Figura. Velocidad molecular y peso molecular

 

La figura demuestra claramente que la identidad del gas sí importa cuando analizamos el comportamiento cinético real, y que el modelo del gas ideal, aunque útil, no puede capturar todas las diferencias entre sustancias. Aquí, tres gases —Cl₂, N₂ y He— están a la misma temperatura (300 K), de modo que todos poseen la misma energía cinética promedio por molécula según la teoría cinética. Sin embargo, sus velocidades moleculares son muy distintas debido a su masa molar.

Aunque la diferencia de masa entre moléculas pueda parecer pequeña en términos absolutos, tiene un efecto claro y medible en el comportamiento del conjunto. El helio, con una masa molar muy baja, presenta una distribución amplia y desplazada hacia altas velocidades: muchas de sus moléculas alcanzan velocidades muy elevadas y la dispersión es grande. El nitrógeno, de masa intermedia, muestra un comportamiento moderado: velocidades más bajas que el helio, pero mayor rango que el cloro. Finalmente, el cloro, con masa molar alta, exhibe una distribución estrecha y concentrada en velocidades bajas, donde la velocidad promedio representa muy bien al conjunto porque hay menos desviación entre moléculas.

Esto significa que, aun en condiciones ideales, las moléculas no se comportan de forma idéntica: los gases ligeros se mueven más rápido, se dispersan más y generan distribuciones menos representativas mediante sus promedios; los gases pesados, en cambio, se agrupan más alrededor de un valor. Por lo tanto, la masa molar introduce diferencias cuantitativas que el modelo ideal no contempla explícitamente, pero que son fundamentales para describir fenómenos reales como difusión, efusión, velocidad de reacción y transporte de materia. Así, la figura muestra que la identidad química del gas no puede ignorarse cuando pasamos de un modelo idealizado a una descripción experimental del comportamiento molecular.