La deducción matemática de la presión y la temperatura, bajo la Teoría Cinética de la Materia

Como ya vimos anteriormente toda la materia (solida, liquida y gaseosa) está formada por partículas en constante movimiento. A causa de este movimiento aleatorio las partículas de la materia tienen energía cinética.

De acuerdo a lo anterior podemos encontrar dos conceptos fundamentales para una mejor comprensión de la teoría cinética de la materia. Estos dos conceptos son la temperatura y la presión.

Entendemos que la temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia, por lo tanto la temperatura se define como el promedio de la energía cinética de las partículas que componen a la materia. A mayor temperatura mayor será la energía cinética de las partículas y viceversa.

Por otro lado tenemos el concepto de presión, que se obtiene dividiendo la fuerza entre el área sobre la cual actúa la fuerza.
Presión=F/A

Entendemos entonces que al ejercer una fuerza sobre una superficie en el caso de un sólido y un liquido altera su masa y volumen, mientras que en un gas al quitarle la presión este tiende a aumentar de masa siguiendo la ley de Boyle y Mariotte, que dice que al disminuir la presión ejercida por un gas este aumenta su volumen, mas adelante veremos esto con mayor detalle.

Como se muestra en la imagen la energía cinética de la materia se puede definir de esta manera: Entre menor sea la energía cinética menor sera la temperatura absoluta y entre mayor sea la energía cinética mayor sera la temperatura absoluta.

Como se muestra en la imagen la presión de un liquido es la fuerza que ejerce contra las paredes de este.

Este es un enlace que muestra un vídeo que fue tomado de YouTube y con ayuda de este y la información ya antes proporcionada de los Postulados se logrará una explicación más amplia ya que desde el minuto 4 también habla de lo acabado de exponer la Presión y Temperatura.

Postulados de la Teoría Cinética de la Materia

Todo lo que nos rodea está formado por unas partículas muy pequeñas, llamadas moléculas. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerzas atractivas, llamadas FUERZAS DE COHESIÓN. Las moléculas, al estar en movimiento, se encuentran a una cierta distancia unas de otras. Entre las moléculas hay espacios vacíos. Cuando aumenta la temperatura, las moléculas se mueven más rápido.

Postulados de la teoría cinética de la materia:

1.-La materia esta compuesta por partículas.

2.-Existe un espacio vacío entre ellas.

3.-Estas partículas se encuentran en constante movimiento y entre ellas existen fuerzas atractivas, llamadas fuerzas de cohesión.

4.- La velocidad del movimiento de partículas dependerá de la temperatura.  Cuando la temperatura del cuerpo aumente, sus partículas se moverán a mayor velocidad y viceversa.

Con este modelo, puede explicarse perfectamente el hecho de que la materia pueda encontrarse en tres estados: (a) SÓLIDO   (b) LÍQUIDO  (c) GASEOSO

 Hay un espacio vacío entre las partículas. Y estas partículas también poseen movimiento, que se ve afectado por la temperatura. Es decir a mayor temperatura mayor velocidad en el movimiento de las partículas.

SOLIDO:

Cuando aumentamos la temperatura de un sólido.  Sus moléculas se moverán más rápidamente y aumentara la distancia entre ellas. Las fuerzas de cohesión disminuyen y llegará un momento en que éstas fuerzas son incapaces de mantener a las moléculas fijas, así las moléculas pueden desplazarse, el estado sólido entonces se va a convertir en un líquido.

LIQUIDO:

Si aumenta la temperatura de un líquido, sus moléculas aumentara su rapidez, la distancia entre ellas irá aumentando y las fuerzas de cohesión van disminuyendo hasta que finalmente las moléculas pueden liberarse unas de otras, y así este conjunto de moléculas se convertirá en estado gaseoso.

GASEOSO:

Si se disminuye la temperatura de un estado gaseoso, disminuye la rapidez de sus moléculas y así unas a las otras se acercan, esto para que sus fuerzas de cohesión, que siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, así pasará a estado líquido.

Si se disminuye aún más la temperatura, se moverán más lentamente las moléculas, así que la distancia entre ellas seguirá disminuyendo, las fuerzas de cohesión aumentarán más y llegará un momento que son lo suficientemente intensas como para impedir que las moléculas puedan desplazarse, obligando a ocupar posiciones fijas, así se ha convierte en estado sólido.

ESTE VÍDEO DE LA ENCICLOPEDIA BRITÁNICA AYUDARÁ A UNA MEJOR COMPRENSIÓN SOBRE LOS TRES ESTADOS DE LA MATERIA.