Modelo Cinético Molecular

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> Para explicar las características de los gases, los científicos propusieron, durante el siglo XIX, la denominada "teoría cinética de los gases". Su ampliación a líquidos y sólidos dio lugar al modelo cinético molecular de la materia.

Este modelo se basa en dos postulados fundamentales:

i. La materia es discontinua, es decir, está formada por un gran nº de partículas separadas entre sí.

ii. Estas partículas materiales se encuentran en constante movimiento debido a dos clases de fuerzas: de cohesión y de repulsión.

o Según que predominen unas u otras fuerzas, la materia se presenta en estado sólido, líquido o gaseoso.

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Estado Solido> Las partículas de los sólidos se encuentran muy próximas, y las

fuerzas de atracción entre ellas son muy intensas, su único movimiento es el de vibración.

> Las partículas sólo pueden vibrar alrededor de su posición de equilibrio.

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Estado líquido> Las partículas de los líquidos pueden desplazarse con cierta

libertad pero sin alejarse unas de otras.

> Por esa razón tienen volumen constante y se adaptan a la forma del recipiente.

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Estado Gaseoso> Las partículas de los gases se mueven con total libertad y

están muy alejadas unas de otras.

> Por eso tienen forma variable y tienden a ocupar todo el volumen disponible.

Características del estado Solido

El Estado Solido se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Las Moleculas de un Solido tienen una gran cohesion y adoptan formas bien definidas, es decir no pueden comprimirse, son resistentes a la fragmentacion.

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Propiedades especificas de los Solidos

> Elasticidad: Un sólido recupera su forma original cuando es deformado.> Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos pedazos.> Dureza: hay sólidos que no pueden ser rayados por otros más blandos. > Forma definida: Tienen forma definida y no fluyen como lo hacen los

gases y los líquidos, excepto bajo presiones extremas.> Volumen definido: Debido a que tienen una forma definida, su volumen

también es constante.> Alta densidad: Los sólidos tienen densidades relativamente altas debido

a la cercanía de sus moléculas por eso se dice que son más “pesados”> Flotación: Algunos sólidos cumplen con esta propiedad, solo si su

densidad es menor a la del líquido en el cual se coloca.> Inercia: es la dificultad o resistencia que opone un sistema físico a

posibles cambios, en el caso de los sólidos pone resistencia a cambiar su estado de reposo.

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Características de los Liquidos

> El Estado Liquido es un fluido donde las Moleculas estan ligeramente separadas unas de otras, es decir, tiene una cohesion menor que los solidos ademas las Moleculas ocupan posiciones al azar que varia con el tiempo

> No tienen forma definida y adoptan la forma del recipiente que lo contenga

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Propiedades especificas de los Liquidos> Cohesión: fuerza de atracción

entre moléculas iguales> Adhesión: fuerza de atracción entre

moléculas diferentes.> Viscosidad: resistencia que manifiesta

un líquido a fluir.> Tensión superficial: fuerza que se

manifiesta en la superficie de un líquido, por medio de la cual la capa exterior del líquido tiende a contener el volumen de este dentro de una mínima superficie.

> Capilaridad: facilidad que tienen los líquidos para subir por tubos

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QUE ES UN GAS

El Estado Gaseoso es un fluido que tiende a expandirse indefinidamente, ya que no tiene forma ni volumen propio. Los gases, por lo tanto, adoptan la forma y el volumen del recipiente que los contienen.

En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño. Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras.

CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS GASES

1. Forma y VolumenUn gas no tiene forma ni volumen definidos. Adquiere la forma y el volumen del recipiente en el que se encuentra.2. PresiónEjercen presión sobre las paredes del recipiente contenedor.3. DensidadLa densidad es la relación que existe entre la masa de una sustancia y su volumen. En el estado gaseoso es menor que la densidad de la sustancia en estado sólido o estado líquido. 4. Expansibilidad y CompresibilidadEs el proceso de Expansion espontánea sin ayuda adicional, para que un gas ocupe uniformemente un espacio. Es una característica propia de los gases. La compresibilidad tiene un límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste pasará a estado líquido.

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MAGNITUDES

1. Presión Es la fuerza por unidad de área. Se trata de la fuerza que ejerce el gas contra las paredes del recipiente que lo contiene. En el caso de los gases, es necesario tomar en cuenta la presión atmosférica, que es “la presión al nivel del mar, ejerce sobre una superficie de 1 cm2 una columna de mercurio de 76cm”.

UNIDADES1 at = 76 cmHg = 760 mm Hg = 760 Torr = 101 325 Pa

2. VolumenEs el espacio que ocupa un gas.UNIDADES1m3 = 1000 l = 1000 dm3 1 l = 1dm3 1l = 1000 ml = 1000 cm3 

3. Temperatura Es el nivel calorífico de una sustancia.  4. Masa

LEY DE BOYLE-MARIOTTE

Es una relación inversa entre la presión y el volumen de un gas cuando su temperatura se mantiene constante.Su expresión matemática:PV= K P1V1= P2V2

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Donde:P1= Presión inicial P2= Presión finalV1= Volumen inicialV2= Volumen finalSi despejamos:P1= (P2.V2)/V1 V1= (P2.V2)/P1

P2= (P1.V1)/V2 V2= (P1.V1)/P2

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> Ejemplo: Cuando se somete un gas a una presión de 4 atmósferas

el volumen del gas disminuye. Por lo tanto, A mayor presión menor volumen.

* 1atm equivale a la presión que ejerce la atmósfera a nivel del mar igual a 101 325 Pa.

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Así se observa que cuando se disminuye la presión a 1 atmósfera, el volumen aumenta, debido a que los gases son compresibles. Por lo tanto A menor presión Mayor volumen.

* 1atm equivale a la presión que ejerce la atmósfera a nivel del mar igual a 101 325 Pa

Ley de Charles

En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre

el volumen y la temperatura de una

muestra de gas a presión

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Porque ocurre esto?

> Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).

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> Matemáticamente podemos expresarlo así:

> Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la temperatura cambiará a T2, y se cumplirá:

V1= Volumen inicialT1 = Temperatura inicial

V2= Volumen final T2= Temperatura final

> Entonces asi es otra forma de expresar esa ley.

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Ley de Gay-Lussac

“Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando

el volumen es constante”

Esta ley fue enunciada en 1800 por el físico y químico francés Louis Joseph Gay-Lussac.

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La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:

● Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.

● Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

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¿Por qué ocurre esto?● Al aumentar la temperatura las moléculas del gas

se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.

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Según Gay-Lussac, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor, pues el cociente entre la presión y la temperatura es constante

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Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

Que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.

Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta.

Ejercicio: En una fábrica de oxígeno se almacena 1 m ³ de ese gas en un cilindro de hierro a 5 atmósferas, ¿qué volumen

habrá adquirido si inicialmente la presión era de 1 atmósfera? Datos: Fórmula:

A presión constante un gas ocupa 1950 (ml) a 13º C ¿Qué temperatura es necesaria para que este gas se

expanda 3.5 L?Datos Formula

Nota: Siempre se expresa la temperatura en Grados Kelvin

● Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar

para que su presión sea 760 mmHg?

● Formula

FisicoQuímica 5 E

Integrantes del Equipo:Jorge Rafael Barragan LunaFernando Cansino JacomeAlfredo Carretero BalcarcelMario David Castillo RosasJuan Carlos Debernardi OrtegaBrando Osnaya Ortiz

Profe. Pedro Zamora Castllo