otra que es más conveniente. Sí hacemos que Tc represente la escala de temperatura,
entonces:
Tc = T - 273.15
0
relaciona la temperatura Celsius Tc
(
0
C) y la temperatura Kelvin T(K). Vemos que el punto
triple del agua (=273.16K por definición), corresponde a 0.01
0
C. La escala Celsius se definió
de tal manera que la temperatura a la que el hielo y el aire saturado con agua se
encuentran en equilibrio a la presión atmosférica - el llamado punto de hielo - es 0.00
0
C y
la temperatura a la que el vapor y el agua liquida, están en equilibrio a 1 atm de presión -el
llamado punto del vapor- es de 100.00
0
C.
La escala Fahrenheit, todavía se usa en algunos países que emplean el idioma ingles
aunque usualmente no se usa en el trabajo científico. Se define que la relación entre las
escalas Fahrenheit y Celsius es:
T
T
F
c
=
+
32
9
5
.
De esta relación podemos concluir que el punto del hielo (0.00
0
C) es igual a 32.0
0
F,
y que el punto del vapor (100.0
0
C) es igual a 212.0
0
F, y que un grado Fahrenheit es
exactamente igual
5
9
del tamaño de un grado celcius.
Teoría cinética de los gases.
La termodinámica se ocupa solo de variables microscópicas, como la presión, la
temperatura y el volumen. Sus leyes básicas, expresadas en términos de dichas cantidades,
no se ocupan para nada de que la materia esta formada por átomos. Sin embargo, la
mecánica estadística, que estudia las mismas áreas de la ciencia que la termodinámica,
presupone la existencia de los átomos. Sus leyes básicas son las leyes de la mecánica, las
que se aplican en los átomos que forman el sistema.
No existe una computadora electrónica que pueda resolver el problema de aplicar las
leyes de la mecánica individualmente a todos los átomos que se encuentran en una botella
de oxigeno, por ejemplo. Aun si el problema pudiera resolverse, los resultados de estos
cálculos serian demasiados voluminosos para ser útiles.
Afortunadamente, no son importantes las historias individuales detalladas de los
átomos que hay en un gas, si sólo se trata de determinar el comportamiento microscópico
del gas. Así, aplicamos las leyes de la mecánica estadísticamente con lo que nos damos
cuenta de que podemos expresar todas las variables termodinámica como promedios
adecuados de las propiedades atómicas. Por ejemplo, la presión ejercida por un gas sobre
las paredes de un recipiente es la rapidez media, por unidad de área, a la que los átomos de
gas transmiten ímpetu a la pared, mientras chocan con ella. En realidad el numero de
átomos en un sistema microscópico, casi siempre es tan grande, que estos promedios
definen perfectamente las cantidades.
Podemos aplicar las leyes de la mecánica estadísticamente a grupos de átomos en
dos niveles diferentes. Al nivel llamado teoría cinética, en el que procederemos en una
forma más física, usando para promediar técnicas matemáticas bastantes simples.
En otro nivel, podemos aplicar las leyes de la mecánica usando técnicas que son
más formales y abstractas que las de la teoría cinética. Este enfoque desarrollado por J.
Willard Gibbs (1839-1903) y por Ludwig Boltzmann (1844-1906)entre otros, se llama
mecánica estadística, un termino que incluye a la teoría cinética como una de sus ramas.
