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LA TEORÍA CINÉTICO-MOLECULAR DE LOS GASES
La teoría cinético-molecular explica comportamientos de los gases y sus pro-
piedades macroscópicas a partir de relaciones estadísticas moleculares micros-
cópicas. Para ello, obviamente, presupone un número muy grande de molécu-
las y/o átomos en el gas, lo que implica asumir la hipótesis atómico-molecular
como real (y, por tanto, dar validez a la antigua teoría de John Dalton). Los
resultados macroscópicos experimentales encajan con la teoría estadística
propuesta, por lo que constituye una de las primeras pruebas sólidas para
aceptar los postulados atómicos. El modelo está basado en la estadística de
James Clerk Maxwell y Ludwig Boltzmann. Esta describe una distribución esta-
dística de partículas en varios estados de energía en equilibrio térmico, donde
la temperatura es lo suficientemente alta (y la densidad baja) como para hacer
despreciables efectos cuánticos. En la figura se representan las distribuciones
de las velocidades de 10 partículas de oxígeno a distintas temperaturas del
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gas (-100 ºC, 20 ºC y 600 ºC), donde n es el número de partículas. Para ello
deben hacerse algunas consideraciones: el número de moléculas es muy
grande, así como su separación, por lo que se consideran masas puntuales; las
moléculas se mueven según las leyes newtonianas, con velocidades aleatorias
individualmente, pero constante en promedio; y las moléculas chocan de for-
ma elástica, conservándose el momento lineal y la energía cinética. De esta
forma, para un gas ideal con N moléculas, cada una con masa m, moviéndose
en promedio a velocidad ven un volumen V, chocando con las paredes del
recipiente e intercambiando momento lineal, se puede calcular la fuerza por
unidad de área o presión, llegándose al resultado:

cocés James Clerk Maxwell (1831-1879), postularon de forma
casi independiente la llamada teoría cinético-molecular de los
gases. Esta teoría presuponía la validez de la existencia de los
átomos sugerida por John Dalton, entre otros, y establecía que
dichos átomos -y las moléculas formadas por ellos- están en
continuo movimiento. Además, el tamaño de las partículas es
despreciable en comparación con la distancia que las separa
-hay grandes «huecos» en la materia- y, finalmente, debido
al movimiento propio, terminan chocando entre sí y con otras,
de forma elástica.
La principal contribución a la teoría atómico-molecular por
parte de Boltzmann fue la introducción del movimiento. Ese movi-

118 EL LEGADO DE DAL TON. LA EXPLOSIÓN ATÓMICA DEL SIGLO XX