Postulados de la Teoría Cinética de la Materia

1) Toda la materia está constituida por pequeñas partículas llamadas moléculas.

Las propiedades químicas de las moléculas dependen de su composición, mientras que las propiedades físicas dependen de las fuerzas que las moléculas ejercen entre sí y de la distancia que las separa.

2) Las moléculas se encuentran en continuo movimiento. El promedio de la energía cinética de las moléculas depende de la temperatura.

3)Las moléculas obedecen las leyes del movimiento de Newton. En los choques entre las moléculas, su momento lineal y su energía cinética no cambian. Dichos choques son elásticos.

Para gases:

1. Los gases están formados por partículas de masa (m) y diámetro (d) que es despreciable comparado con las distancias recorridas entre colisiones.

2. Se mueven en línea recta aleatoriamente obedeciendo las leyes de la mecánica clásica.

3. Las colisiones perfectamente elásticas son el único tipo de interacción que presentan estas partículas. 

La imagen lateral muestra el comportamiento de las moléculas de gases, observamos como simulan moverse en línea recta aleatoriamente.

Para sólidos:

1. Las moléculas se encuentran cercanas entre sí. 

2. Las fuerzas de atracción frecuentemente originan arreglos ordenados. 

3. Los movimientos moleculares están sumamente restringidos, y consisten principalmente en vibraciones alrededor de puntos fijos.
Con ayuda de la siguiente imagen, podemos apreciar como las moléculas de un sólido están unidas de manera ordenada, ya que en estado sólido la fuerza de atracción es fuerte provocando este fenómeno.

Para líquidos:

1. Las moléculas se mantienen a distancias similares a las del estado sólido.

2. Se mantienen unidas por fuerzas atractivas débiles, esto permite que adopten la forma del recipiente que los contiene.

La imagen anterior nos ayuda a entender como se encuentran las moléculas del agua, ya que tienen una fuerza de atracción menor a la fuerza de atracción de los sólidos; además de que estas moléculas en estado líquido pueden adoptar la forma del recipiente en que se encuentren.


La siguiente imagen nos muestra las características que tienen las moléculas en los estado de agregación, gaseoso, líquido y sólido.

El siguiente vídeo nos explica de igual manera los postulados de la teoría cinética de la materia. (El video fue tomado de Youtube con el siguiente link https://www.youtube.com/watch?v=G300mQ59FE4) .

Bibliografía:
Enciclopedia de Conocimientos Fundamentales UNAM - SIGLO XX1, volumen 5, pag: 471
https://www.youtube.com/watch?v=G300mQ59FE4

Historia de la Teoría Cinética de la Materia

Demócrito "El filósofo risueño"

A Demócrito le llamaban el filósofo risueño, por su eterna sonrisa. Nació en la ciudad griega de Abdera. Sus conciudadanos parecía calificar sus ideas y forma de vida como expresiones de locura, pues se preocupaba por cosas que, para quienes le rodeaban, no tenían sentido, por ejemplo, "hasta dónde podría dividirse una gota de agua".

Demócrito pensaba que se podrían obtener gotas cada vez más pequeñas, hasta casi perderlas de vista, su maestro Leucipo había intuido que esa división tenía un límite. Demócrito enunció que cualquier sustancia podía dividirse hasta ese límite y no más. Al trozo más pequeño indivisible de cualquier material lo llamó átomo. Según él, todo el universo estaba constituido por esas partículas indivisibles y entre ellas, no había nada, es decir, había espacio vacío.

La mayoría de los filósofos griegos rechazaron la idea del átomo pues la consideraban absurda. Y aunque de todos los libros que escribió ninguno se conserva, algunos de los pensadores que aceptaron la idea de la partícula indivisible fundaron escuelas de importancia que preservaron su pensamiento hasta nuestros días.

Leucipo

Epicuro (342- 272 a.n.e.) fundó una escuela de gran popularidad y desarrolló la corriente filosófica conocida Epicureismo, esta escuela era mecanicista y adoptó el átomo de Demócrito como una explicación satisfactoria de la estructura del universo. Estas ideas fueron resumidas por pensadores como Aristóteles (384- 322 a.n.e.). 
A pesar de que del legado de Demócrito casi nada sobrevive, prevaleció el tiempo suficiente para poder influir sobre pensadores romanos como Lucrecio (95 a 55 a.n.e.)

Pierre Gassendi

En el siglo XVII el filósofo francés Pierre Gassendi (1592- 1655) se pronunció como epicureo, defendiendo la teoría de las partículas indivisibles. En 1660, el físico inglés Robert Boyle ( 1627- 1691), discípulo de Gassendi, hizo estudios sobre las características del aire, observando que se le puede comprimir hasta un cierto límite. Concibió la idea de que el aire está compuesto por partículas minúsculas que dejan grandes espacios entre ellas. Comprimir el aire - reflexionaba el científico inglés-  equivale a juntar más las partículas reduciendo el espacio vacío que hay entre ellas. El agua podría consistir, entonces, de partículas tan juntas que no se les pueden acercar más, por lo tanto, su conclusión era que no es posible comprimirla. Al separarle las partículas, el agua se convierte en vapor, sustancia parecida al aire.

John Dalton 

John Dalton (1766- 1844) trabajó las propiedades de los gases, aceptando las teorías de Boyle e Isaac Newton (1683-1727) de que éstos están formados por pàrtículas, no obstante Dalton fue mucho más lejos, diciendo que no sólo los gases están constituidos por estas pequeñas partículas sino todos los estados de la materia.

Robert Brown

Robert Brown (1773-1858) descubrió el movimiento de las partículas llamado movimiento Browniano, Rodolf Clausius (1822- 1888) propuso que existía una relación entre el volúmen y la temperatura y la presión de un fluido a mayor temperatura. James Clerk Maxwell (1831-1879) describió el comportamiento de los gases considerando que estaban compuestos por un número enorme de partículas que se movían al azar. Ludwing Boltzmann (1844-1906) desarrolló las ideas de Clausius y describió el comportamiento de un gas ideal. En 1905, Albert Einstein publicó una teoría molecular del movimiento Browniano, explicándolo matemáticamente y utilizando la teoría cinética molecular para explicarlo.

James Clerk

Bibliografía:

 Enciclopedia de conocimientos fundamentales UNAM- SIGLO XXI, Volúmen 5, Física, pag. 471.

¿Cómo está compuesta la materia?. Teoría cinética

Desde la Grecia Clásica en el siglo V a. C., se tenía la idea de que la materia está formada por pequeñas partículas, como prueba de ello se sabe que  los filósofos Leucipo y Demócrito aventuraron la existencia de átomos. En 1803, el químico británico John Dalton formuló la teoría de que la materia está compuesta por átomos de diferentes masas, posteriormente, esta teoría dio las bases de la teoría cinético-molecular. Los postulados son los siguientes:

1.   La materia está formada por un conjunto de átomos y moléculas que se encuentran en constante movimiento.

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

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

Según este modelo, todo lo que nos rodea está formado por partículas muy pequeñas que tienen la característica de ser invisibles y se llaman moléculas. Las moléculas están en constante movimiento, hay cierta distancia entre ellas y están unidas por las llamadas fuerzas de cohesión. Es precisamente el espacio entre las moléculas y el movimiento de éstas lo que da lugar a los estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso.

La siguiente imagen representa como las moléculas se encuentran en estado sólido, líquido y gaseoso.

Sólido: Se caracteriza por las grandes fuerzas de atracción entre las partículas que lo forman.

Líquido: Las moléculas que conforman un líquido están unidas por fuerzas menores que los sólidos y es esto lo que permite que se traslade fácilmente.

Gas: La fuerza que mantiene unidas a las partículas es muy pequeña y permite que se muevan libremente.

Con la siguiente animación, podemos observar el comportamiento de las moléculas conforme al estado de agregación en que se encuentran.

El siguiente vídeo de Youtube (https://www.youtube.com/watch?v=VyVSz9CS9OQ) muestra cómo esta formada la materia y se apoya de diversos modelos atómicos:

Bibliografía:
Física III , Dirección General de Educación Media Superior y Superior, páginas 7,8 y 9.
https://www.youtube.com/watch?v=VyVSz9CS9OQ