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Cuando abrimos una botella de aire comprimido, de forma que dejamos escapar el aire a una velocidad significativa, podemos observar cómo la botella se enfría y cómo este enfriamiento es mayor cuanto más abrimos el grifo dejando escapar mayor cantidad de aire.
Este mismo fenómeno lo podemos observar de forma más cotidiana cuando accionamos un aerosol de cualquier tipo, como un bote de espuma de afeitar o un bote de insecticida, siendo la explicación en todos los casos la misma.
La explicación viene dada por la teoría de la cinética molecular explicada en el apartado 2.2 del tema 2 del manual FTpB. Según esta teoría, la presión en el interior de la botella es la manifestación de los choques de las particulas en movimiento, por lo que al dejar escapar el aire de la botella hay menos choques y la presión desciende.El comportamiento de un recipiente que contiene un gas a presión puede predecirse gracias a la ley de los gases ideales, con las objeciones expuestas en la introducción del aparatado 2.3 del manual FTpB.
Pongamos como ejemplo una botella de un ERA con una capacidad de 6 L, cargada a 300 bar de presión, que se encuentra a una temperatura de 20 ºC (la temperatura ambiental). Lo primero que debemos tener en cuenta es que para realizar los cálculos la temperatura debe expresarse en una escala absoluta, es decir, en kelvin, por lo que T1 sería 393 K y no 20 ºC por una cuestión que se explicará más adelante.
De esta forma, según la ley de los gases ideales:
art003 form1
Si abrimos el grifo de forma que dejamos escapar todo el aire súbitamente, podemos aplicar:
art003 form2
Teniendo en cuenta que debemos emplear presiones absolutas. Lo normal, sobre todo en el caso de problemas de consumos de aire, es trabajar con presiones manométricas. Pero en este caso, cuando abrimos completamente el grifo y dejamos escapar todo el aire, la botella no queda vacía sino llena por 6 L de aire a la presión atmosférica, es decir, la presión final no es nula.el resultado final no es 0 bar, ya que supondría que en el interior de la botella se ha hecho el vacio, y sin embargo sabemos que el interior de la botella quedará ocupado por 6 L de aire del volumen del recipiente que permanecerán a la presión atmosférica.
Explicación:
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