27: La teoría cinética de los gases
- Page ID
- 80369
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
- 27.1: La energía cinética traslacional promedio de un gas
- Las leyes de gas se derivaron de observaciones empíricas. Conectar estas leyes con las propiedades fundamentales de las partículas de gas es objeto de gran interés. La teoría molecular cinética es uno de esos enfoques. En su forma moderna, la teoría molecular cinética de los gases se basa en cinco postulados básicos. En esta sección se describirá el desarrollo de la ley de gas ideal utilizando estos cinco postulados.
- 27.2: La distribución gaussiana de un componente de la velocidad molecular
- La función de distribución para un componente de la velocidad molecular es una curva gaussiana. Debido a que la molécula puede moverse tanto en una dirección positiva como negativa a lo largo de un eje, el rango de la función de distribución es infinito negativo a infinito positivo.
- 27.3: La distribución de velocidades moleculares viene dada por la distribución Maxwell-Boltzmann
- Si tuviéramos que trazar el número de moléculas cuyas velocidades caen dentro de una serie de rangos estrechos, obtendríamos una curva ligeramente asimétrica conocida como distribución de velocidad. El pico de esta curva correspondería a la velocidad más probable. Esta curva de distribución de velocidad se conoce como la distribución de Maxwell-Boltzmann, pero con frecuencia es referida solo por el nombre de Boltzmann.
- 27.4: La frecuencia de colisiones con un muro
- La frecuencia con la que un gas choca con una pared depende de la densidad numérica (el número de moléculas por volumen) y la velocidad molecular promedio.
- 27.5: La distribución de Maxwell-Boltzmann ha sido verificada experimentalmente
- La distribución de la distrucción Maxwell-Boltzman ha sido verificada experimentalmente por un dispositivo llamado selector de velocidad, que es esencialmente una serie de ruedas giratorias con un orificio a través del cual se funde el gas. Esto asegura que solo las partículas de gas con una cierta velocidad pasarán a través de todos los agujeros a medida que las ruedas se hacen girar a varias velocidades. De esta manera es posible contar el número de partículas con diversas velocidades y demostrar que, efectivamente, sí satisfacen la distribución de Maxwell-Boltzmann.
- 27.6: Trayectoria Libre Media
- El camino libre medio es la distancia que recorrerá una partícula, en promedio, antes de experimentar un evento de colisión. Esto se define como el producto de la velocidad de una partícula y el tiempo entre colisiones.
- 27.7: Tasas de reacciones químicas en fase gaseosa
- La ley de velocidad de una reacción en fase gaseosa se puede derivar usando la teoría de colisiones. La velocidad de la reacción depende de la velocidad de colisiones con suficiente energía cinética que exceda la energía de activación.