Transcription
Probablemente ya has escuchado que los gases no tienen ni forma ni volumen definido, sino que eso depende de dónde estén almacenados. Por ejemplo, el gas dentro de esta botella tiene la forma propia de la botella y solamente ocupa este volumen.
Pero si yo lo abriera, el gas que no vemos pero que estaba aquí dentro ahora toma la forma y ocupa todo el volumen de este cuarto. Y comúnmente decimos que eso se debe a que las partículas de un gas se mueven mucho y por eso se encuentran muy dispersas, o sea, muy alejadas entre ellas. Bueno, nada de eso es falso, pero sí es una forma muy simplificada de ver a los gases. Por eso hoy veremos otras propiedades y cómo la teoría cinético molecular explica la importancia de estas propiedades.
[Música]
Una de las principales propiedades de los gases es que se pueden comprimir, o sea, que uno fácilmente puede hacer que ocupen un volumen menor, como cuando tenía el gas comprimido en la botella. Pero también pueden hacer todo lo contrario, o sea, se pueden expandir, lo que pasó cuando abrí la botella. Es decir, que cuando los gases se expanden, ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene.
Otra característica de los gases es que se difunden entre ellos, es decir, que las moléculas de los gases se pueden mezclar perfectamente hasta formar una mezcla homogénea, siempre y cuando no reaccionen entre ellos. De seguro estas propiedades las has disfrutado cuando llegas a tu casa y huele a café o a tu comida favorita por todos lados, porque el aroma a café se expande por todo el lugar y gracias a la difusión se mezcla fácilmente con el aire y todo huele bien. Lo malo es que ocurre lo mismo con los olores nada agradables.
Y por último, una propiedad súper importante es la que más estudiaremos: es que todos los gases producen presión. En sí, la presión se define como la fuerza aplicada por unidad de área. Por ejemplo, en el sistema internacional, la unidad de fuerza es el Newton y el área se mide en metros cuadrados. Entonces, si uno divide Newtons entre metros cuadrados, nos da el Pascal, la unidad de presión en el sistema internacional.
Aunque ya veremos que hay más unidades para medir la presión, honestamente la definición de fuerza sobre área no nos dice mucho, en especial porque la presión la pueden producir los gases, los líquidos y los sólidos, y en cada caso es conveniente explicar la presión de una manera distinta para que se entienda. En el caso de los gases que se encuentran encerrados en un recipiente, lo más importante para nosotros es entender qué produce esta presión. Y en realidad, la presión se produce porque justamente las partículas de un gas se mueven mucho. Todo el tiempo están golpeando las paredes del recipiente.
Entonces, aquí entender a la presión como la fuerza y la frecuencia con la que las partículas del gas golpean las paredes del recipiente. Esto es prácticamente la base de los siguientes videos: saber qué factores pueden afectar las colisiones entre las moléculas del gas y, por ende, saber qué puede afectar la presión de un gas.
Y para entender cuáles son esos factores, tenemos que hablar de la teoría cinético molecular. Esta teoría sirve para explicar cómo son y cómo se comportan las partículas de los gases. De lo más importante serían estos postulados:
Número uno: las moléculas de un gas se mueven a gran velocidad en línea recta y al azar en todas las direcciones. Simplemente se refiere a que se mueven rapidísimo hacia todos lados.
Número dos: entre colisiones no existen fuerzas de atracción ni de repulsión entre las moléculas. Esto quiere decir que no hay ningún tipo de interacción entre las moléculas cuando se encuentren. Pues chocarán, pero después de eso cada quien se va por su lado. Digamos que a las moléculas no les afectan nada que haya colisiones entre ellas.
Y esto va muy de la mano con el siguiente enunciado que dice: las colisiones entre las moléculas y contra las paredes del recipiente son completamente elásticas, es decir, que no se pierde energía. Imagina las si tú lanzaras varias pelotas muy fuertes contra la pared. Por más fuertes que las hayas lanzado y reboten contra la pared o contra el techo, después de cierto tiempo se van a detener porque cada que rebotan van perdiendo energía. Eso no ocurre con las moléculas del gas. Como son colisiones elásticas, no se pierde energía, entonces prácticamente pueden rebotar por siempre mientras tengan una mínima cantidad de energía.
Lo que nos lleva al último postulado: la energía cinética promedio de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas, o sea, su temperatura en Kelvin. Tal vez recordarás que la energía cinética es la que depende del movimiento, o sea, depende de la velocidad de las cosas. Por lo tanto, de este último postulado es importante entender que la velocidad de las moléculas de un gas es proporcional a su temperatura en Kelvin. O sea, que si tú aumentas la temperatura de un gas, la velocidad con la que se mueven sus moléculas también va a aumentar.
Aunque debo aclarar que estos postulados son posiciones porque describen el comportamiento de un gas ideal. Entiéndase gas ideal como un gas hipotético que cumple exactamente con los postulados de esta teoría. Pero aunque sea hipotético, este comportamiento nos sirve mucho para entender a los gases, además de que nos facilita mucho las cosas. De hecho, uno de los principales factores que nos facilita es que si hablamos del comportamiento ideal, no importa de qué gas estemos hablando específicamente, todos los podemos estudiar de la misma manera. Es decir, podemos estar analizando un gas monoatómico como cualquier gas noble, o un gas diatómico como el nitrógeno, o incluso un gas que sea un compuesto como el dióxido de carbono. Es más, puede ser una mezcla de todos estos. Pero mientras sea un comportamiento ideal, teóricamente y matemáticamente nos podemos tratar por igual. Es decir, podemos usar las mismas fórmulas para todos, cosa que no podremos hacer con el comportamiento no ideal de los gases reales. Pero eso es algo de lo que ya no hablaremos por hoy.
Pero ya aprendimos bastante de los gases. Muchas gracias. En los siguientes videos aprenderemos cómo algunos factores como el volumen o la temperatura pueden afectar la presión. Un gas será pan comido. Ahí nos vemos.
[Música]