Ball, Phillip. Masa critica. Cambio, caos y complejidad

MASA C R ÍT IC A
entre sí como en los líquidos. Al contrario, es así porque la atracción es
muy limitada, despreciable, en realidad, cuando dos moléculas están separadas
por una distancia superior a su anchura. En el gas, la distancia
media entre una molécula y otra es mucho mayor, así que, sencillamente,
las moléculas no están lo bastante cerca para “sentir la fuerza” de atracción.
En un gas, las moléculas se aproximan y chocan ocasionalmente,
pero no se quedan pegadas porque se mueven demasiado deprisa. Así
pues, constituye una simplificación muy eficaz ignorar las fuerzas de atracción.
Para describir la presión de un líquido, Van der Waals imaginó
que el líquido era una especie de gas pegajoso: un gas cuyo comportamiento
se ha visto modificado por las fuerzas de atracción.
E incluyó otro factor en su teoría. Las moléculas son muy pequeñas,
pero no infinitamente pequeñas. Sin embargo, la teoría cinética estándar
las trata como “puntos” infinitesimales con masa pero sin tamaño. Van
der Waals supuso que, en un líquido, que es mucho más denso que un gas,
las moléculas ocupan un espacio que no es insignificante. El volumen de
espacio en el que cada molécula puede moverse no equivale al volumen
del contenedor en el que están confinadas, pero es menor que éste por
una cantidad igual al volumen total de todas las demás moléculas.
Esto no era exactamente así. En el siglo XVIII, Daniel Bernoulli había
señalado la necesidad de tener en cuenta el tamaño molecular y, en 1863,
el científico francés Gustave-Adolphe Hirn había considerado que tanto
este tamaño como la existencia de fuerzas de atracción podrían modificar
el comportamiento del gas. Se sabía ya que muchos gases no se comportan
con arreglo a las leyes del gas (y a la teoría cinética en la que
éstas se integran) y, en general, se suponía que era muy probable que
esa desviación la explicaran factores como el tamaño finito y las atracciones
mutuas de las partículas.
Sin embargo, en su tesis, “Sobre la continuidad de los estados líquido
y gaseoso”, Van der Waals relacionó todas esas circunstancias y unificó
la teoría de los líquidos y de los gases. Haciendo ciertas suposiciones
sobre el carácter de las fuerzas de atracción y de los efectos secundarios
del tamaño de las partículas, el holandés demostró que dentro de
cierto registro de temperaturas y de presiones un fluido puede existir
en una de dos densidades distintas. Observó que el estado más denso
debe corresponder al líquido y el estado más enrarecido al gas. Además,
se percató de que, en algún punto, mientras se comprime y enfría, el gas
104
www.FreeLibros.me