Compresibilidad y expansibilidad del aire

El estado gaseoso es el tercer estado de agregación de la materia, el cual bajo ciertas condiciones de presión y temperatura sus moléculas interaccionan con una fuerza entre sí, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que lo contiene y con la tendencia a separarse o expandirse en el caso de que aumente su energía cinética debido a la temperatura que se eleva o a comprimirse o reducir su volumen, en el caso de que disminuya su temperatura.

Características de los gases

• Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a que se mueven sus moléculas.
• Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.
• Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene.
• Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Para demostrar las propiedades de expansibilidad y compresibilidad de los gases, vamos a hacer un experimento sencillo, de preferencia con la supervisión de un adulto, porque vamos a utilizar agua caliente y hay que tener bastante cuidado.

En este experimento vamos a utilizar los siguientes materiales, que son muy fáciles de conseguir y les damos la lista a continuación:

Materiales

• Una botella plástica grande
• Un globo de látex número  9
• Agua hirviendo
• Agua fría o con cubos de hielo
• 2 recipientes uno para hervir agua y otro para colocar agua fría

Procedimiento paso a paso

• Paso 1: Se pone a hervir agua en un recipiente.
• Paso 2: Se coloca agua fría en el segundo recipiente y se agrega unos cubitos de hielo
• Paso 3: Se coloca el globo grande en el pico de la botella, cuidando de que no se rompa el globo o que se escape el aire de la botella.
• Paso 4: Se introduce la botella en el agua hirviendo y observamos como el globo se va inflando.

• Paso 5: En seguida introducimos la botella pero esta vez en el agua bien fría y observamos que el globo se desinfla totalmente.

Explicación

El aire es un gas y como tal tiene la propiedad de expandirse, al aumentar su temperatura, es decir aumentan su volumen y por el contrario cuando este gas disminuye su temperatura, tiende a contraerse y con ello a disminuir su volumen. Es por ello que el aire que está dentro de la botella al ser calentada en el primer  recipiente, asciende e infla al globo y se desinfla cuando esta botella con aire dentro es introducida en agua fría.

En la vida cotidiana podemos ver por ejemplo en los globos aerostáticos que vuelan porque el aire caliente se expande y pesa menos que el aire que lo rodea del exterior.