Las moléculas colisionan. Movimiento Browniano.

El movimiento de las moléculas es en todas las direcciones. En un sistema confinado, cuando en su recorrido se encuentran con las paredes del recipiente, las moléculas chocan y ‘rebotan’ elásticamente, es decir que continúan moviéndose con la misma velocidad, pero con otra dirección.

Los choques elásticos de las moléculas con las paredes del recipiente que las contiene son los responsables de la PRESIÓN que ejerce el gas en el recipiente. Podemos imaginar que cada choque es a la pared del recipiente como un martillazo, una fuerza que se aplica sobre un punto del recipiente. En un instante dado se están realizando muchos martillazos, cada uno contribuyendo a la presión del gas.

Cuantas más moléculas hay en el recipiente, más ‘martillazos’ habrá en las paredes. Cuanto mayor es la velocidad de las moléculas, es decir, cuánto mayor es la temperatura, más fuerte es el ‘martillazo’.

EN RESUMEN..

La teoría cinética de los gases explica los resultados experimentales y predice que cuanto mayor es el número de moléculas o mayor es la temperatura, mayor será la presión.

En su viaje por el recipiente, las moléculas también chocan elásticamente entre sí. Como resultado de estos choques elásticos (sin pérdida de energía), las molécula mantienen el valor de su velocidad pero cambian su dirección y su trayectoria es parecida a la de un borracho. Este movimiento se le conoce como MOVIMIENTO BROWNIANO, en honor al físico inglés Robert Brown que lo describió.

A partir de la teoría cinética de los gases ideales se puede calcular el numero de colisiones por segundo de una molécula con las paredes del recipiente y por lo tanto la presión que ejerce el gas en un volumen, a una determinada temperatura. Este razonamiento, expresado matemáticamente, da como resultado:

P•V = n• R• T

P: Presión

V: Volumen 

n: Número de moles

T: Tempreatura expresada en K

R: Constante de los gases ideales. 

R=0,082 (L • atm / K•mol) =8,31 (J / K • mol)

También se puede conocer cuantas colisiones por segundo tiene una molécula con las restantes.

Trayectoriade una molécula de gas.

Los puntos marcados con un * corresponden a colisiones

 El movimiento Browniano puede observarse también en cisternas de mayores dimensiones. Cuando se filtra el sol por una rendija de una persiana vemos que hay partículas de polvo suspendidas en la atmósfera de la habitación. Si observamos el movimiento de estas partículas de polvo vemos que tienen una trayectoria errática.