5.2. El estado gaseoso

Los gases intervienen en muchos aspectos de nuestra vida cotidiana, ya sea de manera positiva ayudándonos en nuestras labores, o de manera negativa perjudicando nuestro medio ambiente, así por ejemplo:

• el aire que respiramos, que nos proporciona el oxígeno que requerimos para respirar y mantenernos vivos,
• el GNV o gas natural vehicular, proveniente del gas de Camisea, que permite que los veículos se movilicen con una menor inversión en combustible,
• el gas propano que usamos en casa para preparar los alimentos o calentar el agua de la terma,
• el aire presente en las llantas de algunos vehículos,
• la mezcla gaseosa que se usan en las soldaduras, formada por acetileno combinado con oxígeno,
• el aire enriquecido que se emplea en submarinismo, son mezclas que además de oxígeno contienen helio, nitrógeno,
• los gases que se emanan junto con la lava en las erupciones volcánicas,
• los gases que se desprenden de los tubos de escape de los vehículos o de las chimeneas de las fábricas, y que contaminan nuestro ambiente.

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Las características que define a los gases son:

• pueden ser confinados en un recipiente, ocupando todo el volumen del que disponen y adquiriendo la forma del recipiente que los contiene,
• son altamente compresibles,
• se combinan fácilmente cuando varios gases se confinan en un mismo recipiente,
• sus densidades son mucho menores que las de los sólidos y los liquidos;

esto es debido a que la distancia entre las moléculas es mucho más grande que en el estado líquido o en el estado sólido y, porque las moléculas se encuentran en constante movimiento.

Son cuatro los parámetros que definen el comportamiento de las sustancias en el estado gaseoso: la presión, P, elvolumen, V, la temperatura, T y la cantidad de sustancia en estudio, n. Todos estos parámetros están relacionados entre sí en base a las teorías de los gases ideales.

Se consideran gases a aquellas sustancias que a condiciones normales, existen naturalmente en el estado gaseoso, mientra que cuando una sustancia, líquido o sólido, se evapora, se dice que se encuentra en fase gas. En la siguiente tabla se muestran algunos gases y sus propiedades.

Observación La atmósfera terrestre consiste de una mezcla de gases que rodea la Tierra, se mantiene sobre ella gracias a la acción de la gravedad y como es materia, ejerce presión sobre la superficie terrestre. Este hecho fue demostrado por Evangelista Torricelli (1606 – 1647); para ver una breve explicación del experimento puedes pulsar aquí. En el siguiente video puedes evidenciar el efecto de la presión atmosférica:

¿Sabes … cómo se mide la presión atmosférica? qué es el barómetro? para qué sirve el manómetro?

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La presión de un gas se define como la fuerza que ejercen las moléculas gaseosas sobre las paredes del recipiente que las contiene. Esta fuerza se produce por el movimiento permanente de las moléculas gaseosas en el interior del recipiente, que colisionan entre si y con las paredes.

Para medir la presión de un gas que se encuentra dentro de un recipiente se usan generalmente manómetros de mercurio, Hg, como se muestran en la figura y que operan de la siguiente manera:

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Si la presión del gas es menor que la atmosférica, se emplea un manómetro de tubo cerrado. En este caso la presión es simplemente la diferencia entre los dos niveles, en mm de Hg (h₁)

Si la presión del gas es algo mayor o menor que la atmosférica, se emplea un manómetro de tubo abierto. En este caso la diferencia de en los niveles de Hg indican la diferencia de presión respecto a la presión atmosférica de referencia.

Recuerda La unidad que usamos comúnmente para la presión, son las atmósferas, atm, aquí algunas de sus equivalencias: 1 atm = 760 mmHg = 760 Torr 1 atm = 101 325 Pa 1 atm = 1,01325 bar 1 atm = 14,69594877551 PSI (pounds per square inch o libra por pulgada cuadrada)