Excelente pregunta Intentaré responderlo sin ser demasiado técnico o específico.
En el modelo de gas ideal, lo único que determina la presión sobre el recipiente es con qué frecuencia los átomos colisionan con la pared. La frecuencia de una partícula que golpea las paredes del contenedor depende de:
- Cuán “grande” es el contenedor (volumen). Es decir, qué tan lejos están las paredes entre sí.
- Qué tan rápido se mueve la partícula (cuánta energía cinética tiene).
En el modelo de gas ideal, el “tamaño de la caja” viene dado por el volumen (V) y la velocidad de las partículas, es decir, la energía cinética promedio, está definida por la temperatura (T).
- ¿Por qué las baterías de iones de litio aún no han reemplazado a sus equivalentes de plomo ácido?
- ¿Cuál es el sabor natural del agua de Seltzer Polar?
- ¿Cómo funciona Drano Liquid Clog Remover?
- ¿Por qué el agua no se une con Cl cuando el HCl se disuelve como se une con Cl cuando el NaCl se disuelve en él?
- ¿Qué sucede si NaCl (sal de mesa) se mezcla con agua?
La suposición crítica de que las partículas de gas no interactúan es la razón por la cual no se ven volúmenes diferentes para gases diferentes. Los átomos de gas son tan diluidos, que los átomos nunca se acercan lo suficiente como para que se noten sus tamaños. Es por eso que los gases de los átomos grandes y los gases de los átomos pequeños se comportan de la misma manera cuando tienen una densidad lo suficientemente baja como para ser llamados “ideales”.
La historia cambia completamente cuando aumenta la densidad (disminuye el volumen) de sus átomos y el supuesto de gas “ideal” se vuelve inválido. De repente, las partículas comienzan a chocar entre sí y los átomos se dan cuenta de que comparten el volumen de la caja con muchos otros átomos. A medida que el volumen sigue bajando, el tamaño de sus átomos se vuelve muy importante ya que la caja se está llenando y todos intentan encajar uno al lado del otro. Decimos que la cantidad de espacio en el átomo impide que otros átomos entren en su “volumen excluido”, y esto se vuelve cada vez más importante a medida que aumenta la densidad.
Eventualmente, los átomos podrían formar un “empaque cerrado” como naranjas apiladas en un puesto de frutas. Podríamos llamar a este empaque un “cristal sólido”. El volumen de este empaque depende del tipo de átomo que tenga. Las sandías harán un empaque mucho más grande que las naranjas.
Para resumir: cada átomo ocupa parte de un volumen de contenedores. Cuánto depende del tipo de átomo. Cuando la densidad del átomo es muy baja, los átomos casi nunca chocan entre sí y podemos ignorar el hecho de que ocupan espacio y los tratan como partículas puntuales. Cuando la densidad es alta, el espacio que ocupa cada átomo se vuelve importante para la estructura sólida que forman los átomos.