El aire no se ve, pero es una mezcla de varios gases, entre ellos el nitrógeno, el oxígeno y el dióxido de carbono.
El nitrógeno es el más abundante, con cerca del 78 %, y el oxígeno, que necesitamos para respirar, ocupa alrededor del 21 %.
Un gas está formado por partículas diminutas: si lo calientas, se mueven más deprisa y el gas se expande; si lo comprimes en menos espacio, empuja las paredes con más fuerza.
En esta página cambias la temperatura y el volumen, y además ves cómo una varilla de incienso encendida y el agua de cal distinguen los tres gases.
Al calentar, las partículas se aceleran
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Al subir la temperatura, las partículas van más rápido y empujan la tapa hacia arriba
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💨 Más calor, partículas más rápidas y más volumen
①Las partículas de un gas no se ven, pero nunca dejan de moverse en todas direcciones y de chocar contra las paredes
②Al subir la temperatura se mueven más deprisa y golpean las paredes con más fuerza y más a menudo. Por eso la tapa del dibujo sube y el gas ocupa más espacio
③Una pelota de ping-pong abollada recupera su forma en agua caliente, y un globo puesto en la boca de un matraz se infla al calentarlo, por la misma razón
④Los números del control deslizante son una escala relativa, no °C
Tres gases del aire
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Cómo distinguir oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno con incienso, y cuánto hay de cada uno en el aire
🌬️ Distinguir gases con incienso y agua de cal
①El aire es una mezcla: cerca del 78 % de nitrógeno, del 21 % de oxígeno y un 1 % de otros gases como el argón y el dióxido de carbono
②El oxígeno ayuda a que las cosas ardan, así que una varilla de incienso encendida se aviva dentro de él
③El dióxido de carbono apaga el fuego, de modo que el incienso se apaga; además, enturbia el agua de cal
④El nitrógeno casi no reacciona con nada, y por eso se llenan con él las bolsas de patatas fritas: así tardan más en ablandarse o estropearse
Comprimir: menos volumen, más presión
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Volumen y presión al empujar el émbolo de una jeringa con la punta tapada
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💡 Volumen y presión
①Si tapas la punta de una jeringa y empujas el émbolo, el aire de dentro ocupa menos espacio
②Hay el mismo número de partículas, pero en menos espacio chocan más a menudo contra las paredes; la presión sube y el aire empuja el émbolo de vuelta con más fuerza
③Si reduces el volumen a la mitad, la presión se hace más o menos el doble
④Una jeringa llena de agua apenas se comprime por mucho que empujes. Solo un gas se deja comprimir así
El dióxido de carbono es una parte mínima de ese 1 % (aprox. 0,04 %)
Temperatura, presión y volumen de un gas
temperatura ↑ → volumen ↑ / presión ↑ → volumen ↓
El volumen de un gas cambia con la temperatura y la presión mucho más que el de un líquido o un sólido
🎯 Ideas clave
①El aire es sobre todo nitrógeno (aprox. 78 %) y oxígeno (aprox. 21 %)
②El oxígeno aviva el incienso; el dióxido de carbono lo apaga y enturbia el agua de cal
③El nitrógeno casi no reacciona, por eso se usa para envasar alimentos
④Al subir la temperatura, las partículas se aceleran y el gas se expande
⑤Si comprimes un gas en menos volumen, su presión aumenta
Ejemplos y prueba de la unidad
Ejemplo 1
Tres frascos contienen oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno, uno en cada uno. ¿Cómo los distingues con una varilla de incienso encendida y agua de cal?
1
El frasco en el que el incienso se aviva y arde con más fuerza es el de oxígeno.
2
En los otros dos el incienso se apaga. Echa agua de cal en ambos y agita: el que se enturbia tiene dióxido de carbono y el que sigue transparente, nitrógeno.
▸ Si el incienso se aviva, oxígeno; si se apaga y el agua de cal se enturbia, dióxido de carbono; si se apaga y el agua de cal sigue transparente, nitrógeno
Con el incienso solo no se distinguen el dióxido de carbono y el nitrógeno. Hace falta también el agua de cal para separar los tres.
Ejemplo 2
Tapas con el dedo la punta de una jeringa y empujas el émbolo, de modo que el aire de dentro ocupa menos espacio. ¿Qué le pasa a la presión y por qué?
1
El número de partículas no cambia, pero el aire queda apretado en menos espacio.
2
En ese espacio más pequeño las partículas chocan más a menudo contra las paredes, así que la presión sube. Cuanto más fuerte empujas, más fuerte te devuelve el émbolo el empujón.
▸ La presión aumenta, porque el mismo número de partículas choca más a menudo contra las paredes en menos espacio.
Al reducir el volumen a la mitad, la presión se hace más o menos el doble. En el dibujo de arriba, con el volumen en 50 la presión aparece como 2,0 veces la inicial, que es la misma idea.
Tipo prueba de la unidad
¿Cuál de estas afirmaciones sobre los gases es correcta?
①El oxígeno es el gas más abundante del aire.
②Si comprimes un gas en menos volumen, su presión aumenta.
③El dióxido de carbono deja el agua de cal más transparente.
④Al subir la temperatura, las partículas de un gas se mueven más despacio.
⑤Una varilla de incienso encendida se aviva dentro de un frasco con nitrógeno.
▸ ② Si comprimes un gas en menos volumen, su presión aumenta.
1
Al reducirse el volumen, el mismo número de partículas choca más a menudo contra las paredes en menos espacio, y la presión sube.
2
El gas más abundante del aire es el nitrógeno (①) y el dióxido de carbono enturbia el agua de cal (③). Al subir la temperatura las partículas van más rápido (④), y lo que aviva el incienso es el oxígeno, no el nitrógeno (⑤).