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Voy a resolver el problema que os planteé ayer en una publicación de la comunidad de Youtube. Un buzo tiene una botella de submarinismo de 10 litros de volumen (capacidad), es decir, si la llenásemos de agua cabrían 10 litros. Con un compresor la llena hasta que alcanza una presión de 180 atmósferas. ¿Cuánta masa de aire ha metido dentro? Por tanto tenemos un recipiente con una capacidad de 10 litros. Para simplificar vamos a considerar el aire como un gas ideal, aunque en la práctica no lo sea. Los gases ideales se considera que están formados por moléculas de masa puntual, que no ocupan un volumen y que no actúan fuerzas entre ellas. Antes de empezar os voy a explicar el concepto de presión manométrica. Si habéis inflado alguna vez la ruedas de un automóvil habréis observado que hay un indicador de la presión. Este indicador se llama manómetro. Entonces si el manómetro mide la presión, ¿en qué se diferencia de un barómetro, que también mide la presión?. El barómetro mide la presión atmosférica, que es una presión absoluta. En cambio el manómetro no tiene en cuenta la presión atmosférica y simplemente mide la presión adicional a la atmosférica. Así, por ejemplo si estamos a una presión atmosférica de 1 bar y la rueda está totalmente desinflada nos indicará cero bares. Sería algo análogo a comparar la altura con la altitud sobre el nivel del mar. La botella al principio está a presión atmosférica presión atm=1 y por tanto la presión manométrica será de cero. Si metiésemos 10 litros de aire la presión absoluta será el doble, es decir, 2 atm y la manométrica será de una atmósfera. Pman=Pabsoluta – 1 atm Si en una habitación hay 10 personas y te dicen que se encuentran apretadas y metiésemos otras 10, se encontrarían el doble de apretadas. Esto es lo que se conoce como la Ley de Boyle: A temperatura y masa constante la presión por el volumen = constante; Por tanto, la presión por el volumen dentro de la botella es igual a la presión por el volumen fuera. Dentro tenemos: presión 181 atm (absolutas) por vol de 10 litros Fuera tenemos: presión 1 atm y volumen desconocido Despejando el volumen obtenemos 181 x 10 = 1810 litros de aire, pero tenemos que restarle 10 litros que estaban en la botella al principio, con lo que hemos introducido 1800 litros de aire. Como la densidad del aire hemos dicho que es de 1,225 kg/m3 a 15 ºC y suponemos que el buzo está a esa temperatura, pasamos esos 1800 litros de aire a metros cúbicos, que son 1,8 m3 de aire por 1,225 kg cada m3, tenemos en la botella 2,205 kg de aire (2205 gramos). Si nos pidiesen la cantidad de aire que hay en la botella, tendríamos que considerar 1810 litros de aire y por tanto 1,81 x 1,225 = 2217 g Otra cuestión que habría que tener en cuenta también es lo que se conoce como compresión adiabática. Al comprimir un gas éste se calienta y por tanto la presión que indicase el manómetro sería mayor que la presión una vez que el gas se ha enfriado. Por tanto habría que llenar la botella muy lentamente o bien esperar a que se enfríe e ir ajustando la presión. Más adelante os enseñaré lo que se conoce como fire piston o pistón de fuego, que se trata de un émbolo que ajusta bien dentro de un cilindro. Si se aprieta muy rápidamente produce un gran incremento de la temperatura del aire con lo que es capaz de encender un trozo de yesca o tejido de algodón, por ejemplo. https://es.wikipedia.org/wiki/Presión_manométrica https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Boyle-Mariotte Patreon ► https://www.patreon.com/cienciabit Suscribirse ► https://www.youtube.com/subscription_center?add_user=cienciabit ¿Quieres contribuir subtítulos? ► http://www.youtube.com/timedtext_cs_panel?tab=2&c=UCM7Dwmo0031iRaGdDunPaQw Cienciabit ► http://www.cienciabit.com Twitter ► https://twitter.com/cienciabit Agradecimientos Patreon: Víctor Torre Marc Juan JP Reyes Ruder Laplace Carlos Ibarra