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¿Qué es un gas? (2)

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Como íbamos diciendo, un gas está formado por una gran cantidad de partículas (en el caso del aire, sobre todo moléculas de nitrógeno y oxígeno, con algo de argón, dióxido de carbono y trazas de otras substancias) que se mueven muy rápido.

Hay una cantidad enorme de dichas partículas. En realidad, es muy difícil hacerse la idea de la enorme cantidad de partículas que componen incluso una cantidad de gas que a nosotros nos parece ínfima.

Por ejemplo, si tomamos un milímetro cúbico de aire en condiciones normales (es decir, una región cúbica de un milímetro de arista), encontraremos alrededor de 25 mil billones de partículas (y aquí estoy usando la definición europea de billón, un millón de millones… es decir, tendremos aproximadamente 2,46·1016 partículas por milímetro cúbico).

Por otro lado, aunque haya tantísimas partículas, como ya dijimos son tan pequeñas que, dentro de nuestro cubo milimétrico de aire, realmente sólo ocupan una parte ente treinta mil. Por lo tanto, en su escala, a ellas les parece que las otras partículas están muy lejos. Esto tiene dos consecuencias físicas importantes.

En primer lugar, cuando vemos algo desde muy lejos, nos parece más pequeño de lo que es en realidad. Si una partícula que, de por sí, es muy pequeña la vemos desde una distancia, al final nos parecerá que no tiene tamaño, que es un simple punto de volumen cero. Por este motivo, a los físicos nos gusta hacer la aproximación de considerar que las partículas que forman un gas son puntuales, sin extensión alguna.

En segundo lugar, por explicarlo de una forma un poco pedestre, como las partículas viven tan lejos las unas de las otras (en su escala), les da mucha pereza ir a visitarse. Dicho de otra forma, la distancia media entre diferentes partículas de un gas es mucho más grande que su tamaño, de forma que las interacciones entre ellas son muy pequeñas. Igual que antes, para conseguir un modelo lo más simple posible – siempre que no sea demasiado simplista -, los físicos hacemos la aproximación de que no hay ningún tipo de interacción interparticular (excepto, quizá, colisiones perfectamente elásticas).

Cuando se cumplen estas aproximaciones, decimos que tenemos un gas ideal. Muy probablemente habréis escuchado ese término en muchas ocasiones, sobre todo aquellos que os hayáis visto en la vicisitud de estudiar termodinámica de gases. En resumidas cuentas, un gas ideal está formado por partículas puntuales, de tamaño cero, que no interaccionan entre si.

En Genciencia | ¿Qué es un gas? 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9

Foto | Rennett Stowe

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