Buceo

Cuando el hombre desciende por un mar, lago, río o cualquier ambiente acuático, con el fin de desarrollar alguna actividad deportiva, comercial, de investigación científica o militar, debe considerar la ley de los gases.  El aumento de la presión bajo el agua afecta la respiración, así como mezcla gaseosa de oxígeno y nitrógeno que aspira de su equipo de buceo.

Esta imagen nos muestra el comportamiento de los pulmones
conforme va bajando 

El volumen de aire en los pulmones

Los buzos deben poseer una adecuada preparación para soportar la presión.

Si un buzo sube rápidamente a la superficie después de haber estado a una profundidad de seis metros, donde la presión es de 1,6 atm (0,6 atm de la presión del mar, más 1 atm de la presión del aire), el volumen del aire atrapado en sus pulmones aumentará.

Esta súbita expansión del aire puede romper las membranas de los pulmones y los alvéolos, generando un neumotórax.

La ley de Boyle - Mariotte 

Expresa el equilibrio de un gas a temperatura constante. Durante la inmersión, la variación de temperatura del aire es mínima y por lo tanto la ley de Boyle es especialmente práctica para entender la relación entre presión y volumen. Básicamente, esta se ve enunciada en la siguiente igualdad: 

P1V1 = P2V2 

La presión es inversamente proporcional al volumen de un gas: al aumentar la presión sobre una masa de gas, el volumen de este disminuye proporcionalmente. 

Referencia:
Alejandro Gonzales. Los gases. 15 de enero del 2016. Enciclopedia libre Sitio web: http://mundogases.blogspot.mx/2012/10/las-leyes-de-los-gases-y-el-buceo_31.html

Ley de Boyle

Robert Boyle (1627-1823)

Para una cantidad determinada de gas, se encuentra experimentalmente que, a una buena aproximación, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión absoluta que se le aplica cuando la temperatura se mantiene constante. 

(T. constante)

Donde P es la presión absoluta. Por ejemplo; si la presión en un gas se duplica, el volumen se reduce a la mitad de su volumen original. Esta relación se conoce como ley de Boyle, en honor a Robert Boyle (1627-1823). Él estableció por primera vez sobre la base de sus propios experimentos.  

Se muestra la gráfica de P contra V
a una temperatura constante

La ley de Boyle también se escribe como:

PV= constante

Esto es, a temperatura constante, si se permite que la presión o el volumen del gas varié, la otra variable también cambia, de modo que el producto de PV permanece constante

Ejemplo:

• Consideremos el siguiente proceso que se lleva a cabo a temperatura constante (isotérmico):
• Un cilindro contiene un gas que ocupa un volumen V₁, se encuentra a una presión P₁ y una temperatura T₁.
• Al agregar dos pesas, la presión sobre el gas aumentará a P₂ y éste se comprimirá hasta un volumen V₂, a una T₂.
• Como el proceso es isotérmico, T₁ = T₂
• Este proceso se puede representar en un diagrama P - V, mediante una curva que se denomina isoterma.

Esto ocurre porque al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor, ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.

Cuando disminuye el volumen, la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo por lo que aumenta la presión.

Es ejemplo de la ley de Robert Boyle 

Referencias:

• Enciclopedia libre . Ley de boyle. 13 de enero del 2016. Sitio web: http://servicios.encb.ipn.mx/polilibros/fisicoquimica/gases/Ley%20Boyle.htm

Bibliografía:

• Douglas C. Giancoli. (2007). Física 1: principios con aplicaciones (6ª ed.). México: Pearson

Experimento de la Ley de Gay-Lussac

"Establece que la presión de un volumen fijo de gas, es directamente proporcional a su temperatura. "

Gas Ideal
"La ecuación del gas ideal describe como se comportan los gases.- Un gas se expande al calentarlo a presión constante
-  La presión del gas crece al comprimirlo a temperatura "


• No tiene volumen ni presión definidos.
• Volumen: Depende del recipiente.
• Presión: Dada por la ecuación de estado {P,V,T}
• No tiene volumen ni presión definidos.
• Volumen: Depende del recipiente.
• Presión: Dada por la ecuación de estado {P,V,T}
• Sus moléculas se mueven aleatoriamente sin ejercer fuerzas entre ellas.
• Muy baja densidad (las moléculas ocupan una parte despreciable del volumen)
• Muy baja presión
• La mayoría de gases a presión atmosférica y temperatura ambiente se tratan como un gas ideal

Demostración de la ley de Gay-Lussac:

Puedes disfrutarlo también en google drive:

https://drive.google.com/open?id=0B09jyw0kXHzaa29JUTRYcjJFSFk


Bibliografía:

Masot,F.. (2007/08). Gas Ideal. enero 17.2016, de Universidad de Sevilla Sitio web: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:pgafyNea34QJ:www.esi2.us.es/DFA/FFII/Apuntes/Curso%25200708/termo3.pdf+&cd=2&hl=es-419&ct=clnk&gl=mx