La presión que ejerce un gas proviene del movimiento de sus moléculas. Las moléculas de gas se mueven libremente, rebotando en las paredes del contenedor y entre sí. Cuando las moléculas rebotan en un obstáculo, transfieren una pequeña cantidad de fuerza. El cambio de dirección debido al obstáculo da como resultado un cambio en el impulso que empuja el obstáculo.
Cuando muchas moléculas cambian de impulso contra la pared de un recipiente, la presión puede ser sustancial. El momento es proporcional a la velocidad, y la velocidad a la que se mueven las moléculas depende de la temperatura. A medida que aumenta la temperatura del gas, las moléculas se mueven más rápido y aumenta la presión que ejercen. Los hechos de que los gases ejercen presión y que la presión depende de la temperatura del gas pueden usarse de muchas maneras interesantes para realizar un trabajo útil.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
La presión del gas es causada por las moléculas de gas que rebotan en las paredes del contenedor y entre sí. Cada vez que una molécula cambia de dirección porque golpea una pared, el cambio en el impulso da como resultado un pequeño impulso. Debido a la gran cantidad de moléculas involucradas, los empujes se suman a una presión notable que puede usarse para hacer funcionar máquinas y herramientas.
Definición de presión de gas
Cuando las moléculas de un gas rebotan en las paredes de su contenedor, ejercen una fuerza. La presión de gas se define como la fuerza por unidad de área producida por el gas. Dependiendo del propósito de la medición, se utilizan comúnmente diferentes unidades. En el sistema inglés, la unidad de presión es libras por pulgada cuadrada. En el sistema métrico, son newtons por metro cuadrado, llamado pascal. En meteorología, una atmósfera equivale a 14.7 libras por pulgada cuadrada o 101.325 kilopascales.
Cómo funcionan las presiones de gas
Los gases son fluidos, lo que significa que fluyen de un volumen de alta presión a uno de baja presión. Los volúmenes que contienen más gas o gas a una temperatura más alta tienen una presión más alta que los que contienen menos gas o son más fríos. Esto significa que se puede hacer que el gas fluya de un recipiente a otro aumentando la presión en el primer recipiente, ya sea agregando más gas o calentando el recipiente. Esta propiedad de la presión de gas es la base de muchos motores y máquinas utilizados en fábricas y transporte.
Uso de la presión de gas para hacer trabajo
Un ejemplo de una aplicación que usa presión de gas para el transporte es el motor de un coche. Se agrega gasolina o diesel al aire y se comprime en el motor. El combustible se quema, calienta el gas y produce presión para presionar los pistones del motor. En este caso, el calor del combustible en llamas crea la presión de gas para operar el motor del automóvil.
Para las herramientas de aire comprimido, el aire adicional en lugar de calor alimenta las máquinas. Un compresor agrega aire a un tanque de aire que entrega aire a presión a las diversas herramientas. Las herramientas utilizan la presión de aire para atornillar los pernos, perforar agujeros o clavar partes. El aire fluye desde el tanque de alta presión a través de las herramientas hasta la baja presión de la atmósfera. A medida que el aire fluye, alimenta las herramientas.
Otros ejemplos de presión de gas en acción se pueden encontrar en latas de refrescos, neumáticos de automóviles y bicicletas, latas de aerosol y extintores de incendios. Las moléculas que causan presión de gas contribuyen cada una con una fuerza diminuta que puede sumar para hacer un trabajo útil a escala de objetos físicos.