Divulgación Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

[Mirlo_82]

Saludos, quería preguntar si dos átomos no ionizados libres del mismo elemento, en reposo, igualdad de temperatura y presión son completamente idénticos. Y si no lo son:

1. ¿Sus estados, las frecuencias de rotación, vibración y velocidades delos electrones, neutrones y protones son diferentes?

2. ¿Hay alguna otra variable que no haya mencionado?

3. ¿En qué afectarían estas variables internas de los átomos en su comportamiento en el medio?

4. ¿y en la interacción con otros átomos?

Os agradezco mucho las aportaciones que podáis hacerme, si conocéis algún website con esta información en concreto agradezco el link, Un saludo.

[Richard R Richard]

Re: Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

Saludos, quería preguntar si dos átomos no ionizados libres del mismo elemento, en reposo, igualdad de temperatura y presión son completamente idénticos.

Creo que se puede contestar tomando base en lo planteado por la teoría cinética, para afirmar que en la práctica dos átomos no ionizados libres del mismo elemento, en reposo, igualdad de temperatura y presión NO son completamente idénticos.

1. ¿Sus estados, las frecuencias de rotación, vibración y velocidades delos electrones, neutrones y protones son diferentes?

no todos tienen la misma energía cinetica, de hecho un conjunto de átomos, confinados, tenderá con el tiempo a llegar a una distribución de velocidades que tal cual la distribución de Boltzmanm

2. ¿Hay alguna otra variable que no haya mencionado?

no se me ocurre otra,calor especifico a P y V constantes, , pero puedes leer la teoría cinética de los gases y averiguar si te falta alguna. con mayor numero de átomos, puedes tener otras variables como módulos de elasticidad compresibilidad,coeficientes de dilatación térmica, conductividad, etc

3. ¿En qué afectarían estas variables internas de los átomos en su comportamiento en el medio?

Afectan al equilibrio térmico, precisamente a la temperatura de equilibrio y a la entropía

4. ¿y en la interacción con otros átomos?

Justamente la Distribución de Boltzmann modeliza que partiendo de un sistema de partículas dotadas todas de las misma caracteristicas de energía , luego de un tiempo evolución para llegar a un equilibrio, donde la distribución de energía esta muy lejos de ser la original.

[Mirlo_82]

Re: Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

Muchas gracias Richard casi ya creía nadie contestaría.

Escrito por Mirlo_821. ¿Sus estados, las frecuencias de rotación, vibración y velocidades delos electrones, neutrones y protones son diferentes?

no todos tienen la misma energía cinetica, de hecho un conjunto de átomos, confinados, tenderá con el tiempo a llegar a una distribución de velocidades que tal cual la distribución de Boltzmanm

De tu respuesta deduzco que dos átomos no ionizados, libres, del mismo elemento, en reposo, igualdad de temperatura y presión no tienen necesariamente la misma energía cinética, ¿he entendido bien?

[Jaime Rudas]

Re: Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

2. ¿Hay alguna otra variable que no haya mencionado?

La masa: dos isótopos del mismo elemento tienen diferente masa.

[Richard R Richard]

Re: Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

Excelente giro a la respuesta Jaime. Completando la mía si, no necesariamente tienen la misma energía cinética.
En condiciones adiabáticas un sistema cerrado o no de dos átomos que no reaccionan entre si,pero que si interactuan que tienen la misma masa y que inicialmente tienen la misma energía cinética, por tanto la misma temperatura, si se los deja evolucionar, sin mediar ninguna otra interacción mas que sus coliciones entre si y el recipiente, al cabo de un tiempo, no tendrán la misma energía cinética, la suma de ambas energías si se conserva, por lo tanto el conjunto tiene la misma temperatura. Extrapolado a miles de millones, la distribución de velocidades sera la Boltzmann
Cuando dices en reposo, tevestas refiriendo al sistema, pero no puedes referirte a un unico átomo, pues su temperatura sería 0K y esa es un condición ideal o no real.
Si el reposo es relativo, no podrán estarlo con respecto al medio ,por lo tanto se volverán a diferentes con el tiempo.

[Mirlo_82]

Re: Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

Cuando dices en reposo, tevestas refiriendo al sistema, pero no puedes referirte a un unico átomo, pues su temperatura sería 0K y esa es un condición ideal o no real.
Si el reposo es relativo, no podrán estarlo con respecto al medio ,por lo tanto se volverán a diferentes con el tiempo.

Perdón mi falta de conocimientos, entiendo lo del reposo, me refería a que si fuera posible situar cada uno de estos átomos separadamente, en el vacío a temperaturas idénticas y constantes...¿llegarían a tener ambos átomos la misma energía cinética?

[Richard R Richard]

Re: Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

Perdón mi falta de conocimientos, entiendo lo del reposo, me refería a que si fuera posible situar cada uno de estos átomos separadamente, en el vacío a temperaturas idénticas y constantes...¿llegarían a tener ambos átomos la misma energía cinética?

No hace falta pedir perdón por no saber, nadie sabe todo, ni aquí ni en ningún sitio...

A ver individualmente, la energía cinetica esta en relación lineal $\dfrac12mv^2\cong \dfrac32 KT$ con la temperatura.... un aumento de energía cinetica aumenta la temperatura del átomo.
pero si el sistema tiene dos átomos la temperatura del sistema, es proporcional a la suma de las energía cinetica de los 2 átomos, sea cual fuere esta, sean iguales o no.
entonces un átomo individual Temperatura y energía cinetica son sinónimos, pero cuando hablas de dos átomos y de temperatura ya no es tan lineal la relación, esa es la base de mi respuesta , temperatura es para el sistema, y energía cinetica sigue siendo la individual, y no tienen porque ser iguales. entonces dos atomos cuya temperatura de sistema es x no tienen porque tener la misma energía cinetica, aunque puede darse el caso rarisimo, que si coincidan.

La energía molecular promedio es proporcional a la temperatura.

También tienes que observar que es imposible tomar un átomo de a 1 dejarlo en un determinado lugar y esperar a que se quede allí sin moverse, de hecho todos los átomos se mueven con velocidad v , dicha velocidad es la que permite calcular su energía cinetica, y si consiguiera que se nula para un átomo, podrías conseguirla para todos lo que haría que la temperatura sea 0K y como explique antes no no se ha podido nunca conseguirlo en la practica.

[carroza]

Re: Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

A ver individualmente, la energía cinetica esta en relación lineal $\dfrac12mv^2\cong \dfrac32 KT$ con la temperatura.... un aumento de energía cinetica aumenta la temperatura del átomo.
pero si el sistema tiene dos átomos la temperatura del sistema, es proporcional a la suma de las energía cinetica de los 2 átomos, sea cual fuere esta, sean iguales o no.
entonces un átomo individual Temperatura y energía cinetica son sinónimos, ...

Hola.

Esto no es correcto. Un átomo puede estar en equilibrio térmico con el ambiente (imagina un único átomo en una caja, cuyas paredes tienen una temperatura T, o bien un átomo aislado en el espacio, sometido a la radiación del sol o de otra estrella con temperatura T de radiación). Este átomo, en equilibrio térmico, no tiene una energía cinética definida, sino que tiene una distribución de energías cinéticas, dada por la distribución de Boltzmann. Esencialmente, la probabilidad de tener una energía dada E es proporcional a $\exp(-E/k_BT)$. Lo que ocurre, con estas distribuciones, es que la energía cinética media resulta ser, para un gas monoatómico, $3/2 k_B T$ .

Así, no es cierto que para un átomo individual temperatura y energía cinética sean sinónimos. No lo son. la energía cinética es una propiedad del átomo concreto, que puede cambiar de un átomo a otro, y puede cambiar por las interacciones del átomo con el medio. La temperatura es un parámetro de la distribución estadística de energías, relevante únicamente cuando se da el tipo de distribución consistente con el equilibrio térmico.

Un saludo

[Mirlo_82]

Re: Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

En lo que he intentado averiguar esta semana sobre el asunto del topic, y leyendo las respuestas que me habéis dado creo entender que:

- (suponiendo que fuera técnicamente posible) Dos átomos separados, del mismo elemento, no ionizados, con mismo número másico, sin interaccionar con ningún otro átomo, a misma temperatura, bajo un campo electromagnético u otro tipo que los mantengan a velocidad 0: tienen la misma energía cinética
- ...¿se podría decir entonces que son exactamente idénticos?

[Richard R Richard]

Re: Duda sobre variables que diferencian un átomo de otro del mismo elemento.

Hola Mirlo_82 si entendí lo que carroza me corrige, es que con todos los demás parámetros iguales, las energía cinetica de los átomos puede ser igual o distinta entre ambos átomos, la probabilidad de que sean iguales depende de razones estadísticas dadas por la distribución de Boltzmann, en la práctica, dicha probabilidad no es nula, por lo que si es posible tener todos los parámetros iguales, y si eso es lo que pretendes con tu condición de igualdad ,pues entonces son iguales, que sean iguales no significa que sean el mismo, sino que utilizando solo los parámetros mencionados, no podrás diferenciar a uno del otro,es decir sus parámetros serán idénticos... para diferenciarlos tendrás que recurrir a otras cosas como el que esta a la izquierda, arriba o delante del que esta a la derecha a, abajo o detrás, su posición no puede ser la misma en el mismo instante de tiempo,por ejemplo, si bien entiendo que esto no es lo que estas preguntando, lo aclaro por las dudas.