En el marco de la teoría cinética la presión de un gas es explicada como el resultado macroscópico de las fuerzas implicadas por las colisiones de las moléculas del gas con las paredes del contenedor. La presión puede definirse por lo tanto haciendo referencia a las propiedades microscópicas del gas.
Para describir la interacción entre el gas y las paredes conviene introducir el concepto de presión, que se obtiene dividiendo la fuerza entre el área sobre la cual actúa la fuerza:
Presión =fuerza/área
Entendemos entonces que al ejercer una fuerza sobre una superficie en el caso de un sólido y un líquido 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.
P: presión (Pa) pascales o atmósferas (atm).
F: fuerza (N)
A: área
En general se cree que hay más presión si las partículas se encuentran en estado sólido, si se encuentran en estado líquido es mínima la distancia entre una y otra y por último si se encuentra en estado gaseoso se encuentran muy distantes.
En efecto, para un gas ideal con (N) moléculas, cada una de masa (m) y moviéndose con una velocidad aleatoria (v),contenido en un volumen cúbico (V) , las partículas del gas impactan con las paredes del recipiente de una manera que puede calcularse de manera estadística intercambiando momento lineal con las paredes en cada choque y efectuando una fuerza neta por unidad de área que es la presión ejercida por el gas sobre la superficie sólida.
La presión puede calcularse como:
Esta fórmula relaciona una variable macroscópica observable, la presión, con la energía cinética promedio por molécula, que es una magnitud microscópica no observable directamente.
La ecuación anterior, nos dice que la presión de un gas depende directamente de la energía cinética molecular. La ley de los gases ideales nos permite asegurar que la presión es proporcional a la temperatura absoluta. Estos dos enunciados permiten realizar una de las afirmaciones más importantes de la teoría cinética:
La energía molecular promedio es proporcional a la temperatura.
La variación de la presión, por el volumen y una temperatura constante:
° Si disminuye el volumen, las partículas se concentran y chocan con más frecuencia las paredes del recipiente, es decir, aumenta la presión sobre las paredes.
° Si aumenta el volumen, las partículas se separan, tienen más volumen por lo tanto habrá menos partículas que choquen con las paredes del recipiente, es decir, la presión disminuye sobre el recipiente.
° La presión que ejerce un líquido contra las paredes y el fondo de un recipiente depende de la densidad y la profundidad del líquido.
° Presión del líquido = densidad del peso × profundidad
° La presión que ejerce un gas, a un volumen dado, es también directamente proporcional a la temperatura; a mayor temperatura, mayor presión si el volumen se mantiene constante.
Bibliografia:
Bibliografia:
· W. Thomas Griffith, Física conceptual, Ed. Mc Graw Hill
· Giancoli, Douglas C., Física con aplicaciones, México, Ed. Pearson Educación, 2006. Pag.352
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