AÑO V.
El
VOL. V.
N Ú M . 58.
Madrid, octubre 1927.
problema
de
la
Materia
Por BLAS CABRERA, catedrático de la Universidad Central.
MoLftCULAS
ÁTO.MO.S.
1 . La concepción atómica de la materia surgió muy en los comienzos de la filosofía griega; naturalmente, para satisfacer una necesidad espiritual en la indagación de una teoría del mundo. Los átomos de Leucipo y Demócrito eran partículas sólidas, indivisibles e impenetrables. Idénticos por su naturaleza, sin ninguna diversidad cualitativa, ofrecían diferencias de figura en niimero infinito, así como en el orden de estar dispuestos y en su posición, y también en el tamaño, limitado superiormente porque no habían de alcanzar la percepción individual sensible. Más tarde Epicuro les atribuyó una pesantez esencial, que hoy diríamos una masa específica, pero hasta Gassendi (siglo .KVII) no parece se haya sospechado el papel importantísimo que el movimiento de las partículas últimas desempeña en la interpretación de los fenómenos físicos. Un siglo después, Daniel Bernoulli explica por este camino la ley de Boyle-Mariotte que relaciona el volumen y la presión de un gas, y otro más tarde, en 1857, Clausius, llega a establecer la ley o ecuación de los gases perfectos
/
/
/»g
/
pv=Rl,
(1,1)
donde figuran la presión, p, el volumen, v, y la temperatura absoluta T, con la sola sola intervención de una constante, R, dependiente de la masa usada del gas. Para llegar hasta (1,1) ba.sta considerar la presión que el gas ejerce sobre la pared de la vasija que le encierra como resultado del impulso que durante un segundo de tiempo le comunican las partículas que caen sobre la unidad de superficie. Advirtamos, ante todo, que estas partículas, que solo juegan un papel por su masa y su movimiento, las llamaremos en adelante moléculas, con un sentido puramente físico. Segiin la mecánica de Newton, la parte del impulso correspondiente a una molécula esi gual a m(u--u'), donde designamos por m- la masa de ésta, por u su velocidad normal a la pared anterior al choque y por u' la que tiene después en igual dirección. Como esta última es opuesta a la primera y numéricamente igual a ella, supuesto que la molécula sea elástica, su contribución al impulso es 2 m u. Consideremos ahora todas las que vienen a chocar sobre un centímetro cuadrado (1) T e m p e r a t u r a miento molecular.
de P (fig. 1.'^). Ls fácil ver que el efecto producido es el mismo que si todas se movieran con una cierta velocidad, c, que llamaremos media, y de ellas una .sexta parte marcharán normalmente sobre S. Pero es notorio que en un segundo sólo pueden alcanzar S aquéllas que distan de la pared menos del espacio, c, recorrido en dicho
cuyo
cero
corresponde
a la d e s a p a r i c i ó n
de
todo
movi-
Figura 1."
tiempo. Luego si existen A\ moléculas por unidad de volumen, en el paralelepípedo de base S y altura c habrá AjSr y si el sexto de ellas contribuye con el impulso 2 m c, la presión pedida será, para S = 1. •(1,2)
p=-^N,mc\
Se justifica fácilmente el factor ^
si se tiene en
cuenta que cualquier velocidad, v, se puede descomponer (fig. 2.*) en una normal a la pared, n, y dos paralelas, Pl, p~¿, y, además, cada una puede tener dos sentidos. En definitiva, los efectos aparentes se lograrían superponiendo seis corrientes de moléculas, de las cuales solo la n es útil para los efectos de la presión. Por otra parte, la perfecta simetría del sistema exige que las 477