Temperatura según la Teoría Cinética de los Gases

Temperatura como energía cinética media

Según la teoría cinética, la energía cinética media de traslación de una molécula es E = (3/2)·k_B·T, donde k_B = 1.38 × 10⁻²³ J/K es la constante de Boltzmann y T está en kelvin. La temperatura no depende del tipo de gas: a la misma T, todas las moléculas tienen igual energía cinética media, aunque las más ligeras van más rápido.

Ejemplo. A 300 K, E = 1.5 × 1.38 × 10⁻²³ × 300 ≈ 6.2 × 10⁻²¹ J por molécula. Con la masa de una molécula de nitrógeno (4.65 × 10⁻²⁶ kg), la rapidez cuadrática media √(3·k_B·T ÷ m) resulta de unos 517 m/s. Al duplicar la temperatura absoluta, la energía se duplica y la rapidez aumenta un 41 % (factor √2), no el doble.

Error típico. Creer que al duplicar la temperatura en °C se duplica la energía. La proporcionalidad es con la temperatura absoluta: pasar de 20 °C a 40 °C aumenta T de 293 K a 313 K, solo un 7 %.