13.2: Presión de gas

Figura\(\PageIndex{1}\) (Crédito: Meeta; Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hot_Air_Balloon_Ride_by_Sky_Waltz.jpg(opens en nueva ventana); Licencia: Dominio público)

¿Cómo pueden moverse los globos aerostáticos sin problemas en el aire?

Mucha gente disfruta montando en globos aerostáticos. Algunos los utilizan para picnics románticos y propuestas de matrimonio. Otros compiten en competiciones. Estar por encima de la tierra da una perspectiva completamente nueva sobre el mundo que nos rodea. Como el comienzo de un viaje en globo aerostático, el globo es plano porque la presión dentro del globo es igual a la presión exterior. Cuando se calienta el aire dentro del globo, la velocidad de movimiento de esas moléculas de aire aumenta y la presión sube. Después de un tiempo el globo se expande completamente y el vuelo está listo para despegar.

Presión de gas

La presión se define como la fuerza por unidad de área sobre una superficie.

\[\text{Pressure} = \frac{\text{force}}{\text{area}}\nonumber \]

Cuando una persona se para en el suelo, sus pies ejercen presión sobre la superficie. Esa presión está relacionada tanto con la masa de la persona como con la superficie de sus pies. Si la persona estuviera sosteniendo un objeto pesado, la presión aumentaría debido a una mayor fuerza. Alternativamente, si la persona se pone de puntillas, la presión también aumenta debido a una disminución en la superficie.

Las moléculas de gas también ejercen presión. La atmósfera terrestre ejerce presión porque la gravedad actúa sobre la enorme cantidad de partículas de gas contenidas en la atmósfera, manteniéndola en su lugar. La presión también es ejercida por una pequeña muestra de gas, como la que está contenida en un globo. La presión del gas es la presión que resulta de colisiones de partículas de gas con un objeto. Dentro del globo, las partículas de gas chocan con las paredes internas del globo. Son esas colisiones las que mantienen el globo inflado. Si las partículas de gas dejaran de moverse repentinamente, el globo se desinflaría instantáneamente. La siguiente figura es una ilustración de partículas de gas que ejercen presión dentro de un contenedor.

Figura\(\PageIndex{2}\): Colisión de partículas de gas con pared de contenedor. (Crédito: Christopher Auyeung; Fuente: Fundación CK-12; Licencia: CC BY-NC 3.0 (opens in new window))

La presión dentro del globo de aire caliente se ve afectada por la temperatura. A medida que las moléculas se calientan, se mueven más rápido y golpean con más fuerza la pared interior del globo. Este aumento del movimiento de las partículas de gas aumenta la fuerza sobre un área del globo, produciendo un aumento en la presión.

Resumen

• La presión se define como\(\frac{\text{force}}{\text{volume}}\).
• La presión del gas es el resultado de colisiones entre partículas de gas y un objeto.
• Un aumento en la temperatura producirá un aumento en la presión de un gas.

Revisar

1. ¿Qué es la presión?
2. ¿Cómo crea un gas presión sobre un objeto o contenedor?
3. ¿Qué pasaría con la presión si las partículas de gas dejaran de moverse repentinamente?
4. ¿Cómo afecta la temperatura a la presión?