Page 235 - Quimica - Undécima Edición

5.7 Teoría cinética molecular de los gases 205

N 2 (28.02 g/mol) T 5 300 K
100 K Cl 2 (70.90 g/mol)

Número de moléculas 300 K Número de moléculas N 2 (28.02 g/mol)

700 K
He (4.003 g/mol)

500 1 000 1 500 500 1 000 1 500 2 000 2 500
Velocidad molecular (m/s) Velocidad molecular (m/s)
a) b)
Figura 5.17 a) Distribución de las velocidades del nitrógeno gaseoso a tres diferentes temperaturas. A temperaturas más altas, más
moléculas se mueven a mayores velocidades. b) Distribución de las velocidades para tres gases a 300 K. A una temperatura
determinada, las moléculas más ligeras se mueven con mayor rapidez, en promedio.

conforme la temperatura es mayor (el pico se desplaza hacia la derecha). Además, a
medida que aumenta la temperatura, la curva empieza a hacerse más plana, lo que indica
que un mayor número de moléculas se están moviendo a mayor velocidad. En la fi gura
5.17b) se muestra la distribución de la velocidad de tres gases, a la misma temperatura.
La diferencia en las curvas puede explicarse observando que las moléculas más ligeras se
mueven más rápido, en promedio, que las más pesadas.
Es posible demostrar la distribución de velocidades moleculares con un aparato como
el que se ilustra en la fi gura 5.18. Un haz de átomos (o moléculas) sale de un horno a
una temperatura conocida y pasa a través de un pequeño orifi cio (para colimar el haz).
Dos placas circulares que están montadas en el mismo eje de transmisión se hacen girar
por medio de un motor. A la primera placa se le llama “alternador” y la segunda es el
detector. El objetivo del alternador es permitir que pequeñas ráfagas de átomos (o molé-
culas) pasen a través de éste cada vez que la rendija queda alineada con el haz. Entre
cada ráfaga, las moléculas que se mueven con mayor velocidad alcanzarán el detector
antes que las más lentas. Finalmente, se depositará una capa en el detector. Como las dos
placas giran a la misma velocidad, las moléculas que lleguen en la siguiente ráfaga gol-

A la bomba de vacío Figura 5.18 a) Aparato para
estudiar la distribución de la
Motor velocidad molecular a cierta
temperatura. La bomba de vacío
Moléculas
lentas provoca que las moléculas viajen
Horno Moléculas de izquierda a derecha como se
rápidas muestra. b) La distribución del
depósito en el detector indica el
intervalo de las velocidades
moleculares, y la densidad del
depósito es proporcional a la
Detector fracción de moléculas que se
mueven a diferentes velocidades.
Alternador con
rendija giratoria Moléculas
promedio Detector
a) b)