Guía completa sobre la teoría cinética de la materia: definición y aplicaciones

Desde el siglo V a.C, en la Grecia Clásica, comenzaron a surgir teorías sobre la naturaleza discontinua de la materia, es decir, su composición a través de diminutas partículas como átomos y moléculas. Filósofos como Leucipo y Demócrito cuestionaron la existencia de estos átomos, aunque sus reflexiones carecían de la validez científica que se requiere actualmente.

Principios fundamentales de la teoría molecular de la materia

Una vez que hemos repasado los diferentes estados de la materia, podemos establecer las bases de la teoría que vamos a abordar en las siguientes líneas.

Es importante destacar que estas leyes son especialmente aplicables en el caso de los gases. Por esta razón, la teoría cinética de la materia suele relacionarse directamente con este estado en particular. Sin embargo, en un medio sólido, las moléculas se encuentran unidas por fuerzas que les impiden moverse libremente, limitándose a vibrar en su lugar.

Es necesario hacer una pausa en este punto, ya que hemos mencionado un término que a menudo se da por supuesto en lecciones de este tipo, pero que merece una atención especial. ¿Qué significa realmente la energía cinética? ¿Cómo afecta a la materia? ¿Por qué es importante comprenderla?

Las cuatro entidades de la sustancia

La teoría cinética es un concepto esencial para entender el mundo de la química y la física. Sin embargo, para comprenderla adecuadamente, es necesario tener una base de conocimiento previa. La materia, entendida como todo lo que ocupa un espacio-tiempo, puede adoptar cuatro estados diferentes. Por eso, es fundamental entender las propiedades de cada uno de ellos antes de internarnos en este apasionante campo. ¡Vamos a ello!
El estado sólido se caracteriza por su forma y estructura definida. Esto se debe a que los átomos que lo conforman suelen estar fuertemente unidos, formando estrechas "redes". Como resultado, los objetos sólidos tienen una alta cohesión, resistencia a la fragmentación y una capacidad de fluir baja o nula. De hecho, cuanto más baja sea la temperatura, menos movimiento tendrán las partículas del objeto.
Por otro lado, cuando se aplica temperatura a un objeto sólido, se produce una transición al estado líquido. En este proceso, el objeto pierde su forma y estructura cristalina y se vuelve más fluido. Esto se debe a que los átomos en los líquidos están menos unidos entre sí que en los sólidos. Por lo tanto, los líquidos tienen la capacidad de fluir, no tienen una forma definida y pueden adaptarse al recipiente que los contiene.

Resumen

La teoría cinética de la materia nos revela mucho más de lo que podríamos imaginar. Para comprenderla, es necesario familiarizarnos con los cuatro estados de la materia y su aplicación en el estudio del comportamiento de los gases. Estas líneas nos brindan un profundo entendimiento de esta teoría.

En una sociedad moderna, donde los principios de la física y la química están bien establecidos, puede parecer obvio tener conocimiento sobre la teoría cinética de la materia. Sin embargo, es importante recordar que su descubrimiento fue un hito para los científicos del siglo XIX. El entendimiento de estas leyes asegura la minimización de errores en el futuro.

Cinética y gases

El concepto de la teoría cinética de la materia adquiere gran relevancia en el análisis del medio gaseoso. Esto se debe a que las fuerzas de cohesión limitan el movimiento de las partículas en los objetos sólidos y líquidos, impidiéndoles desplazarse libremente en su entorno.

Un ejemplo de esto es cuando aumenta la temperatura de un cuerpo sólido, lo que provoca un incremento en el movimiento de sus partículas (aunque de manera vibracional, ya que no pueden moverse libremente en el espacio), ocasionando su dilatación. Con suficiente calor, las fuerzas de cohesión se debilitan, lo que impide que las moléculas permanezcan unidas y causa la transformación del sistema material en un líquido.

Por otro lado, los líquidos se caracterizan por presentar un movimiento caótico más flexible. Cuando se les aplica calor en una cantidad suficiente (punto de ebullición), las moléculas logran romper la tensión superficial y "escapan", dando lugar al estado gaseoso.