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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

ESCUELA NACIONAL PREPARATORIA

PLANTEL N° 7 “EZEQUIEL A. CHÁVEZ”

TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA

607

Profa.: Díaz Martínez Antonia María Teresa

INTEGRANTES:

• Ángeles Marín Brenda Tatiana
• Aguilar Reyes José Carlos
• Bernal Manrique María Fernanda
• Castro Peña Azucena
• Cruz Piña Leslie Nayely

Ciclo escolar: 2012-2013

Introducción

Para empezar con lo referido a la teoría cinética de la materia, definiremos a la materia como: todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

Otro concepto importante es la  Energía cinética y se define como: la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo

El modelo cinético de la materia se debe a  R.Clausius. Fue desarrollado para explicar la naturaleza de la materia y su comportamiento. Esta teoría se aplico en un principio a los gases, pero puede aplicarse a los otros estados de la materia (líquido y solido).El modelo cinético se basa en las siguientes hipótesis:

·         Los gases están formados por un elevado número de partículas, separadas por una gran distancia en relación con su tamaño.

·         Las partículas que forman los gases están dotadas de un movimiento al azar y continuo.de forma que, chocan constantemente con las paredes del recipiente que las contiene.

·         Entre dos moléculas o partículas solo existe vacio.

·         Las fuerzas que intervienen en el movimiento de las partículas son de dos tipos, atractivas (que tienden a mantener unidas las partículas) y repulsivas (que intentan separarlas)

Las principales propiedades de la materia, por ejemplo presión y temperatura, se pueden explicar según la teoría cinética de la materia, también puede explicarse según la teoría cinética, los cambios de estado.

 

Objetivos

•  Conocer principalmente los conceptos que trataremos para su mejor entendimiento.
•  Entender el comportamiento de La Energía Cinética en los tres estados de agregación de la materia.
•  Concentrarnos en los gases y su relación con la energía cinética.
•  Distinguir las características de los gases.
•  Comprender la teoría cinética de los gases.
•  Clasificar las diferentes leyes de los gases.
•  Conocer la llamada Teoría cinética de los gases y sus postulados.

Postulados de la Teoría Cinética

En 1738 Daniel Bernouilli dedujo la Ley de Boyle aplicando a las moléculas las leyes del movimiento de Newton, pero su trabajo fue ignorado durante más de un siglo.

Los experimentos de Joule demostrando que el calor es una forma de energía hicieron renacer las ideas sostenidas por Bernouilli y en el período entre 1848 y 1898, Joule, Clausius, Maxwell y Boltzmann desarrollaron la teoría cinético-molecular, también llamada teoría cinética de los gases, que se basa en la idea de que todos los gases se comportan de la misma manera en lo referente al movimiento molecular .

En 1905 Einstein aplicó la teoría cinética al movimiento browniano de una partícula pequeña inmersa en un fluido y sus ecuaciones fueron confirmadas por los experimentos de Perrín en 1908, convenciendo de esta forma a los energéticos de la realidad de los átomos. La teoría cinética de los gases utiliza una descripción molecular para explicar el comportamiento macroscópico de la materia y se basa en  postulados.

La teoría cinético-molecular se formula mediante una serie de postulados. Estos postulados no se pueden demostrar experimentalmente. Los aceptamos porque las consecuencias que de ellos se derivan si están de acuerdo con la experiencia.

Entre los siglos XVIII y XIX se desarrolló la teoría cinética de los gases para explicar el comportamiento de los mismos. Los postulados de la teoría cinética de los gases son los siguientes:

·         Los gases consisten en Moléculas muy separadas en el espacio. El volumen real de las moléculas individuales es despreciable en comparación con el volumen total del gas como un todo (En esta teoría se considera como moléculas a las partículas que forman el gas las cuales en algunos casos son moléculas de uno o varios átomos).

·         Las moléculas de los gases están en constante movimiento caótico, chocan entre sí elásticamente (no pierden energía cinética debido a los choques) y pueden transmitir la energía de una molécula a otra.

·         La temperatura se considera como una medida de la energía cinética media de todas las moléculas. Es decir, que a una temperatura dada, las moléculas de todos los gases tienen el mismo promedio de energía cinética.

·         Las fuerzas de atracción entre las moléculas son despreciables

La presión de un gas es consecuencia de los choques de las moléculas del gas con las paredes del recipiente que las contiene resultando en una fuerza por unidad de superficie (presión).

 

http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/mat/mat6.htm 

 

Teoría Cinética de la Materia

La idea de que la materia es discontinua, es decir, que está formada por partículas muy pequeñas, átomos y moléculas, ya apareció en la Grecia Clásica en el siglo V a.C. Dos filósofos griegos, Leucipo y Demócrito, ya aventuraron la existencia de átomos, aunque sus “observaciones”  carecían del rigor que el método científico impone.

Mucho más tarde, en 1803, el químico británico John Dalton utilizó la existencia de átomos para la explicación de las leyes de la química. De la teoría atómica de Dalton se pudo desprender una primitiva idea de molécula, como resultado de la combinación de dos o más tipos de átomos . Aunque con algunas alteraciones producto de las observaciones, la teoría atómica sobrevivió al convulso, científicamente hablando, siglo XIX y en ella se apoyaron los físicos L. E. Botlzmann y J. C. Maxwell (de forma independiente) para construir una teoría cinético-molecular de la materia . Este modelo, se basaba en las siguientes suposiciones:

+La materia está formada por un conjunto de átomos y moléculas en continuo movimiento

+El tamaño de las partículas es despreciable frente a la distancia que las separa entre sí

+Las partículas chocan entre sí, y con otras superficies, de manera elástica.

TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA

Estados de agregación de la materia

Para comprender mejor los estados de agregación de la materia y los cambios de estado según la Teoría cinética de la materia

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso.

Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.

La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:

Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

ESTADO  SÓLIDO Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas. En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido. Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas. Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las partículas.

  

ESTADO LÍQUIDO

Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas. Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad.. En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas (su energía). ESTADO GASEOSO Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos. En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño. Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y compresibilidad que presentan los gases: sus partículas se mueven libremente, de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido. Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más deprisa y chocan con más energía contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presión.

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Los gases

Un gas se caracteriza porque sus moléculas están muy separadas unas de otras, razón por la cual carecen de forma definida y ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene. Son fluidos como los líquidos pero se diferencian de estos por ser sumamente compresibles debido a la mínima fuerza de cohesión entre sus moléculas. Los gases están constituidos por moléculas independientes como si fueran esferas elásticas en constante movimiento, chocando entre si y contra las paredes del recipiente que lo contiene. Cuando la temperatura de un gas aumenta, se incrementa la agitación de sus moléculas y en consecuencia se eleva la presión. Pero, si la presión permanece constante, entonces aumentará el volumen ocupado por el gas. Si un gas se comprime, se incrementan los choques entre sus moléculas y se eleva la cantidad de calor desprendida, como resultado de un aumento en la energía cinética de las moléculas. Todos los gases pueden pasar al estado líquido siempre y cuando se les comprima a una temperatura inferior a su temperatura crítica. La temperatura crítica de un gas es aquella temperatura por encima de la cual no puede ser licuado independientemente de que la presión aplicada sea muy grande. Los gases cuyo punto de ebullición se encuentra cercano a la temperatura del medio ambiente.

Teoría Cinética de los Gases. 

La teoría cinética de los gases parte de la suposición de que las moléculas de un gas están muy separadas y se mueven en línea recta hasta que al encontrarse con otra molécula se colisionan con ella o con las paredes del recipiente que las contiene. Sus consideraciones principales son:

1.- Los gases están constituidos por moléculas de igual tamaño y masa para un mismo gas, pero serán diferentes si se trata de gases distintos.

2.- Las moléculas de un gas contenido en un recipiente se encuentran en constante movimiento, razón por la cual chocan entre sí o contra las paredes del recipiente que las contiene. 

3.- Las fuerzas de atracción intermoleculares son despreciables, pues la distancia entre molécula y molécula es grande comparada con sus diámetros moleculares. 

4.- El volumen que ocupan las moléculas de un gas es despreciable en comparación con el volumen total del gas.