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¿Qué son estas partículas que forman los gases?

Los abundantes abuelos átomos del átomo actual

Maxwell (1831-1879) contaba en 1860 con el descubrimiento del equivalente mecánico del calor, fruto de los experimentos realizados por Joule (1818-1889), entre otros, y de la formulación del mismo que debemos a Kelvin, en lo que es la primera ley de la Termodinámica, es decir, que el calor es consecuencia de una forma de movimiento de la materia ordinaria. Parece bastante evidente que el camino estaba trazado hacia la consideración de que las partículas microscópicas  se mueven y producen el calor (¿el átomo tal vez?). La teoría cinética de los gases formó parte, pues, del acervo cultural de la ciencia del momento. Los átomos no se podían observar, como dirían los positivistas, pero se podían inferir de forma macroscópica, tal vez fenomenológica. Es decir, se podían deducir con la ayuda del modelo adecuado, o de la teoría ajustada: la teoría cinética de los gases.

Sello de 1787 con Joseph BoscovichÁtomos según Boscovich: El sacerdote jesuita Roger Joseph Boscovich (1711–1787), aunque apenas mencionado en los textos de física de nuestros días, ejerció una gran influencia en los investigadores del siglo XIX. En su intento de entender el universo por medio de un modelo unificado, defendió el modelo de átomo como el de puntos de masa que se repelían a ciertas distancias  y se atraían en otras.

Átomos de la teoría cinética de los gases: Eran, son, esferas de acción que zangolotean en medio de un volumen de gas. Partículas, sin más, para Clausius, esferas sólidas como centros de fuerza para Maxwell y Boltzmann, que pueden responder a la concepción mecánica de la interacción a distancia. Maxwell, incluso, confunde en dos de sus trabajos los términos átomo y molécula.

foto antigua Maxwell y Boltzmann

Ätomos como vórtices del éter: En 1882 William Thomson, Lord Kelvin, ganó el premio Adams reservado para los graduados de Cambridge, y que aquel año tenía como tema “una investigación de la acción de un vórtice sobre otro”, asunto de moda en el ambiente científico británico de entonces. En 1867, William Thomson había sugerido un modelo atómico en el que los átomos eran los vórtices, los anillos de revolución, en el éter. El modelo, que trataba al átomo como una manifestación del éter, se alejaba de “esa monstruosa concepción de un infinito número de elementos de materia rígida” y daba la posibilidad de explicar los átomos en términos de un fluido continuo.

 

HumoEl átomo de los químicos: A pesar de que las leyes de la combinación química de Dalton evidenciaban la existencia de entidades del estilo de los átomos, no convencían a los químicos de su existencia. Curiosamente, la prueba que con los ojos actuales aparece más nítida, el que volúmenes iguales de diferentes gases contienen el mismo número de partículas, no fue apreciada como testimonio de los átomos por los propios químicos, quienes aunque mencionaban a los átomos y moléculas, parecían hacerlo con el convencimiento de que no existían realmente, de que el artificio era convencional y servía para ciertos propósitos, pero no representaba a la naturaleza. Fueron físicos  británicos, como Maxwell y Stokes, quienes defendieron que los átomos químicos eran los que sostenían la teoría cinética de los gases.

Como se ve, la pregunta de qué es un átomo tenía una respuesta relativa, Depende. Depende de si era un/a químico/a quien la respondiera; de si era continental o británico/a, de la edad en la que hubiera estudiado y/o investigado. El átomo es algo muy diverso a finales del siglo XIX.

Lourdes Domínguez, Departamento de Física Aplicada I. 

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