Explicacion y Ejemplos Teoria Cinetica De Los Gases
Teoría cinética de los gases
La teoría cinética de los gases se refiere al estudio de la dinámica de los gases a partir de la energía cinética de las partículas que los componen. Según esta teoría, la presión de un gas se debe a los choques elásticos de las partículas contra las paredes del recipiente que lo contiene. La velocidad media de las partículas en un gas es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta del gas. La teoría cinética de los gases se formuló a finales del siglo XVIII por el físico inglés Benjamin Thompson, también conocido como Count Rumford.
La teoría cinética de los gases supone que los gases están formados por partículas (átomos o moléculas) que se mueven en línea recta y en forma aleatoria. Las partículas se choquan unas con otras y con las paredes del recipiente, y estos choques son elásticos, es decir, se producen con conserva de la cantidad de movimiento y de la energía cinética.
La energía cinética de una partícula se define como:
E = ½ mv2
Donde m es la masa de la partícula y v es su velocidad.
La velocidad media de las partículas en un gas es igual a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta del gas, expresada en unidades Kelvin:
vmedia = √(3RT/M)
Donde R es la constante universal de los gases, T es la temperatura absoluta del gas y M es la masa molar del gas.
La teoría cinética de los gases es una teoría macroscópica, es decir, se basa en el estudio de las propiedades de los gases a partir de la energía cinética de las partículas que los componen, sin tener en cuenta las interacciones entre las partículas.
Problemas Resueltos con soluciones de Teoria Cinetica De Los Gases
Los gases se encuentran en todas partes y en todos los estados de la materia. La teoría cinética de los gases se encarga de estudiar el comportamiento de los gases a partir del movimiento de las partículas que los componen. En esta teoría se asume que las partículas de los gases no interactúan entre sí y que el tamaño de las partículas es mucho menor que el tamaño de los recipientes en los que se encuentran. Estas suposiciones simplifican enormemente el estudio de los gases, pero aún así la teoría cinética de los gases es una teoría muy poderosa que se ha utilizado para explicar una gran cantidad de fenómenos relacionados con los gases. En esta sección se presentan algunos ejemplos de cómo se puede utilizar la teoría cinética de los gases para resolver problemas relacionados con el comportamiento de los gases.
Ejemplo 1: Una de las aplicaciones más conocidas de la teoría cinética de los gases es el cálculo de la presión de un gas. La presión se define como la fuerza por unidad de área. En el SI, la unidad de presión es el pascal (Pa), que se define como un newton por metro cuadrado (N/m2). La teoría cinética de los gases predice que la presión de un gas se debe a los choques de las partículas del gas contra las paredes del recipiente en el que se encuentra el gas. Si las partículas del gas tienen una velocidad media v, entonces la presión del gas será:
P =
donde m es la masa de las partículas del gas y N es el número de partículas del gas. La teoría cinética de los gases también predice que la presión de un gas es inversamente proporcional al volumen del gas. Esto se puede entender de la siguiente manera: cuando el volumen del gas se reduce, las partículas del gas tienen menos espacio para moverse y, por lo tanto, tienden a chocar más frecuentemente con las paredes del recipiente. Esto aumenta la presión del gas. De manera similar, cuando el volumen del gas se aumenta, las partículas del gas tienden a chocar con las paredes del recipiente con menos frecuencia, lo que reduce la presión del gas.
Ejemplo 2: Otra aplicación de la teoría cinética de los gases es el cálculo de la temperatura de un gas. La temperatura se define como la medida de la energía cinética promedio de las partículas de un gas. En el SI, la temperatura se mide en grados Kelvin (K). La teoría cinética de los gases predice que la temperatura de un gas es directamente proporcional a la energía cinética promedio de las partículas del gas. La energía cinética de una partícula se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
Ek =
donde m es la masa de la partícula y v es su velocidad. La energía cinética promedio de las partículas de un gas se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
