Como ya has estudiado, la materia se puede presentar en diferentes estados físicos, por ejemplo, el sólido, el líquido y el gaseoso. Cada uno de ellos posee características particulares, como la compresibilidad de los gases y la incompresibilidad de los sólidos y líquidos. 

¿De qué manera crees que es posible explicar las propiedades que caracterizan cada uno de estos tres estados? Basándose en diversos estudios de algunos científicos del siglo XIX, se ha propuesto la teoría cinético- molecular. Esta teoría surgió para explicar la naturaleza y el comportamiento de los gases, sin embargo, también se puede aplicar a los demás estados físicos. Según esta teoría, la materia está constituida por partículas que están en continuo movimiento, tal como se explica en el siguiente esquema.

Los gases y la teoría cinético-molecular

Cuando la teoría cinético-molecular se aplica a los gases, se denomina teoría cinética de los gases. A continuación, se señala un resumen de sus postulados.

1) Los gases están formados por partículas muy pequeñas que, en la naturaleza, están muy separadas entre sí.

2) La fuerza de atracción entre ellas es mínima, casi inexistente.

3) Las partículas se encuentran en constante desplazamiento y en todas las direcciones posibles. Es por ello que presentan energía cinética.

4) El desplazamiento aleatorio de las partículas ocasiona choques entre ellas y contra las paredes del recipiente que las contiene.

5) A medida que aumenta la temperatura de un gas, la velocidad de movimiento de sus partículas se incrementa.

6) La presión que ejercen los gases se debe a los choques de las partículas contra las paredes del recipiente que los contiene.

Resumen teoría cinético molecular de los gases 

Los gases presentan una serie de características que los diferencian de los sólidos y de los líquidos. Algunas de estas características se pueden evidenciar en algo tan cotidiano como inflar un globo.

Los gases se caracterizan por no tener forma propia ni un volumen definido, pues adoptan la forma del recipiente que los contiene, ocupando todo el espacio disponible. La mayoría de ellos son incoloros y, además, presentan densidades menores que los sólidos y los líquidos.

Otras propiedades que son de gran importancia al momento de analizar un gas son : 

1) Fluidez: Los gases tienen la capacidad de completar, de manera uniforme e indefinida, todo el espacio en el que se encuentren. Lo anterior se debe a la casi nula fuerza de atracción que existe entre sus partículas. De este modo, si se produce un orificio en un recipiente que contenga un gas, este fluirá hacia el exterior. Esto es lo que ocurre cuando inflamos un globo y lo soltamos sin haberlo amarrado.

2) Compresión: Los gases, al ser sometidos a una mayor presión, pueden disminuir considerablemente su volumen, como consecuencia de la distancia que existe entre sus partículas. Cuando un gas se comprime, sus partículas ejercen una presión mayor a la inicial sobre las paredes del recipiente que lo contiene. Esto sucede con el aire que está al interior de una jeringa cuando es presionado con el émbolo.

3) Difusión: Los gases tienen la capacidad de mezclarse con otros gases, debido a la gran distancia que existe entre sus partículas y al continuo movimiento de estas. Por ejemplo, si se produce una fuga de gas en la cocina, y puedes sentir su aroma en otras habitaciones del hogar, esto implica que se ha mezclado con el aire.

Existen tres variables principales que influyen en el comportamiento de un gas: el volumen, la temperatura y la presión. A continuación, estudiaremos cómo estas se relacionan.

1) Temperatura y volumen de un gas:  En ocasiones, algunos conductores de bicicletas notan que en los días fríos los neumáticos de sus vehículos lucen desinflados, a diferencia de los días calurosos y soleados, en los que tienen un aspecto más inflado. ¿A qué se debe esto? Como comprobaste en el Taller de estrategias, a medida que aumenta la temperatura de un gas, también se incrementa su volumen. Según la teoría cinético-molecular, cuando un gas absorbe calor y, por lo tanto, aumenta su temperatura, las partículas de este se desplazan más rápidamente, expandiéndose.

2) Temperatura y presión de un gas: ¿Qué sucederá si el gas se encuentra al interior de un recipiente de paredes rígidas? Cuando un gas absorbe calor y, en consecuencia, aumenta su temperatura, se incrementa la energía cinética de sus partículas, elevándose la cantidad de choques entre ellas y sobre las paredes del contenedor que las aloja. En un recipiente cerrado y de paredes rígidas, la presión de un gas es el resultado del número de choques de sus partículas sobre las paredes de dicho recipiente.

3) Volumen y presión de un gas: ¿Qué ocurrirá con las partículas de un gas que está dentro de un recipiente si se disminuye o se aumenta el volumen de este último? Observa las siguientes imágenes, en las que se representa un gas al interior de un recipiente hermético con un émbolo en la parte superior. El desplazamiento que se observa del émbolo es sin fuerza de roce.

Seguramente notaste que las partículas del gas, al encontrarse al interior de un recipiente cerrado, no pueden escapar al presionar el émbolo. Esto ocasiona que el volumen del gas disminuya y que, por lo tanto, el espacio que queda entre las partículas sea menor, razón por la que el número de choques entre estas últimas y contra las paredes del recipiente aumenta, incrementando la presión del gas.