PROPIEDADES TÉRMICAS DE LA MATERIA

.1 Ecuaciones de estado
1. Las condiciones en que existe un material dado se describen con cantidades físicas como presión, volumen, temperatura y cantidad de sustancia.
  1. El volumen V de una sustancia suele estar determinado por su presión p, temperatura T y cantidad de sustancia, descrita por la masa m total
    1. La ecuación del gas ideal
      1. 1. El volumen V es proporcional al número de moles n 2. El volumen varía inversamente con la presión absoluta p 3. La presión es proporcional a la temperatura absoluta.
    2. La ecuación de Van der Waals
    3. Gráficas pV
      1. Una gráfica de este tipo se llama gráfica pV. Cada curva, que representa el comportamiento a cierta temperatura, se denomina isoterma,
2 Propiedades moleculares de la materia
1. varias propiedades de la materia en volumen, como elasticidad, densidad, tensión superficial, capacidad calorífica y ecuaciones de estado
  1. Moléculas y fuerzas intermoleculares
    1. Toda la materia conocida se compone de moléculas. Todas las moléculas de un compuesto químico específico son idénticas. Las moléculas más pequeñas contienen un solo átomo y su tamaño es del orden de 10-¨10
      1. Las moléculas siempre están en movimiento; su energía cinética normalmente aumenta con la temperatura. A temperaturas muy bajas, la energía cinética media de una molécula puede ser mucho menor que la profundidad del pozo de potencial
2. Moles y número de Avogadro
  1. Un mol de cualquier elemento o compuesto químico puro contiene un número definido de moléculas, igual para todos los elementos y compuestos.
.3 Modelo cinético-molecular del gas ideal
1. El objetivo de cualquier teoría molecular de la materia es entender las propiedades macroscópicas de la materia en términos de su estructura y comportamiento atómicos o moleculares
  1. 1. Un recipiente con volumen V contiene un número muy grande N de moléculas idénticas, cada una con masa m.
    1. 2. Las moléculas se comportan como partículas puntuales; su tamaño es pequeño en comparación con la distancia media entre partículas y las dimensiones del recipiente.
      1. 3. Las moléculas están en constante movimiento, y obedecen las leyes del movimiento de Newton. Las moléculas chocan ocasionalmente con las paredes del recipiente. Tales choques son perfectamente elásticos
        4. Las paredes del recipiente son perfectamente rígidas y con masa infinita; no se mueven.
        Colisiones y presión de gas
        Durante los choques, las moléculas ejercen fuerzas sobre las paredes del recipiente; éste es el origen de la presión del gas.
        Presión y energías cinéticas moleculares
        s la energía cinética de traslación media de una sola molécula. El producto de esto por el número de moléculas N es igual a la energía cinética aleatoria total Ktr del movimiento de traslación de todas las moléculas
        Rapideces moleculares
        Los gases más pesados y lentos no pueden escapar con tanta facilidad, y por ello predominan en nuestra atmósfera.
        Choques entre moléculas
        No hemos considerado la posibilidad de que dos moléculas de gas choquen. Si realmente son puntos, nunca chocan;
        Considere N moléculas esféricas con radio r en un volumen V. Suponga que sólo una molécula se mueve: chocará con otra molécula cuando la distancia entre sus centros sea 2r. Suponga que dibujamos un cilindro con radio 2r, con su eje paralelo a la velocidad de la molécula
.4 Capacidades caloríficas
1. maneras de medir el calor específico o la capacidad calorífica molar de un material.
  1. Capacidades caloríficas de los gases
    1. Si agregamos calor a una sustancia, aumentamos su energía molecular. En esta explicación mantendremos el volumen de gas constante para no tener que preocuparnos por la transferencia de energía mediante trabajo mecánico
      1. Los átomos también podrían tener un movimiento vibratorio sobre la línea que los une, con energías cinética y potencial adicionales.
  2. Capacidades caloríficas de sólidos
    1. la capacidad calorífica de un sólido cristalino. Consideremos un cristal formado por N átomos idénticos (un sólido monoatómico). Cada átomo está atado a una posición de equilibrio por fuerzas interatómicas. La elasticidad de los materiales sólidos demuestra que tales fuerzas permiten el estiramiento y la flexión de los enlaces
.5 Rapideces moleculares
1. no todas las moléculas de un gas tienen la misma rapidez.
  1. 1. La distribución de Maxwell-Boltzmann
      1. La función f(v) que describe la distribución real de la rapidez molecular se llama distribución de Maxwell-Boltzmann, y puede deducirse de consideraciones de mecánica estadística que rebasan nuestro alcance
        la distribución de Maxwell-Boltzmann sea congruente con el teorema de equipartición y el resto de nuestros cálculos de teoría cinética
6 Fases de la materia
1. Un gas ideal es el sistema más simple que podemos analizar desde una perspectiva molecular porque despreciamos las interacciones entre las moléculas. Sin embargo, son precisamente esas interacciones las que hacen que la materia se condense en las fases líquida y sólida en ciertas condiciones
  2. Si esto parece increíble, consideremos las transiciones a la fase líquida en puntos cada vez más altos en la curva de vaporización. Al acercarnos al punto crítico, las diferencias en las propiedades físicas (como densidad, módulo de volumen y viscosidad) entre las fases de líquido y de vapor se hacen cada vez más pequeñas
2. Superficies pVT

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