1. Temperatura y energía cinética:
* directamente proporcional: La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas de gas. Cuanto mayor sea la temperatura, más rápido son las moléculas en promedio, lo que resulta en una mayor energía cinética.
* escala Kelvin: La relación entre la temperatura y la energía cinética es lineal, pero solo cuando se usa la escala Kelvin (temperatura absoluta). Esto se debe a que la escala Kelvin comienza en absoluto cero, donde las moléculas tienen cero energía cinética.
2. Energía y velocidad cinética:
* Relacionado por masa: La energía cinética es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad de las moléculas. Sin embargo, es importante considerar la masa de las moléculas. Las moléculas más ligeras se mueven más rápido a la misma temperatura que las moléculas más pesadas.
3. Temperatura y velocidad:
* Velocidad de cuadrado de raíz: La velocidad promedio de las moléculas de gas no es un promedio simple, sino una "velocidad cuadrada de raíz" (velocidad RMS). Esto se debe a que las velocidades de las moléculas individuales varían, y algunas se mueven mucho más rápido que otras.
* Distribución de Maxwell-Boltzmann: La distribución de velocidades moleculares a una temperatura dada sigue una curva en forma de campana llamada distribución Maxwell-Boltzmann. Esto significa que hay un rango de velocidades, con un pico a la velocidad más probable.
Resumen:
* Las temperaturas más altas significan la energía cinética promedio más alta.
* Una energía cinética más alta significa una velocidad molecular promedio más rápida.
* La velocidad de las moléculas individuales varía, pero la velocidad promedio está relacionada con la temperatura y la masa molecular.
Ecuaciones clave:
* Energía cinética (ke) =1/2 * mv² (M =masa, v =velocidad)
* promedio ke =(3/2) * k * t (K =Boltzmann constante, t =temperatura en Kelvin)
Implicaciones:
* Esta relación explica por qué los gases se expanden cuando se calientan. El aumento de la energía cinética conduce a más colisiones con las paredes del contenedor, aumentando la presión.
* También explica por qué los gases se difunden más rápido a temperaturas más altas. Las moléculas de movimiento más rápido se extienden más rápidamente.
* Esta relación es crucial para comprender muchos procesos químicos y físicos, incluidas las reacciones químicas, la difusión y la presión.
