MOVIMIENTO BROWNIANO

En 1827 fue anunciado por primera vez otro fenómeno cinético altamente interesado conocido como movimiento browniano. El distinguido botánico Robert Brown encontró que:

"partículas extremadamente diminutas de materia sólida, obtenidas tanto de sustancias orgánicas como inorgánicas presentan, cuando se suspenden en agua pura o en algún otro fluido acuoso, movimientos que no he podido explicar y que, debido a su irregularidad y aparente independencia, recuerdan en un grado notable a los movimientos menos rápidos de algunos de los más simples organismos vivos de las infusiones". Este tipo de movimiento irregular en zigzag puede representarse típicamente por el baile de las partículas de polvo en un haz luminoso.

Durante mucho tiempo fue dudosa la causa del movimiento browniano, pero con el desarrollo de la teoría cinética, se llegó a la apreciación de que las partículas se mueven debido a que son bombardeada desigualmente por sus diferentes lados mediante las moléculas en rápido movimiento del fluido en el que se encontraban suspendidas. El movimiento browniano nunca cesa. Como observó Jean Perrin, "pueden verese en oclusiones llenas de líquido en el cuarzo que han estado totalmente cerradas durante millares de años. Es inherente y eterno". Aquí, entonces existe una prueba experimental directa del mismo tipo de movimiento perpetuo que hemos supuesto que poseen las propias moléculas.

Pueden explicarse este movimiento si se supone que las partículas en suspensión se comportan como un gas ideal compuesto por moléculas masivas. Las partículas que se mueven con velocidades, por ejemplo, de Vc= 1 cm/s a 273 K deberán temer masas iguales a 3kT/Vcm , es decir aproximadamente 1,69 x 10 a la 10 veces la masa de una molécula de helio.

Esto implica que dadas las medidas de Vcm de unas partículas den movimiento browniano, se puede determinar la constante de Boltzmann pesándolas cuidadosamente y a partir de ella el número de Avogadro NA=R/k. De hecho fue mediante un estudio muy cuidadoso y detallado de diversos tipos de partículas coloidales mediante al ultramicroscopio como Perrin obtuvo por primera vez un valor de NA=6,85 X 10 a la 26 moléculas/kmol. También comprobó la ley de equipartición incluso en el caso de partículas cuya masa variaba en 60000:1. La teoría detallada del movimiento browniano fue elaborada en 1904 por M. von Smoluchowski y en su forma por Einstein en 1905.

REFERENCIAS:

D.E. Roller/R Blum, Física TOMO 1 Mecánica, Ondas y Termodinámica. Editorial Reverté