Calor y temperatura.Propiedades.Aspectos cualitativos.Gas.Presíon.Factores.Teoría cinética de la materia.

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El calor, la temperatura

Propiedades

La materia que nos rodea aparece ante nosotros con muy diversos aspectos.

Presenta distintas formas, colores, dureza, fluidez..., pero en general consideraremos

 que lo hace en los siguientes estados:

SÓLIDO, LÍQUIDO y GAS

El estado gaseoso , igual que los líquidos, se adaptan a su recipiente, pero  los gases, pueden además comprimirse  y descomprimirse, lo que no puede  hacerse con los líquidos

Actividad interactiva

Aspectos cualitativos
Antecedentes históricos: Los filósofos griegos, Demócrito y Epicuro, consideraban que la materia
 es divisible en la experiencia diaria, pero, en un cierto término, consta de partículas indivisibles que 
podemos provisionalmente llamar átomos (de la palabra griega átomo, indivisible).
El físico inglés J. Dalton (1766-1844) establece laTeoría atómica de la materia en la que se considera
 que todo tipo de materia, sea sólido, líquido o gas, está constituida por partículas, que en principio
 se llamaron átomos.
En un SÓLIDO, estas "partículas" ocupan posiciones determinadas en una red, alrededor de las 
cuales vibran cada vez más intensamente a medida que aumentamos la temperatura. Las fuerzas
 atractivas entre las partículas del sólido son muy intensas.

En un LÍQUIDO, estas "partículas" se mueven deslizándose unas cerca de otras y manteniéndose
 unidas por débiles fuerzas atractivas entre ellas.
En el caso de un GAS, estas "partículas" se mueven a grandes velocidades y las fuerzas atractivas
 entre ellas podemos considerarlas como inexistentes. Se mueven al azar ocupando todo el volumen 
del recipiente.

Actividad interactiva Haz clic sobre la imagen para ver las partículas de cada cuerpo en movimiento. ¿Ves las diferentes características de este movimiento según el estado en que se encuentre la materia? En las páginas siguientes trataremos de entender el comportamiento de las partículas de los gases.

Modelo de gas ideal
Como vamos a estudiar el comportamiento de los gases, vamos a establecer un MODELO para 
cualquier gas, que, como hemos visto en las anteriores animaciones, estará constituido por partículas
 moviéndose al azar y chocando contra las paredes del recipiente. Las características de nuestro 
MODELO ideal de gas serán:

-Las partículas del gas son pequeñísimas comparadas con el volumen del recipiente.

-Se mueven al azar con distintas velocidades de manera que, si aumenta la temperatura, aumenta la velocidad de las partículas del gas.

- No existen fuerzas de atracción entre ellas.

- En su movimiento, chocan entre ellas y con las paredes del recipiente cumpliéndose las leyes de los choques elásticos.

- Cuando chocan aparecen las fuerzas o interacciones entre ellas o con las paredes del recipiente.

- Los choques con las paredes del recipiente producen el efecto que llamamos presión sobre las mismas.

Actividad interactiva

Presión. Unidades

Se define la magnitud física llamada PRESIÓN como una fuerza por unidad de superficie, es decir:

Su unidad en el Sistema Internacional (SI) , es el PASCAL y cuyo símbolo es Pa y equivale a:

Pa = 1N/1m²

El PASCAL es una unidad de presión muy pequeña, por lo que se suelen usar otras unidades  de presión. Entre ellas tenemos: La atmósfera cuyo símbolo será atm y que equivale a una cantidad de Pascales de:  1 atm = 101.325 Pa o lo que es lo mismo 1013 hPa . El hPa se llamaba antes milibar. Por último también se utiliza el Torr que equivale a 1 mm de mercurio, con lo que: 1 atm = 101.325 Pa = 1013 hPa = 760 Torr Actividad interactiva

Factores que regulan la presión
Según el MODELO de gas que hemos propuesto, la PRESIÓN (fuerza que por unidad de superficie de pared de recipiente ejercen las partículas del gas al chocar contra ellas) puede depender de una serie de factores que pueden ser: El tipo de partículas del gas, el volumen del recipiente, de la temperatura, el nº de partículas del gas, de la presión exterior del recipiente, de la forma del mismo ...

^{Actividad interactiva}

Factores que regulan la presión

Como hemos visto, la PRESIÓN que ejerce un gas sobre las paredes del recipiente, depende de

 tres factores:

Del nº de partículas de gas (cantidad de gas considerada). A más partículas más presión. 

Delvolumen del recipiente. A mayor volumen, menor presión. De la temperatura del gas. 

A mayor temperatura, mayor velocidad de las partículas del gas y por tanto mayor presión.

Es decir: P = f ( V , t , nº de partículas)

Si queremos comprobarlo experimentalmente, como la presión depende de tres variables,

tendremos que planear experiencias en las que, manteniendo constantes dos de ellas, 

variemos sólo una de ellas. Eso es lo que hicieron Boyle, Gay-Lussac y Charles

1ª Experiencia. Manteniendo constante la cantidad de gas (nº de partículas) y la temperatura 

del gas, variaremos del volumen del gas y para cada volumen mediremos la presión : nº part=cte,

 t = cte, P =f(V). Con ella llegaremos a la ley de BOYLE.

2ª Experiencia. Manteniendo constante la cantidad de gas (nº de partículas) y el Volumen del

 recipiente, variaremos la temperatura en ºC del gas y, para cada temperatura mediremos la

 presión: nº part=cte, V=cte, P=f(t). Con ella llegaremos a la ley de GAY-LUSSAC.

3ª Experiencia. Manteniendo constantes el volumen del recipiente y la temperatura del

 gas, variaremos el nº de partículas del gas, y para cada valor mediremos la presión:

 V=cte, t=cte, P=f(nº de partículas), con ella podremos completar la ecuación de estado 

del gas IDEAL.

 

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