martes, 5 de febrero de 2019

CON-CIENCIA - La ley general de los gases - Por Sergio Jimarez



La película “Hombres de honor” relata la historia basada en hechos reales de Carl Brashear, aspirante a buzo, el cual debe superar diferentes barreras en el camino a realizar su sueño, barreras puestas principalmente por el instructor del programa, Billy Sunday quien con su mano dura y crueldad. hace lo posible porque el protagonista de esta historia desista.


Si bien esta película nos da una enseñanza sobre la perseverancia y voluntad, nos regala un poco de conocimiento acerca de la física de los gases. Para un buzo es de suma importancia conocer las leyes que intervienen con la presión en las profundidades del agua, la temperatura y el comportamiento del aire en sus pulmones ya que de esto podría depender su vida. 

Las nociones básicas que todos tenemos y que hemos aprendido de manera empírica es que conforme más nos sumerjamos en el agua mayor es la presión que debemos soportar y que por nada del mundo debemos respirar debajo del agua. Pero, ¿Qué explicación da la física acerca de nuestro cuerpo en una situación de buceo? En esta película tenemos la lección en una escena un poco cruel donde Billy Sunday manguera en mano y con mucha fuerza moja a Carl Brashear en la fría madrugada al grito de: ¡Describa la ley de Boyle! El aspirante a buzo no sabe la respuesta y sin parar de molestarlo con el chorro de agua, Sunday dice: “A temperatura constante, el volumen de un gas ideal contenido, varía inversamente a la presión”. Más tarde, en la película, Brashear estudia y conoce más a fondo esta ley y la ejemplifica de esta manera: “La ley describe el comportamiento de gases a diferentes presiones. Un buzo mantiene su aire a 30 metros de profundidad y continua manteniéndola, cuando sube a 3 metros el aire de sus pulmones se expande 4 veces mientras sube y si no suelta el aire sus pulmones explotarían.” 

Además de la ley de Boyle (Boyle-Mariotte), existe la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac. Estas tres leyes se engloban en una llamada: Ley general de los gases y matemáticamente se formula de la siguiente manera:


Donde P es presión, V es volumen, T es temperatura y K es una constante. Las tres leyes están dadas como casos particulares, por ejemplo, la ley de Boyle nos indica “temperatura constante” por lo que T de la fórmula pasa con la K en una nueva constante por lo que la expresión matemática queda: 



Para que el valor de la nueva constante C no cambie, significa que al aumentar el valor de la presión el volumen debe disminuir, tal y como se expresa en la película. 
En el caso de la Ley de Charles, nos dice que al mantener la presión constante, el volumen del gas varía proporcionalmente a la temperatura. Es decir:



A diferencia de la ley anterior, esta nos indica que al aumentar la temperatura, el volumen aumentará también. Un ejemplo de esto es lo que ocurre al calibrar las llantas de un auto en un día muy caluroso, cuando baja la temperatura las llantas parecerán que se desinflaron un poco. 

Por último, la ley de Gay-Lussac, esta ley enuncia que la presión de un volumen fijo de gas es directamente proporcional a su temperatura. Dicho de otra forma: 


Esta ley se puede ejemplificar muy bien con lo que ocurre al utilizar una olla de presión, al calentar agua en este tipo de ollas, conforme aumenta la temperatura, la presión aumentará ya que el volumen de la olla no cambia, es decir, no se hace más grande o más chica. 

Sin duda, se puede disfrutar de una buena película y partir de ahí para adentrarnos un poco en el mundo de la ciencia.

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