4.2 El modelo de partículas
Cuando la luz del sol pasa a través de las rendijas de una persiana, se ve una gran cantidad de partículas muy pequeñas que parece que flotan en el aire ¿Te has fijado alguna vez en este fenómeno? Lo curioso es que lo lógico es que cayeran al suelo debido a su peso, que aunque es pequeño debería hacerlas caer.
En el vídeo de la izquierda podrás ver otro ejemplo del movimiento que adquieren las partículas no disueltas en agua cuando se observan al microscopio.
¿Cómo puedes explicar que las partículas suspendidas en el aire no caigan? ¿Y el movimiento de las partículas en el vídeo?
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La explicación que se acepta hoy en día, propuesta a principios de siglo XIX, es que la materia está formada por partículas, tan pequeñas que no se pueden apreciar a simple vista. En la animación de la derecha entenderás el proceso: la partícula grande es la que vemos y las pequeñas no, pero las pequeñas se mueven desordenadamente y al chocar con la grande hacen que se mueva. De esta forma, las partículas de aire son las que hacen que se muevan las pequeñas partículas que parecen estar suspendidas en el aire. Ese movimiento desordenado de las partículas se llama movimiento browniano.
Actividad
Principios del modelo de partículas
1. La materia está formada por partículas muy pequeñas e invisibles.
2. Todas las partículas de una sustancia son iguales entre sí, pero diferentes de las de otras sustancias. Por ejemplo, se diferencian en la masa que tienen.
3. Las partículas están en movimiento constante debido a la agitación térmica, de forma que al aumentar la temperatura se mueven más deprisa.
4. Hay fuerzas de atracción entre las partículas, que disminuyen rápidamente con la distancia.
Actividad de Lectura
Fíjate en que el simulador se titula "Modelo microscópico de la presión": se trata de explicar la presión que produce un gas utilizando el modelo de partículas de la materia.
Se indica en cada momento el promedio de choques por segundo de las partículas con la pared derecha del recipiente que contiene el gas. Cuantos más choques haya sobre la pared, mayor será la presión.
Pulsando los botones adecuados, puedes modificar el
volumen, la temperatura y el número de partículas, y observar cómo
afectan esos cambios al promedio de choques (¡a la presión!).
No olvides poner a cero el contador una vez que hayas
cambiado los parámetros (R á Z significa réset a zéro, poner a cero el
contador de choques), para ver así el nuevo promedio de choques.
¿Qué conclusiones obtienes? ¿Coinciden con las observaciones sobre las propiedades de los gases?
Actividad
Modelo de la materia y propiedades de los gases
1. Al disminuir el volumen del recipiente aumenta el número de choques por unidad de tiempo, ya que la superficie de choque es menor. Por tanto, aumenta la presión.
2. Al calentar el gas, aumenta la velocidad de las partículas, que chocan con más intensidad con las paredes, y la presión es mayor. Si el recipiente puede variar su volumen, como es el caso de un globo, se hincha. Si su tamaño es fijo, como sucede en una bombona, el recipiente puede llegar a explotar.
3. Si se inyecta gas, hay más partículas, con lo que aumenta el número de choques por unidad de tiempo, y por tanto la presión.