumen aumente y, por otro, que disminuya la densidad.
En resumen: la velocidad de las moléculas al desplazarse de forma individual y modo aleatorio está directamente relacionada con la reducción o el aumento de la temperatura. Producto del movimiento, y específicamente de los golpes, se acrecienta la presión. Es interesante saber y considerar, asimismo, que los gases poseen una densidad pequeña y que, en ellos, son prácticamente nulas las fuerzas intermoleculares. También es constructivo tener en cuenta que gana protagonismo el concepto de gas puro cuando son iguales las moléculas que integran un gas.
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ResumenPropiedades de la teoría cinética de los gases
A la teoría cinética de los gases se le reconocen múltiples características y propiedades. Entre los datos que se extraen de ella aparecen los choques elásticos de las moléculas y la conservación de la energía cinética y del momento lineal de las mismas.
También sale a la luz que tanto la cantidad de moléculas como el grado de separación entre ellas es considerable en comparación con las dimensiones que presentan. Se establece, incluso, que el comportamiento de las moléculas responde a las predicciones de las llamadas leyes de Newton.
Se hace foco, por sumar otra referencia, en el equilibrio térmico del gas respecto a las paredes del recipiente que lo contiene.
Postulados básicos
A la hora de comprender qué y cómo es la teoría cinética de los gases es necesario conocer y dominar ciertas nociones. Como hay postulados que se focalizan en las moléculas, la temperatura y la energía cinética es esencial instruirse al respecto, por ejemplo.
Tampoco hay que perder de vista el vínculo o los puntos de conexión que posee la teoría cinética de los gases con las leyes de los gases ideales. Dentro de este último conjunto señalado figuran la ley de Boyle (cuyo contenido está justificado por la teoría cinética al reconocer la presión surgida por los choques de las partículas), la ley de Gay-Lussac y la ley de Charles (en torno a ella, la teoría cinética molecular expresa que junto al aumento de la temperatura se advierten incrementos de la presión y de la energía cinética de las partículas involucradas).
Albert Einstein, en el marco de sus estudios centrados en el movimiento browniano, elaboró un artículo inmortalizado como «Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calo de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario».
Es útil, además, aprender qué propiedades microscópicas se le reconocen a los gases y así llegar a interpretar cómo apreciar y calcular la presión de un gas, a determinar la temperatura y otros principios, a establecer la velocidad promedio, etc.
Los saberes sobre teoría cinética de los gases son importantes porque conducen a obtener explicaciones sobre una amplia variedad de fenómenos y porque este contenido, a pesar de tener limitaciones, posee aplicaciones en diferentes disciplinas científicas (sirve en medicina, meteorología, ingeniería y más).
Evolución de la teoría cinética de los gases
El repaso de cómo y cuándo empezó a gestarse la teoría cinética de los gases nos remonta a la antigüedad. Se cuenta que, mediante la publicación de un material titulado “Hydrodynamica” que salió a la luz en 1738, el médico, matemático y físico Daniel Bernoulli fijó los cimientos de la que hoy en día se define como teoría cinética de los gases. En ese entonces hubo bastante resistencia a aceptar esta contribución científica quizás porque aún no estaba consolidada por completo la ley de la conservación de la energía, pero con el tiempo sí se reconoció el aporte de Bernoulli.
Otros impulsores de avances respecto a la teoría cinética y los hallazgos en materia de gases han sido August Krönig (físico y químico que en 1856 abordó un modelo cinético de gas de estructura simple en el cual se abordaba el movimiento de traslación realizado por las partículas).
Poco después, Rudolf Clausius mejoró el trabajo de sus colegas añadiendo más observaciones, así como James Clerk Maxwell y Ludwig Eduard Boltzmann agregaron más recursos para los cálculos y la investigación al formular la bautizada como distribución de Maxwell-Boltzmann.
La teoría cinética de los gases conduce a datos vinculados a volumen, movimiento, energía cinética, temperatura, etc de un gas.
Fueron claves, de igual modo, las apreciaciones acerca del movimiento browniano (fenómeno que desde su nombre honra al botánico y médico de nacionalidad escocesa Robert Brown y que tiene estrecha relación con, por ejemplo, la ósmosis y la difusión). Fue estudiado, por ofrecer información específica, por Albert Einstein, autor de un artículo titulado en español como “Sobre la teoría del movimiento browniano” y de otro llamado “Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario”.
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