Lo ideal y lo real en la ciencia: el estado gaseoso

De un desarrollo favorable de la Física del siglo. XVI, durante muchos años las ciencias naturales se caracterizaron por presentar un comportamiento ideal, es decir, por tener plena posibilidad de reproducir cualquier fenómeno descrito por ellas, independientemente de las condiciones en las que se realizó por primera vez. Sin embargo, desde principios de siglo. XX, el advenimiento de la Mecánica Cuántica trajo algunas incertidumbres a este campo del conocimiento, y se comprendió que el comportamiento de la materia y la energía es más real que ideal, y la mayoría de las ecuaciones omitieron este tema.

En el caso de un gas, por ejemplo, esta diferencia en el patrón de comportamiento es muy significativa. Este hecho puede entenderse más fácilmente si se consideran partículas gaseosas de tamaño muy pequeño, de baja densidad porque también tienen muy poca masa. Las moléculas de gas tienen una dimensión del orden de Å (angstrom) y, en promedio, miden 10^{– 7} metro.

Si consideramos el polvo de tiza como componente de un gas, deberíamos tener sus partículas muy separadas para reducir su densidad. Y este ejemplo aún sería demasiado hipotético, ya que no expresaría la relación real entre la masa y el volumen de una muestra gaseosa. Por tanto, podemos concluir que la distancia de separación de las moléculas de gas es siempre mucho mayor que las dimensiones de sus moléculas constituyentes.

Aún en el ejemplo considerado, las partículas de tiza deben tener amplia libertad de movimiento, de modo que uno de los factores que caracterizan este estado físico de la materia es su amplia energía cinética. De esta forma, sus moléculas chocan entre sí, además de chocar con la superficie en la que está contenido este gas; y, de esta manera, estamos idealizando cada vez más el sistema de análisis.

De acuerdo con las consideraciones anteriores, tenemos un resumen de un modelo que predice, con cierta precisión, el comportamiento idealizado de un gas, lo que se denomina Teoría Cinética de los Gases, teoría de la cual podemos extraer los siguientes postulados:

1. Un gas es el estado físico de la materia con la mayor libertad de sus partículas constituyentes, y el número de moléculas presentes en una masa gaseosa dada es muy alto.
2. Las distancias intermoleculares (de una molécula a otra) son siempre mayores que las dimensiones de la molécula.
3. El movimiento molecular es aleatorio, es decir, las moléculas se mueven en todas direcciones, por lo que las colisiones entre sí determinarán nuevas direcciones de desplazamiento.

Sin embargo, cualquier modelo científico de comportamiento que se establezca será siempre un modelo ideal, lo que debe traer el alcance de considerar las posibilidades de este gas de comportarse de manera similar a él, pero no de obedecerlo.

Referencias:
FELTRE, Ricardo; Fundamentos de Química, vol. Soltero, Ed. Moderna, São Paulo / SP – 1990.