Movimiento de las particulas de un liquido

Movimiento de las particulas de un liquido

Movimiento de partículas en un gas

En este nivel, se espera que los alumnos «expliquen el comportamiento y las propiedades de los materiales en función de las partículas que los componen y de las fuerzas que los mantienen unidos» (normas VELS de nivel 6).  Sin embargo, el hecho de que los alumnos sean capaces de dibujar las disposiciones estáticas habituales de las partículas en sólidos, líquidos y gases no significa que tengan una visión totalmente particulada de la materia. Los datos de la investigación sugieren que muchos alumnos de esta edad y mayores aún mantienen una serie de concepciones alternativas sobre las partículas que resultan difíciles de extinguir. A menudo no aprecian el tamaño tan pequeño de las partículas, atribuyen propiedades macroscópicas a las partículas microscópicas, tienen dificultades para apreciar el movimiento de las partículas en todos los estados de la materia y tienen problemas para comprender las fuerzas entre las partículas.Investigación: Driver (1987)Muchos alumnos que aprecian que la materia es particulada aún conservan algunos puntos de vista anteriores y consideran que las partículas pueden cambiar de forma (de sólido a líquido), explotar, arder, expandirse, cambiar de forma y color o encogerse. Los alumnos visualizan los átomos, las moléculas y los iones como pequeños objetos en forma de bola (quizás por la forma en que se ha presentado la información) y esto contribuye a que confundan las propiedades de las partículas con la naturaleza macroscópica de los materiales que componen.Investigación: Happs (1980)Estas ideas también se exploran en la idea central

Las partículas de un gas pueden

Las propiedades físicas de una sustancia dependen de su estado físico. El vapor de agua, el agua líquida y el hielo tienen las mismas propiedades químicas, pero sus propiedades físicas son considerablemente diferentes. En general, los enlaces covalentes determinan: la forma molecular, las energías de enlace y las propiedades químicas, mientras que las fuerzas intermoleculares (enlaces no covalentes) influyen en las propiedades físicas de los líquidos y los sólidos. La teoría cinética molecular de los gases ofrece una descripción razonablemente precisa del comportamiento de los gases. Un modelo similar puede aplicarse a los líquidos, pero debe tener en cuenta los volúmenes no nulos de las partículas y la presencia de fuertes fuerzas de atracción intermoleculares.

Figura \ (\PageIndex{1}): Los tres estados comunes de la materia. Desde la izquierda, son el sólido, el líquido y el gas, representados por una escultura de hielo, una gota de agua y el aire alrededor de las nubes, respectivamente. Imágenes utilizadas con permiso de Wikipedia.

El estado de una sustancia depende del equilibrio entre la energía cinética de las partículas individuales (moléculas o átomos) y las fuerzas intermoleculares. La energía cinética mantiene a las moléculas separadas y en movimiento, y es una función de la temperatura de la sustancia. Las fuerzas intermoleculares son fuerzas de atracción que tratan de unir las partículas (Figura \PageIndex{2}\). Como se ha comentado anteriormente, los gases son muy sensibles a las temperaturas y a la presión. Sin embargo, éstas también afectan a los líquidos y a los sólidos. El calentamiento y el enfriamiento pueden cambiar la energía cinética de las partículas de una sustancia y, por tanto, podemos cambiar el estado físico de una sustancia calentándola o enfriándola. El aumento de la presión en una sustancia hace que las moléculas se acerquen, lo que aumenta la fuerza de las fuerzas intermoleculares.

Describir la energía y el movimiento de las partículas en un gas.

La teoría cinético-molecular de la materia ofrece una descripción de las propiedades microscópicas de los átomos (o moléculas) y sus interacciones, lo que da lugar a propiedades macroscópicas observables (como la presión, el volumen o la temperatura). Una aplicación de la teoría es que ayuda a explicar por qué la materia existe en diferentes fases (sólida, líquida y gaseosa) y cómo la materia puede cambiar de una fase a otra.

Tomemos como ejemplo el agua. En su fase sólida (hielo), las moléculas de agua tienen muy poca energía y no pueden alejarse unas de otras. Las moléculas se mantienen estrechamente unidas en un patrón regular llamado entramado. Si el hielo se calienta, la energía de las moléculas aumenta. Esto significa que algunas de las moléculas de agua son capaces de superar las fuerzas intermoleculares que las mantienen unidas, y las moléculas se separan más, formando agua líquida. Por eso el agua líquida puede fluir: las moléculas tienen mayor libertad de movimiento que en la red sólida. Si las moléculas se calientan más, el agua líquida se convierte en vapor de agua, que es un gas. Las partículas del gas tienen más energía y se encuentran, por término medio, a distancias mucho mayores que el tamaño de los átomos/moléculas. Las fuerzas de atracción entre las partículas son muy débiles dadas las grandes distancias entre ellas.

Qué ocurre con las partículas cuando se calientan

Algunas partículas se disuelven en un vaso de agua. Al principio, las partículas están todas cerca de una esquina superior del vaso. Si las partículas se mueven de forma aleatoria («difusa») en el agua, acaban distribuyéndose de forma aleatoria y uniforme desde una zona de alta concentración a otra de baja concentración, y se organizan (la difusión continúa, pero sin flujo neto).

La difusión desde el punto de vista microscópico y macroscópico. Inicialmente, hay moléculas de soluto en el lado izquierdo de una barrera (línea morada) y ninguna en el derecho. Se elimina la barrera y el soluto se difunde hasta llenar todo el recipiente. Arriba: Una sola molécula se mueve al azar. En medio: Con más moléculas, hay una tendencia estadística a que el soluto llene el recipiente de forma cada vez más uniforme. Abajo: Con un enorme número de moléculas de soluto, desaparece toda la aleatoriedad: El soluto parece moverse de forma suave y determinista de las zonas de alta concentración a las de baja concentración. No hay ninguna fuerza microscópica que empuje las moléculas hacia la derecha, pero parece haber una en el panel inferior. Esta fuerza aparente se llama fuerza entrópica.