1.1: El papel del gas ideal

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El concepto de comportamiento ideal del gas juega un papel fundamental en el desarrollo de la ciencia y particularmente en el desarrollo de la termodinámica. Como destacaremos, las fuerzas intermoleculares no influyen en el comportamiento de un gas ideal. Las moléculas de gas ideales no son atraídas entre sí ni repelidas unas por otras. Por esta razón, las propiedades de un gas ideal son particularmente simples. Debido a que el comportamiento ideal de los gases es tan importante, comenzamos por estudiar los gases ideales tanto desde una perspectiva experimental como teórica.

En el Capítulo 2, revisamos las observaciones experimentales que podemos hacer sobre los gases y las idealizaciones que introducimos para extrapolar el comportamiento de los gases ideales a partir de las observaciones que hacemos sobre gases reales. También desarrollamos la ley de Boyle a partir de un modelo muy simple para las interacciones entre las moléculas de gas de masa puntual y las paredes de su contenedor.

En el Capítulo 4, desarrollamos un modelo detallado para el comportamiento de un gas ideal. El modelo físico es el que utilizamos en el Capítulo 2, pero el tratamiento matemático es mucho más sofisticado. Para este tratamiento necesitamos desarrollar una serie de ideas sobre probabilidad, funciones de distribución y estadística. El capítulo 3 introduce estos temas, todos los cuales nuevamente juegan un papel importante cuando volvemos al desarrollo de la termodinámica estadística en el Capítulo 19.