Dilatacion de un gas

En física, la dilatación de un cuerpo es el aumento del volumen de ese cuerpo producido por la elevación de la temperatura.

Así, si aumentamos la temperatura de un bloque de metal ( de cobre) que ocupa un volumen preciso,provocamos al mismo tiempo un aumento de su volumen. Al contrario, una bajada de la temperatura ocasiona una disminución del volumen.

Si en vez de un sólido hubiésemos cogido un líquido, habríamos constatado lo mismo. La dilatación de un líquido es puesta en evidencia por su uso en los termómetros

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Los gases también se dilatan cuando su temperatura aumenta.Esta dilatación puede provocar:

• bien un aumento de presión si el volumen sigue siendo constante
• o bien un aumento de volumen, s1 la presión sigue siendo constante.

Aumento de la presión a volumen constante:

Para estudiar el comportamiento de un gas bajo el efecto del calor, es indispensable considerar la masa y el volumen ocupado.

La figura seguinte muestra que un kg de aire, encerrado en un depósito de 1 m3 y desarrollando una presión pl, toma una presión superior (p2) para una temperatura p1 superior.

El aumento de la presión se debe a la dilatación del gas; la energía recibida por el gas hace mover más sus moléculas que tienden a ocupar un espacio más importante; el gas empuja la pared del depósito pero, como éste no cede, se traduce por una mayor presión.

En fisica se demuestra que, para un gas cuya temperatura se aleja de su punto de condensación, la relación entre la presión y la temperatura es constante si su volumen no varía.

P1/T1 = P2/T2 = Constante

Esta noción es muy útil para verificar la hermeticidad de los circuitos Temperatura absoluta frigoríficos. De hecho, cuando se realiza una instalación nueva, antes de efectuar la carga en fluido refrigerante, es capital asegurarse que el circuito es perfectamente hermético. Si no, seríamos considerados como chapuceros, contaminadores, no profesionales.

Para realizar esta verificación, cargamos el circuito frigorífico con nitrógeno hasta obtener una presión de unos 10 bares.

Anotamos la presión y la temperatura en un lugar del circuito, con precisión. Esperamos 10 a 14 horas y volvemos a tomar nota.

Efectuamos la razón Presion/Temperatua y las comparamos; si son idénticas, el circuito es hermético.

Aumento de volumen a presión constante:

El dispositivo de la imagen seguinte permite mantener la presión en el valor inicial durante el calentamiento de una masa de gas. Esto se obtiene aumentando el volumen del gas.

Asistimos pues a un aumento simultáneo de la temperatura y del volumen, lo cual es análogo en la dilatación de un sólido o de un líquido.

Tal experiencia nos llevaría a constatar una nueva particularidad del comportamiento de los gases: si, durante el calentamiento de un gas, la presión se mantiene constante, la razón entre el volumen y la temperatura es constante .

El análisis matemático de las leyes evocadas sobre el comportamiento de los gases permite enunciar la ley general de los gases:

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