Tarea de presión y temperatura.

 OSCAR GABRIEL CARCAMO 5B 

PRESION

En el marco de la teoría cinética la presión de un gas  es explicada como el resultado macroscópico de las fuerzas implicadas por las colisiones de las moléculas del gas con las paredes del contenedor. La presión puede definirse, por lo tanto, haciendo referencia a las propiedades microscópicas del gas:

Para un gas ideal con N moléculas, cada una de ellas de masa m y moviéndose con una velocidad aleatoria promedio v_rms contenido en un volumen cúbico V las partículas del gas impactan contra las paredes del recipiente de una manera que puede calcularse de forma estadística intercambiando momento lineal  con las paredes en cada choque y ejerciendo una fuerza neta por unidad de área  que es la presión ejercida por el gas sobre la superficie sólida.

La presión puede calcularse entonces como:

                                (gas ideal).

TEMPERATURA:

Para un gas ideal, la teoría cinética de gases utiliza mecánica estadística para relacionar la temperatura con el promedio de la energía total de los átomos en el sistema. Este promedio de la energía es independiente de la masa de las partículas, lo cual podría parecer contraintuitivo para muchos. El promedio de la energía está relacionado exclusivamente con la temperatura del sistema, sin embargo, cada partícula tiene su propia energía la cual puede o no corresponder con el promedio; la distribución de la energía, (y por lo tanto de las velocidades de las partículas) está dada por la distribución de Maxwell-Boltzann. La energía de los gases ideales monoatómicos  se relaciona con su temperatura por medio de la siguiente expresión:

donde n, número de moles, R, constante de los gases ideales. En un gas diatómico , la relación es:

El cálculo de la energía cinética de objetos más complicados como las moléculas, es más difícIl. Se involucran grados de libertad adicionales los cuales deben ser considerados. La segunda ley de la termodinámica establece sin embargo, que dos sistemas al interactuar el uno con el otro adquirirán la misma energía promedio por partícula, y por lo tanto la misma temperatura.

En una mezcla de partículas de varias masas distintas, las partículas más masivas se moverán más lentamente que las otras, pero aun así tendrán la misma energía promedio. Un átomo de Neon se mueve relativamente más lento que una molécula de hidrogeno que tenga la misma energía cinética. Una manera análoga de entender esto es notar que por ejemplo, las partículas de polvo suspendidas en un flujo de agua se mueven más lentamente que las partículas de agua. Para ver una ilustración visual de este hecho vea. La ley que regula la diferencia en las distribuciones de velocidad de las partículas con respecto a su masa es la ley de los gases ideales.

En el caso particular de la atmósfera, los metereologos  han definido la temperatura atmosférica (tanto la temperatura  como la potencial) para facilitar algunos cálculos.