Figura. Velcidad molecular vs temperatura

 

La figura muestra cómo la velocidad molecular de un mismo gas —en este caso nitrógeno (N₂)— depende directamente de la temperatura. Cada curva representa la distribución de velocidades a una temperatura distinta: 100 K, 300 K y 700 K. Aunque la identidad química del gas no cambia, su comportamiento cinético sí lo hace. A temperaturas bajas, como 100 K, prácticamente todas las moléculas se mueven con velocidades relativamente pequeñas, y la curva es alta y estrecha, indicando que la mayoría de las partículas se agrupan alrededor de una velocidad probable bien definida. Esto refleja un sistema en el cual la energía cinética promedio es baja.

Cuando aumentamos la temperatura a 300 K, la curva se desplaza hacia la derecha y se ensancha. Esto significa que las moléculas ahora poseen mayor energía cinética, por lo que una fracción significativa alcanza velocidades más altas. La distribución también se vuelve más ancha porque la dispersión de velocidades aumenta: algunas moléculas se vuelven mucho más rápidas, mientras que otras permanecen relativamente lentas. Esta coexistencia de velocidades variadas es una característica fundamental de cualquier gas real descrito por la distribución de Maxwell-Boltzmann, que vincula la temperatura con la probabilidad de encontrar moléculas a diferentes velocidades.

A 700 K, el efecto se intensifica aún más. La curva no solo se desplaza más hacia la derecha —indicando velocidades promedio mucho mayores—, sino que se aplana y se extiende a valores elevados de velocidad. Esto muestra que el calentamiento incrementa la fracción de moléculas extremadamente rápidas y, al mismo tiempo, disminuye la proporción de moléculas lentas. En conjunto, las tres curvas ilustran el principio cinético fundamental: la temperatura es una medida directa de la energía cinética promedio de las moléculas. A mayor temperatura, mayor velocidad promedio y mayor dispersión. Así, incluso para un gas de identidad fija, la temperatura determina su comportamiento dinámico y su impacto en propiedades macroscópicas como presión y difusión.