1.1 El movimiento browniano

La idea de que la materia está formada por partículas muy pequeñas es consecuencia de la simple observación experimental: como un trozo de hierro se puede pulverizar y obtener así trozos de hierro más pequeños, por sucesivas divisiones podemos imaginar que llegaremos a tener un trozo extraordinariamente pequeño,pero que sigue siendo de hierro; es decir, una partícula de hierro.

Esas partículas que constituyen la materia se mueven desordenadamente, tal y como descubrió Brown en 1827, por lo que su movimiento se llama browniano. Existen muchas pruebas de que ese planteamiento es correcto, observables sobre todo en sustancias gaseosas o líquidas.



Video 1 de Raindrop21, uso libre
Video 2 de Inductan, uso libre

Fíjate en el primer video en cómo se mueven las pequeñas partículas que hay en suspensión en la gota de agua. ¿Qué las hace moverse de esa forma tan desordenada? En el segundo video tienes la respuesta: son las partículas de agua, mucho más pequeñas y que se mueven más deprisa, las que las hacen moverse cuando chocan con ellas.

Ahora vas a utilizar un simulador para modificar algunos parámetros de las partículas y ver cómo afectan a su movimiento.


Animación 1 de Fu-Kwun Hwang, uso educativo

 

Inicialmente hay 100 partículas de gas en el recipiente, y la masa de la partícula roja es 27 veces mayor que la de cada una de las otras. Además, está activada la opción de dejar la traza de la trayectoria que sigue la bola roja.


Imagen 4 de Sharayanan,
Creative commons

Experimenta con el simulador modificando la relación de masas, el número de partículas y, especialmente, la velocidad de las partículas (pulsando + o -). Fíjate en que todas las partículas no llevan la misma velocidad, sino que hay algunas muy rápidas, otras muy lentas, y la mayoría alrededor de una velocidad media, que es la que aumenta al calentar el gas (eso es lo que haces al pulsar la tecla +).

Cuando aumenta la temperatura, la partículas de las sustancias se mueven más deprisa, chocando más veces y con más intensidad entre ellas y con las paredes del recipiente que las contiene. Es decir, la temperatura es la manifestación macroscópica de la energía cinética (masa y velocidad) de las partículas que se mueven, propiedad que podemos medir simplemente con un termómetro.

Icono IDevice Actividad

Aspectos fundamentales del modelo de partículas: 

  • La materia está formada por partículas, muy pequeñas e iguales entre sí para cada sustancia.
  • Hay grandes espacios vacíos entre ellas, por el que se mueven desordenadamente, con velocidades que dependen del estado físico (mayores en el gaseoso y pequeñas en el sólido).
  • La temperatura es la manifestación macroscópica del movimiento de las partículas: al aumentar la temperatura, también lo hace la velocidad de las partículas.