1. TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA.
ESCALA ABSOLUTA DE TEMPERATURAS.
LEYES DE LOS GASES
1
Para poder explicar (ver preguntas) y entender el comportamiento de la materia existe un modelo
teórico que se basa en los siguientes postulados:
• La materia está formada por pequeñas partículas (átomos, moléculas…)
• Entre las partículas que forman la materia no existe nada. Hay vacío.
• Existen unas fuerzas atractivas que tienden a juntar las partículas.
• Las partículas que forma un sistema material no están quietas, se mueven. La energía
que poseen es proporcional a la temperatura. Esto es, si la temperatura es baja su
movimiento será lento. Si la temperatura asciende se mueven más rápidamente.
¿Cuál es la diferencia entre un sólido, un líquido o un gas?
En un sólido las fuerzas entre las partículas que lo forman
son muy grandes, por eso están muy juntas formando
estructuras ordenadas. Aún en los sólidos las partículas no
están quietas, tienen un movimiento de vibración.
En un gas las fuerzas de atracción entre las partículas,
aunque existen, son muy débiles. Por tanto, se mueven en
todas direcciones chocando continuamente unas con otras y
contra las paredes del recipiente que las contiene. Existe una
gran separación entre las partículas, grandes espacios vacíos.
En un líquido la situación es intermedia. Las fuerzas entre
partículas no son tan grandes como en los sólidos, ni tan
débiles como en los gases. Las partículas están más
separadas que en los sólidos, pero mucho menos que en los
gases.
¿Por qué, generalmente, los
sólidos tienen densidades
elevadas mientras que los
gases tienen una densidad baja
y los líquidos presentan valores
intermedios?
Si nos fijamos en la
explicación anterior
comprenderemos que en los
sólidos la materia (partículas)
tiende a estar muy junta. La
masa por unidad de volumen
será grande.
En los gases, al ser muy
grande la separación entre las
partículas, tendremos
densidades pequeñas (poca
masa por unidad de volumen)
y en los líquidos la situación
será intermedia.
¿Qué ocurre cuando calentamos una sustancia?
Cuando calentamos damos energía. Esta
energía es transferida a las partículas que
forman la materia lo que motiva que se
muevan con mayor velocidad.
Si por el contrario enfriamos, quitamos energía a
las partículas que se moverán ahora más
lentamente.
El que una sustancia esté en un estado u otro
depende de que las fuerzas que tienden a juntar
las partículas sean capaces de contrarrestar la
tendencia a separarse, que será tanto mayor
cuanto mayor sea su energía. Si bajamos la
temperatura, las partículas se moverán más
lentamente y las fuerzas atractivas serán
capaces de mantenerlas más juntas (el gas se
transforma en líquido y si seguimos enfriando en
sólido).
Si tenemos un sólido y lo calentamos el
movimiento de vibración irá aumentando hasta
que la energía sea suficiente para superar las
fuerzas que las mantienen en sus posiciones. El
sólido funde y se transforma en un líquido. Si
seguimos calentando pasará a gas.
¿Por qué los gases ejercen presión
sobre las paredes de los recipientes?
¿Por qué la presión aumenta si
metemos más gas o elevamos su
temperatura?
Según la teoría cinética, la
presión de un gas es debida a los
continuos choques de las
partículas que lo forman contra
las paredes del recipiente. Así
entendemos que si metemos más
gas en el recipiente la presión
aumenta (más choques) y si
sacamos gas la presión disminuye
(menos choques).
Si elevamos la temperatura, las
partículas se moverán más
rápidamente, lo que provocará un
aumento de los choques. Si
enfriamos, se moverán más
lentamente, menos choques.

2. 2
La teoría cinética de la materia brinda la posibilidad de establecer una escala de temperaturas cuyo cero
no sea arbitrario (como en el caso de la escala centígrada, por ejemplo). El razonamiento sería el
siguiente:
Si la temperatura de una sustancia es proporcional a la energía de sus partículas (átomos, moléculas…)
el cero de temperaturas debería fijarse allí donde las partículas no tuvieran energía. Esto es, cuando
estuvieran totalmente quietas.
Este es el criterio para fijar el cero de la escala absoluta de temperaturas, cuya unidad es el kelvin (K).
El cero de la escala absoluta se corresponde con – 273 0
C (más exactamente - 273,15 0
C).
Nota: La física cuántica demuestra que ni en el cero absoluto la energía de las partículas puede ser cero.
0 K
373 K
273 K 0 0
C
-273 0
C
100 0
C
Escala centígradaEscala absoluta
Comparación entre la escala absoluta y la centígrada.
Los puntos de fusión y ebullición del agua a presión
normal se corresponden con 273 K y 373 K,
respectivamente.
Para transformar grados centígrados en kelvin o
viceversa se puede usar la siguiente ecuación:
K = 273 + C
Ejemplos.
¿Cuál es la temperatura absoluta de una habitación
que está a 20 0
C?
K = 273+ C = 273 + 20 = 293 K
¿Cuál será la temperatura en grados centígrados
correspondiente a 120 K?
K = 273 + C ; C = K – 273 = 120 – 273 = -153 0
C
LEYES DE LOS GASES
La teoría cinética de la materia permite justificar el comportamiento de los gases. Por ejemplo (ver más
arriba) la presión (P) de un gas depende de la cantidad de gas (n), del volumen del recipiente (V) y de
la temperatura (T):
P = f (n, V, T)
Podemos investigar cómo influye cada una de las variables (n, V y T) en la presión ejercida por el gas
procediendo de la siguiente manera:
• ¿Cómo saber la influencia de la cantidad de gas presente? Mantenemos invariables el volumen y
la temperatura y vamos variando la cantidad de gas.
• ¿Cómo determinar la influencia del volumen del recipiente? Mantenemos invariables la cantidad de
gas y la temperatura y vamos variando el volumen.
• ¿Cómo determinar la influencia de la temperatura? Mantenemos invariables la cantidad de gas y el
volumen y vamos variando la temperatura.

3. 3
Relación entre presión y cantidad de gas.
Se mantienen invariables T y V
Al introducir más gas la presión aumentará,
ya que los choques contra las paredes
serán mucho más numerosos.
Tomando datos de presión y cantidad de
gas en el recipiente, llegaríamos a la
conclusión de que presión y la cantidad de
gas son directamente proporcionales:
1 2
1 2
P P
n n
=Gas n2 , P2n1 , P1
Procesos a presión constante (isobaros)
Relación entre la temperatura y el volumen.
Si aumentamos la temperatura aumenta el
volumen.
Tomando datos de temperatura y volumen
llegaríamos a la conclusión de que
temperatura y volumen son directamente
proporcionales:
1 2
1 2
T T
V V
=
T1 ,
V1
T1 ,
V1
Procesos a temperatura constante (isotermos)
Relación entre la presión y el volumen.
P1 ,
V1
P2 , V2
Si aumentamos la presión disminuye el
volumen.
Un estudio más detallado nos mostraría que
presión y volumen son inversamente
proporcionales:
1 1 2 2P V P V=
Procesos a volumen constante (isocoros)
Relación entre presión y temperatura del gas.
Al calentar, las moléculas del gas se
moverán más rápido y los choques contra
las paredes se harán más frecuentes con lo
que aumentará la presión.
Un estudio más cuidadoso nos mostraría
que presión y temperatura son directamente
proporcionales:
1 2
1 2
P P
T T
=
T1 ,
P1T1 ,
P1
P
cte
n
=
1
1
P
cte
T
=
P V cte=
T
cte
V
=

4. Ejemplo 1
Ejemplo 2
4
T1 ,
P1T1 ,
P1
En un recipiente de 10 litros se introduce determinada
cantidad de gas. La temperatura es de 20 0
C y la presión
de 1, 0 atm. ¿Cuál será la presión si la temperatura se
eleva hasta 80 0
C?
Solución:
Es un proceso en el que permanece constante la cantidad
de gas y el volumen. En estas condiciones P y T son
directamente proporcionales:
1 2
1 2
P P
T T
=
Los datos que tenemos son:
T1 = 273 + 20 = 293 K; P1 = 1,0 atm
T2 = 273 + 80 = 353 K ; ¿P2?
Despejamos P2 y sustituimos los datos: 1 2
2
1
P T 1atm.353 K
P 1,2 atm.
T 293 K
= = =
P1 ,
V1
P2 ,
V2
En un recipiente dotado de un émbolo se introduce
determinada cantidad de gas. La presión es de 1,3 atm y
el volumen ocupado 5, 3 litros. ¿Qué volumen ocupará el
gas si la presión se disminuye hasta 1,0 atm?
Nota: la temperatura permanece invariable durante el
proceso.
Solución:
Es un proceso en el que permanece constante la cantidad de gas y la temperatura. En estas condiciones
P y V son inversamente proporcionales:
Los datos que tenemos son:
P1 = 1,3 atm K; V1 = 5,3 L
P2 = 1,0 atm. ¿V2?
Despejamos V2 y sustituimos los datos:
1 1 2 2P V P V=
1 1
2
2
P V 1,3 atm.5,3 L
P 6,9 L.
P 1,0 atm
= = =