14.1: Compresibilidad

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Cuando empacamos para irnos de vacaciones, parece que siempre hay “una cosa más” que necesitamos para meter en nuestra maleta. A lo mejor es otro traje de baño, par de zapatos, libro, sea cual sea el artículo, necesitamos meterlo. Afortunadamente, normalmente podemos juntar las cosas de alguna manera. Quizás haya un poco de espacio entre pliegues de ropa, o podemos reorganizar los zapatos; de alguna manera podemos meter ese último artículo y cerrar la maleta.

Compresibilidad

El buceo es una forma de buceo subacuático en la que un buzo lleva su propio gas de respiración, generalmente en forma de tanque de aire comprimido. La presión en los tanques de buceo más utilizados oscila entre 200 y 300 atmósferas. Los gases son diferentes a otros estados de la materia en que un gas se expande para llenar la forma y el volumen de su contenedor. Por esta razón, los gases también pueden comprimirse para que una cantidad relativamente grande de gas pueda ser forzada a entrar en un recipiente pequeño. Si el aire en un tanque de buceo típico se transfiriera a un contenedor a la presión estándar de\(1 \: \text{atm}\), el volumen de ese contenedor tendría que ser de aproximadamente 2500 litros.

Figura\(\PageIndex{1}\): Buceador. (CC POR-NC; CK-12)

La compresibilidad es la medida de cuánto disminuye un volumen dado de materia cuando se coloca bajo presión. Si presionamos un sólido o un líquido, esencialmente no hay cambio de volumen. Los átomos, iones o moléculas que componen el sólido o líquido están muy unidos entre sí. No hay espacio entre las partículas individuales, por lo que no pueden empacar juntas.

La teoría cinético-molecular explica por qué los gases son más compresibles que los líquidos o los sólidos. Los gases son compresibles porque la mayor parte del volumen de un gas está compuesto por las grandes cantidades de espacio vacío entre las partículas de gas. A temperatura ambiente y presión estándar, la distancia promedio entre las moléculas de gas es de aproximadamente diez veces el diámetro de las propias moléculas. Cuando se comprime un gas, como cuando se está llenando el tanque de buceo, las partículas de gas son forzadas más juntas.

Los gases comprimidos se utilizan en muchas situaciones. En los hospitales, el oxígeno a menudo se usa para los pacientes que tienen pulmones dañados para ayudarlos a respirar mejor. Si un paciente se está sometiendo a una operación mayor, la anestesia que se le administra frecuentemente será un gas comprimido. La soldadura requiere llamas muy calientes producidas por mezclas comprimidas de acetileno y oxígeno. Muchas parrillas de barbacoa de verano son alimentadas por propano comprimido.

Figura\(\PageIndex{2}\) : *Tanque de oxígeno.* (CC BY-NC; CK-12)