El modelo de partículas y la presión
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4. UN MODELO PARA EL ESTADO GASEOSO
El primer intento de explicar la constitución de la materia Se realizo con los gases por tener una estructura mas sencilla
-Un primer modelo de los gases , denominado Modelo estético estuvo ligado a la teoría del calórico , se supónía que el Calor era una sustancia llamada calórico. Al calentar un gas sus partículas Aumentaban de volumen porque el calórico que colocaba alrededor de ellas Aumentando su tamaño y como consecuencia su volumen.
-El irlandés Robert Boyle propuso el modelo Estético para explicar las propiedades de los gases. Este modelo fue completado En 1738 por el físico Bernoulli y consistía en suponer que el gas esta formada Por partículas que se movían rápidamente en todas direcciones. Este modelo se Apoyaba en evidencias experimentales.
EVIDENCIAS EXPERIMENTALES DEL MODELO Cinético.
Los gases ocupan todo el recipiente que los contiene.
Los gases se expanden y se Comprimen con facilidad.
Los gases ejercen igual presión Sobre todas las paredes del recipiente.
Los gases se difunden es decir Pasan a través de orificios.
Para explicar este comportamiento Se desarrollo la teoría cinético- molecular que puede resumirse en 3 estados.
-Partículas EN MOVIMIENTO: Los gases están Formados por un conjunto departículas individuales que se mueven en distintas Direcciones y chocan unas con otras y con las paredes del recipiente si perder Energía (movimiento rectilíneo al azar)
-VOLUMEN DE LAS Partículas : Las partículas Individuales tienen un volumen extremandamente pequeño en comparación con el Volumen del recipiente que los contiene. El modelo representa a las partículas Como si tuvieran masa pero no volumen.
-FUERZAS ENTRE Partículas: El movimiento y la Disposición de la s partículas queda determinado por dos tipos de fuerzas : Unas atractivas o fuerza de cohesión y otras repulsivas o fuerza de dispersión.
UN MODELO PARA LOS Líquidos Y Sólidos.
El modelo cinético es también Aplicable a los sólidos y a los líquidos.
En los líquidos , la fuerzas de Atracción entre partículas son lo bastante fuertes para mantenerlas juntas , Por eso los líquidos son mucho mas densos y menos comprensible que los gases. Aunque tiene un volumen definido las fuerzas de atracción no pueden evitar que Las partículas se deslicen unas respecto a otras y por eso los líquidos se Vierten y adoptan la forma del recipiente.
En los sólidos, las fuerzas de Atracción son tan intensas que fijan las partículas a sus posiciones ; por eso Los sólidos son rígidos. Los que poseen estructuras muy ordenadas se llaman cristales Y los que son desordenados se llaman amorfos.
5. Teoría Cinética Y TEMPERATURA
Los gases son fáciles de Describir desde el punto de vista de la teoría cinética. En un recipiente sus Partículas se mueven en línea recta de un lado para otro chocando con el Recipiente y con las demás partículas. Este movimiento se llama movimiento Térmico. Si se aporta energía a un gas la velocidad media de sus partículas aumenta y por lo tanto la energía cinética media EC= ½ mv². Como Consecuencia de ello aumenta su temperatura.
La temperatura de un sistema material Es proporcional a la energía cinética media de sus partículas.
La escala absoluta o escala kelvin Tiene el kelvin como ud. (K). El cero absoluto se encuerta a – 273,15 ºC. A esa Temperatura las partículas de cualquier sistema material están inmóviles.
Teoría Cinética Y Presión.
Las partículas de un gas chocan Constantemente contra las paredes del recipientes en el que se encuentra y en Cada choque ejercen fuerza.
La presión que ejerce un gas es Consecuencia de los choques de sus partículas contra las paredes del Recipiente.
CAMBIOS DE ESTADO SEGÚN LA Teoría Cinética.
-Efecto de la temperatura. En los sólidos al Aumenta la temperatura ,a aumenta la vibraicion de sus partículas y la Estructura pierda fortaleza y rigidez. En los líquidos al aumentar la Temperatura y la vibración de las partículas, estas pueden alegarse con mas Facilidad de las partículas vecinas.
-Efecto la presión: en general el aumento de la presión Aumenta el acercamiento de las partículas con lo cual aumenta la fuerza de Cohesión
Aumento de temperatura de un Sistema material aumenta la energía cinética media de sus partículas y su Movilidad con lo que favorece a un cambio progresivo S- L –G
Aumento de presión aumenta la Fuerza de cohesión y favorece el cambio regresivo G-L-S.
6-Las evidencias experimentales de R. Boyle y E. Mariotte Fueron mejoradas un siglo después por J.A.C Charles y J.C Lussac.
Demostaron que la presión , temperatura y volumen de una mas Fija de gas eran variables relacionadas entre si. Establecieron varias leyes Que llevan su nombre.
LEY DE BOYLE-MARIOTTE: LA Relación Presión VOLUMEN.
Esta ley forma una parte especial de la historia por su sencillez. Realizaban cambios sistemticos en una variable para ver el cambio que Experimentaba la otra.
Boyle uso un tubo en forma de J con una muestra de aire. Introdujo Mercurio por la parte abierta del tubo y la presión aumento en la rama Derecha y el volumen del gas en la rama izq.
Registro los datos de altura (V) frente a la altura del Mercurio (p) y comprobó que el producto de amabas (Pv) se manténía aprox. Constante.
LEY DE BOYLE-MARIOTTE para una masa determinada con una Temperatura constante, el volumen del gas es inversamente proporcional a su presión.
Pv= cte à P= cte/v
LEYES DE CHARLE Y Gay-LUSSAC.
Primera ley: relación volumen- temperatura: Al encerrar en un embolo una cantidad de gas Fija a una presión const. Al ir aumentado la temperatura observamos que la presión Aumenta de manera proporcional.
1º ley : el volumen de una cantidad fija de gas a presión constante Es directamente proporcional a la temp. Absoluta
V1/T1 = V2/T2 = cte. à cte x T.
2º ley : relación entre presión – temperatura.
Si encerramos una cantidad fija de gas en un embolo a Volumen fijo y se aumenta la temperatura , se observa que la presión aumente de Manera proporcional.
Aumento de la temperatura aumenta la velocidad media de las Paticulas que se chocan mas frecuentemente y con lo cual aumenta la presión. Para que la presión se mantenga constante hay que extender el embolo y como Consecuencia aumenta el volumen
2º Ley : la presión de una cantidad fija de gas a un volumen Fijo es directamente proporcional a la temp. Absoluta.
P1/T1 = P2/T2 = cte à P= cte. T
Aumento de temperatura hace que la velocidad media de las partículas Aumente y con eso aumenta la frecuencia de choques contra la pared del Recipiente. Puesto que el volumen es constante , la consecuencia de este Aumento de frecuencia de choque es que aumente la presión.