Llamamos MATERIA a todo aquello que tiene masa y ocupa un volumen en el espacio. En la Naturaleza encontramos materia organizada según tres estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Existe una organización de la materia, el plasma, que se da en el interior de las estrellas, en las que las condiciones de presión y temperatura son mucho mayores.

Conocer las propiedades de la materia nos permite dar respuesta a una gran cantidad de interrogantes con los que nos encontramos en la vida cotidiana:

¿por qué explota una botella de agua si la congelamos?

¿por qué ciertas sustancias sólidas producen olor?

¿por qué un día de viento la ropa se seca antes?

¿por qué una olla exprés cocina antes los alimentos?

¿Cuál es la diferencia entre un sólido, un líquido y un gas?

En un sólido las fuerzas que unen unas patículas con otras son importantes y hacen que se encuentren muy juntas formando estructuras ordenadas y rígidas, aunque no están quietas, vibran. Es por esto que los sólidos presentan densidades más elevadas que líquidos y gases, aunque el agua presenta una excepción curiosa que permite el desarrollo de la vida bajo el hielo, por ejemplo. Ocupa más espacio en estado sólido, es decir, su densidad es menor, por lo tanto, el hielo a 0°C flota en agua a mayor temperatura, hasta los 4°C.

En un líquido, las fuerzas de unión entre partículas no son más débiles, las partículas están más separadas y eso permite mayor movimiento de las moléculas.

En un gas, las fuerzas de atracción entre partículas, aunque existen, son muy débiles, porque están muy separadas unas de otras y entre ellas hay grandes espacios vacíos, se pueden mover en todas direcciones chocando entre ellas y con las paredes del recipiente que las contiene.

La explicación del comportamiento de las partículas en el espacio que ocupan viene dada por la TEORÍA CINÉTICA, para los gases primero, y después podemos ampliarlo al resto de estados de agregación, por la que sabemos que las partículas que forman parte de la materia, presentan fuerzas de atracción entre sí, hay un espacio vacío entre ellas y se mueven continuamente dependiendo de su energía interna, de la temperatura. Conocemos tres escalas de temperaturas que nos permiten establecer una medida de la energía interna de las partículas de una determinada materia, para los ejercicios que hagamos con estas fórmulas, SIEMPRE en °K.

Para los gases ideales (sustancias puras), los científicos encontraron unas leyes matemáticas que permiten calcular que va a suceder en un gas cuando cambian en el medio las condiciones de presión (P), volumen (V) y temperatura (T), ya que estas magnitudes se relacionan proporcionalmente entre ellas siguiendo la siguiente fórmula:

Por lo tanto, la teoría cinética de la materia permite justificar matemáticamente (y claro, también representar gráficamente) el comportamiento de la materia. Aquí puedes practicar ejercicios de aplicación a casos reales donde debes aplicar estas fórmulas.

El volumen que ocupe un gas ideal, va a ser función de la temperatura, la presión y del número de partículas (n, número de moles), no del tipo de sustancia. Nos encontramos entonces con una fórmula un poco más compleja que incluye esta condición, LA ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES:

 Un gas ideal es un gas cuyo hipotético comportamiento se describe exactamente con la ecuación del gas ideal. Los gases reales se desvían ligeramente de este comportamiento, pero, en situaciones ordinarias, la diferencia es tan pequeña que podemos hacer caso omiso de ello. De esta ecuación podemos deducir que un mol de gas, sea cual sea éste, si se encuentra a una atmósfera de presión y 273°K, ocupará siempre 22,4 L.
El término R de la ecuación se conoce como constante de los gases. Su valor depende de las unidades de
P, V y n (T siempre debe expresarse como temperatura absoluta). Expresando la presión en atmósferas, el volumen en litros y la cantidad de gas como número de moles, el valor de la constante es: