La presión atmosférica es el peso de una columna de aire en un punto dado de la superficie del planeta. Este peso ejerce una presión sobre este punto de la superficie, ya sea terrestre o marina. Si el peso de la columna disminuye, también lo hace la presión, y viceversa. Si aumenta el número de moléculas del aire en una superficie, habrá más moléculas para ejercer fuerza sobre esa superficie, con el consecuente aumento de la presión. Lo mismo pasa al contrario, menos moléculas equivale a menos presión. Sobre el mapa. La diferencia de presión entre dos puntos se llamagradiente llamagradiente de presión En los mapas del tiempo, se unen puntos de igual presión para trazar los anticiclones y las depresiones. En la nomenclatura anglosajona, en los mapas d el tiempo, un anticiclón se representa con la letra H, de heavy (pesado), y una depresión con la letra L, de light (ligero). Así pues, en un anticiclón el aire pesará más que en una depresión, por eso se denominan altas presiones a los anticiclones y bajas presiones a las depresiones. ¿Cómo se mide? Para medir la presión atmosférica, se usa el barómetro barómetro.. En meteorología se usa como unidad de medida de la presión atmosférica el hectoPascal (hPa).La (hPa).La presión normal sobre a nivel del mar son 1013,2 hPa. Datos curiosos: -La presión atmosférica más alta registrada en la tierra fue de 1083,8 hPa, el 31 de diciembre de 1968, en Agata, al noroeste de Siberia (263 m) -La más baja se registró en el tifón Tip, en el Pacífico nordoccidental, nordoccidental, el 12 de octubre de 1979. El valor registrado fue de 870 hPa.
La presión atmosférica es la presión ejercida por el aire atmosférico en cualquier punto de laatmósfera laatmósfera.. Normalmente se refiere a la presión atmosférica terrestre terrestre,, pero el término es generalizable a la atmósfera de cualquier planeta o satélite satélite.. La presión atmosférica en un punto representa el peso de una columna de aire de área de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la ladensidad del aire disminuye cuando nos elevamos, no podemos calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la densidad del aire ρ en función de la altitud z o presión p.. Por ello, no resulta fácil hacer un cálculo z o de la presión p
exacto de la presión atmosférica sobre la superficie terrestre; por el contrario, es muy fácil medirla. La presión atmosférica en un lugar determinado experimenta variaciones asociadas con los cambiosmeteorológicos. Por otra parte, en un lugar determinado, la presión atmosférica disminuye con laaltitud, a causa de que el peso total de la atmósfera por encima de un punto disminuye cuando nos elevamos. La presión atmosférica decrece a razón de 1 mmHg o Torr por cada 10 m de elevación en los niveles próximos al del mar. En la práctica se utilizan unos instrumentos, llamados altímetros, que son simples barómetros aneroidescalibrados en alturas; estos instrumentos no son muy precisos. La presión atmósférica estándar, 1 atmósfera, fue definida como la presión atmosférica media al nivel del mar que se adoptó como exactamente 101 325 Pa o 760 Torr . Sin embargo, a partir de 1982, la IUPAC recomendó que para propósitos de especificar las propiedades físicas de las sustancias "el estándar de presión" debía definirse como exactamente 100 kPa o (≈750,062 Torr). Aparte de ser un número redondo, este cambio tiene una ventaja práctica porque 100 kPa equivalen a una altitud aproximada de 112 metros, que está cercana al promedio de 194 m de la población mundial .1
El experimento Torricelli con un tubo y mercurio.
En la antigüedad estaban lejos de sospechar el peso del aire. Lo consideraban como un cuerpo que por su naturalezatendía a elevarse; explicándose la ascensión de los líquidos en las bombas por el fuga vacui , "horror al vacío", que tiene la naturaleza.
Cuando los jardineros de Florencia quisieron elevar el agua con una bomba de hélice, apreciaron que no podían superar la altura de 10,33 m (cerca de 34 pies). Consultado Galileo, determinó éste que el horror de la naturaleza al vacío se limitaba con una fuerza equivalente al peso de 10,33 m de agua (lo que viene a ser 1 atm de presión), y denominó a dicha altura altezza limitatíssima. En 1643, Torricelli tomó un tubo de vidrio de un metro de longitud y lo llenó de "plata viva" (mercurio). Manteniendo el tubo cerrado con un tapón (material de corcho), lo invirtió e introdujo en una vasija con mercurio. Al retirar el dedo comprobó que el metal descendía hasta formar una columna cuya altura era 13,6 veces menor que la que se obtenía al realizar el experimento con agua. Como sabía que el mercurio era 13,6 veces más pesado que el agua, dedujo que ambas columnas de líquido estaban soportadas por igual contrapeso, sospechando que sólo el aire era capaz de realizar dicha fuerza. Luego de la temprana muerte de Torricelli, llegaron sus experimentos a oídos de Pascal, a través del Padre Mersenneque los dio a conocer por medio de un tratado, actualmente depositado en París. [cita requerida] Aunque aceptando inicialmente la teoría del horror al vacío, no tardó Pascal en cambiar de idea al observar los resultados de los experimentos que realizó. Empleando un tubo encorvado y usándolo de forma que la atmósfera no tuviera ninguna influencia sobre el líquido, observó que las columnas llegaban al mismo nivel. Sin embargo, cuando permitía la acción de la atmósfera, el nivel variaba. Estos resultados le indujeron a abordar el experimento definitivo, consistente en transportar el barómetro a distintas altitudes y comprobar si era realmente el peso del aire el que determinaba la ascensión del líquido en el tubo. Al escribir a Perier, uno de sus parientes, el 15 de noviembre de 1647 acerca del experimento proyectado, decía: Si sucede que la altura de la plata viva es menor en lo alto de la montaña, que abajo, se deducirá necesariamente que lagravedad y presión del aire es la única causa de esta suspensión de la plata viva, y no el horror al vacío, porque es verdad que hay mucho más aire que pese al pie de la montaña que en su vértice.
El 19 de septiembre de 1648, Pelier cumplió el deseo de su cuñado, y realizó el experimento ascendiendo a la cima del Puy-de-Dôme. Comparando la medida realizada en la cima, situada a una altura de 500 toesas (cerca de 1000 m), con la de base, tomada por el padre Chastin, hallaron una diferencia de tres líneas y media entre ambas. La idea del horror vacui quedó definitivamente abandonada: el aire pesaba. Sin dudar del mérito de la realización del experimento, fue sin embargo Descartes quien, en carta escrita en 1631, 12 años antes del experimento de Torricelli, afirmaba ya que
El aire es pesado, se le puede comparar a un vasto mantón de lana que envuelve la Tierra hasta más allá de las nubes; el peso de esta lana comprime la superficie del mercurio en la cuba, impidiendo que descienda la columna mercurial.
No obstante, el concepto de presión atmosférica no empezó a extenderse hasta la demostración, en 1654, del burgomaestre e inventor Otto von Guericke quien, con su hemisferio de Magdeburgo, cautivó al público y a personajes ilustres de la época.
Ecuación altimétrica La ecuación altimétrica establece una relación entre la altitud de un lugar (altura sobre el nivel del mar) con la presión atmósférica en ese lugar. Para deducir una expresión elemental de la ecuación altimétrica, será suficiente con suponer que el aire se comporta como un gas ideal o perfecto y que su densidad viene dada en función de la presión
donde
y de la temperatura
por
es el peso molecular medio del aire (≈ 28,9 g/mol). Entonces, sustituyendo
la densidad en la expresión
se sigue
En una primera aproximación, podemos considerar constante la temperatura en el intervalo de integración (atmósfera isoterma) y que se desprecia la variación de g en dicho intervalo. En esta condiciones, podemos integrar entre el nivel z =0 (v.g., el nivel del mar) y una altura z sobre dicho nivel, resultando
donde hemos tenido en cuenta que ρ 0/p0 = M/RT. Así, la presión atmosférica disminuye con la altitud según una ley exponencial: (1) Tomando los valores normales: = 1,292 kg/m 3,
= 9,80665 m/s2 y = 760 mmHg = 101 325 Pa, la constante α toma el valor ≈ 8 000 m Naturalmente, la expresión [1] nos permite despejar la altitud z en función de la presión; obtenemos
(2)
(en metros)
que es la ecuación altimétrica. [editar ]Estabilidad
e inestabilidad atmosférica
Cuando el aire está frío, desciende, haciendo aumentar la presión y provocando estabilidad. Se forma, entonces, un anticiclón térmico. Cuando el aire está caliente, asciende, haciendo bajar la presión y provocando inestabilidad. Se forma entonces un ciclón o borrascatérmica. Además, el aire frío y el cálido rehúsan a mezclarse, debido a la diferencia de densidades; y cuando se encuentran en superficie, el aire frío empuja hacia arriba al aire caliente provocando un descenso de la presión e inestabilidad, por causas dinámicas. Se forma entonces un ciclón, o borrasca dinámica. Esta zona de contacto es la que se conoce como frente. Cuando el aire frío y el cálido se encuentran en altura, descienden en convergencia dinámica, haciendo aumentar la presión y provocando estabilidad, y el consiguiente aumento de la temperatura. Se forma, entonces un anticiclón dinámico.
Si sobre una mesa se coloca un objeto pesado, el peso de ese cuerpo ejerce sobre la superficie de la mesa una cierta presión. Del mismo modo, aunque el aire no es un material muy pesado, la enorme cantidad de aire atmosférico que existe sobre un punto de la Tierra hace que su peso total sea lo suficientemente grande como para que la presión que ejerce sobre ese punto tenga una gran magnitud. Ese valor de la presión sobre cualquier punto de la superficie terrestre, que ejerce toda la masa de aire atmosférico, recibe el nombre de presión atmosférica. Presión atmosférica: Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre.
La caricatura ilustra "el peso de la atmósfera"
Algo importante que debemos considerar. Ya vimos, por el ejem plo inicial, que todo cuerpo genera una presión, pero esta presión que ejerce depende de su estado (sólido, líquido o gaseoso). Los sólidos generan presión solo hacia abajo. Los líquidos generan presión hacia todos sus costados y hacia abajo. Y los gases generan presión por todo su derredor; o sea, hacia arriba, hacia todos sus costados y hacia abajo, por la propiedad más importante que los caracteriza: tienden a ocupar todo el espacio que los contiene. La existencia de la presión atmosférica es evidente, por ejemplo, cuando se utiliza una ventosa: al comprimirla contra el vidrio eliminando el aire de su interior al soltarla recobra su forma, pero ahora la presión atmosférica la mantiene apretada contra la superficie del vidrio. El aire atmosférico pesa A nivel del mar un litro de aire pesa 1,293 gramos. En un punto cualquiera la pr esión 2
atmosférica viene dada por el peso de una columna de aire cuya base es 1 cm y la altura la distancia vertical entre el punto y el límite de la superficie libre de la atmósfera. La presión atmosférica normal equivale a la que ejerce a 0º C y a nivel del mar una columna de mercurio de 76 cm de altura. Ese valor se toma como unidad práctica de presión y se denomina atmósfera. (Ver Experimentos sobre la presión del aire)
Unidades de Presión La presión atmosférica se suele expresar en mm de mercurio (milímetros de mercurio) o torricelli, diciéndose que la presión normal, a nivel del mar es de 760 mm de Hg. Este valor se llama también una atmósfera. Sin embargo, los “hombres del tiempo” suelen utilizar otra unidad para medir la presión: el milibar . En cualquiera de las unidades, la presión que se considera normal a nivel del mar tiene un valor de 1 atmósfera o, lo que es lo mismo, 760 mm de Hg ó 1.012,9 milibares. Medición de la presión Para medir la presión de un fluido se utilizan manómetros. El tipo más sencillo demanómetro es el de tubo abierto. Se trata de un tubo en forma de U que contiene un líquido, hallándose uno de sus extremos a la presión que se desea medir, mientras el otro se encuentra en comunicación con la atmósfera. Para la medición de la presión atmosférica se emplea el barómetro, del que existen diversos tipos. El barómetro de mercurio, inventado por Torricelli, es simplemente un tubo en forma de U con una rama cerrada en la que se ha hecho el vacío, de manera que la presión en la parte más elevada de esta rama es nula. Presión atmosférica y altura Como la presión atmosférica se debe al peso del aire sobre un cierto punto de la superficie terrestre, es lógico suponer que cuanto más alto esté el punto, tanto menor será la presión, ya que también es menor la cantidad de aire que hay en su cima. Por ejemplo, en una montaña la cantidad de aire que hay en la parte más alta es menor que la que hay sobre una playa, debido a la diferencia de nivel. Tomando como referencia el nivel del mar,
(Ampliar imagen)
donde la presión atmosférica tiene un valor de 760 mm, se comprueba que, al medir la presión en la cumbre que se encuentra a unos 1.500 metros sobre el nivel del mar, la presión atmosférica vale aproximadamente 635 mm; es decir, la presión disminuye con la altura. De acuerdo a lo anterior, cuanto mayor sea la altura de la superficie terrestre respecto al nivel del mar, menor es la presión del aire, puesto que la columna de vidrio del barómetro que queda por encima también es menor. Dicho de otro modo: La presión atmosférica disminuye con la altura La disminución que experimenta la presión con la altura no es directamente proporcional puesto que el aire es un fluido que puede comprimirse mucho, por lo que las masas de aire
más próximas al suelo están comprimidas por el propio peso del aire de las capas superiores y son, por tanto, más densas. Así, cerca del nivel del mar un pequeño ascenso en altura supone una gran disminución de la presión, mientras que a gran altura hay que ascender mucho más para que la presión disminuya en la misma medida. Efectos de la altura en el organismo Los efectos de la altura sobre el organismo humano son percibidos claramente por los montañistas, quienes está propensos a sufrirlos a medida que ascienden las cumbres. Algunos de esos síntomas se presentan como cefalea, síntomas gastrointestinales, debilidad o fatiga, inestabilidad o vértigos, transtornos del sueño, entre otros. Según se ha visto, la medida más eficaz ante la aparición de síntomas del mal de montaña es el descenso a altitudes más bajas, aunque solamente sean unos cientos de metros.
Proceso Termodinámico [editar ]Introducción En Física los fenómenos (físicos) se estudian con el fin de obtener datos que permitan modelarlo, con el objetivo de poder predecir fenómenos similares o que tengan relación con otros. Dependiendo del fenómeno y el fin con el que se quiere estudiar, el observador recolecta ciertos datos de sus propiedades, si dichos datos cambian con el trancurso del experimento, se dice que se tiene un valor variable, si no, se dice que se tiene un valor constante, es importante señalar que en un experimento un valor que se desea medir es variable, en otro experimento, este valor puede ser constante. En muchos casos se aislan los fenómenos de agentes que puedan cambiar su desenlace, es decir, se quitan variables que influyan en el proceso del experimento, debido a que entre menos variables se tengan que medir, su modelización es más fácil y matemáticamente es más sencillo trabajar con relaciones que impliquen menos variables. En la mayoría de las aplicaciones se trabaja con modelos ideales, es decir modelos en los que no se toman en cuenta todas las variables que puedan existir y se desprecian aquellas que no son importantes para el estudio que se está realizando, o que influyen poco en el resultado del experimento. Los objetos que forman el fenómeno se llama sistema, aquellas partes que no pertenezcan al sistema se le llaman alrededores del sistema o medio ambiente. Cuando el sistema evoluciona se dice que experimenta un proceso, es decir se encuentra de un estado inicial, luego pasa por una serie de cambios hasta llegar a un estado final, un estado el cual no evoluciona, en la mayoría de los casos, la evolución se toma con respecto del tiempo, es decir conforme el tiempo pasa el sistema cambia de un estado a otro, aunque existen sistemas en los cuales el tiempo no influye, como puede ser un fenómeno en el que cambie dependiendo su posición (lugar donde se encuentra el sistema).
[editar ]Termodinámica En termodinámica en la mayoría de los procesos solo se toman en cuenta cuatro propiedades:
Temperatura
Volumen
Presión
Masa
Estas variables son importante para el estudio de fenómenos termodinámicos en los cuales están relacionadas entre si por los modelos termodinámicos, por lo general si una variable cambia las demás también lo hacen, pero dependiendo del experimento es posible convertir algunas de esas variables en constantes y así trabajar con menos variables. Dependiendo del caso, un proceso puede tener un nombre particular para describir que propiedades son variables y cuales no:
Proceso Isobárico: Proceso en el que la presión permanece constante.
Proceso Isotérmico: Proceso en el que la temperatura permanece constante.
Proceso Isométrico ó Isocórico: Proceso en el que el volumen permanece constante.
Proceso Isentalpico: Proceso en el que la Entalpía permanece constante.
Proceso Isentrópico: Proceso en el que la Entropía permanece constante.
Proceso isotérmico.
En todos los casos anteriores, solamente un valor es constante, los demás son variables.
Proceso Politrópicos: Proceso en donde todas sus variables no son constantes Los proceso politrópicos son más comunes, a que es más fácil que las propiedades termodinámicas sean variables, a que algunas se fijen como constantes. [editar ]Proceso
reversible, irreversible y ciclos
En un proceso, al pasar de su estado inicial a su estado final, es posible regresar del estado final al estado inicial, sin importar el método o camino que se tome para llegar al estado inicial, se dice que es un proceso reversible, en caso contrario, es decir que no se pueda regresar al estado inicial se dice que es un proceso irreversible. Si en un proceso reversible, evoluciona el cual al finalizar regresa a su estado inicial, se dice que se completa un ciclo. Existen cuatro procesos de ciclos que son fundamentrales:
Máquina termodinámica: El sistema extrae calor de una reserva de temperatura, el calor se convierte en trabajo, el cual puede ser utilizado por la máquina para realizar alguna acción, luego parte del calor se regresa a una reserva de temperatura.
Refrigerador : El sistema extrae calor de una reserva de temperatura y luego recibe trabajo, el calor y el trabajo se transforman en una cantidad de calor (menor que el calor que se extrajo) que regresa a una reserva de temperatura.
Conducción de calor : Una cantidad de calor fluye de una reserva de temperatura a otra reserva de temperatura.
Conversión de trabajo en calor : Se realiza trabajo sobre el sistema, y esta energía se transforma en forma de calor a una reserva de temperatura. es importante señalar que no existen procesos cíclicos en los cuales al extraer el calor, se convierta todo el calor en energía, siempre parte del calor interacciona con el ambiente y el calor se pierde, tampoco es posible que si se extrae calor de una reserva y al transportarla sin aplicar otro método, la t emperatura aumente. [editar ]Proceso
Adiabático
En la práctica es técnicamente imposible aislar totalmente un sistema del ambiente, por lo general, en los modelos idealizados se supone que los sistemas se aislan completamente de ciertos agentes, en un sistema termodinámico es importante aislar el
sistema completamente del calor, es decir que no pueda recibir pero tampoco transmitir calor o que el calor escape de forma que se pueda controlar y no por las paredes del sistema u otro medio. Entonces:
Proceso Adiabático: Proceso en el que no se transmite calor, el sistema se aisla para no recibir o enviar calor al ambiente.
Gráfico de un proceso adiabático en función de p y V .
Los procesos adiabáticos se pueden clasificar en:
Proceso Adiabático Irreversible: Proceso adiabático que es irreversible, pero el sistema pierde energía en forma de trabajo.
Proceso de estrangulamiento: Proceso adiabático que es irreversible, sin que el sistema pierda energía en forma de trabajo.
Proceso Isentrópico: Proceso adiabático que es reversible.
Procesos adiabáticos en la vida cotidiana Publicado el Viernes, 21 de agosto de 2009 por MiGUi en Física etiquetas: adiabático, cotidiano, proceso, termodinámica
2
¿Qué tiene que ver la onda de choque producida por un reactor al atravesar la barrera del sonido al "humo" que sale abrir una botella de champán o al desarrollo de un cumulonimbo? La
respuesta es que el proceso termodinámico que produce las tres cosas es el mismo: son procesos adiabáticos.
Decía Einstein que
"una teoría es tanto más grandiosa cuanto mayor es la sencillez de sus premisas (…) De aquí la profunda impresión que produjo en mi la Termodinámica. Es la única teoría universal que (…) estoy convencido que jamás será desechada.
Desde luego la admiración de Einstein no era en vano, pues la T ermodinámica partiendo de unos postulados muy sencillos y sugeridos empíricam ente es capaz de desarrollar uno de los pilares fundamentales de la Física Clásica. Aunque existen teorías que profundizan más en el formalismo matemático como puede ser la Mecánica Estadística sin duda se exige que toda teoría recupere -y amplíe si es posible- los resultados de lo que ya se conoce.
La Termodinámica se puede formular desde distintos puntos de partida. Es decir, partiendo de sus postulados podemos llegar a las diferentes conclusiones desde muchos caminos. El habitual es el conocido como camino histórico o el de las máquinas térmicas. Puesto que las leyes de la Termodinámica fueron enunciadas históricamente en base a estos tipos de máquinas que por aquel entonces comenzaban a despuntar.
Se entiende como máquina térmica aquella máquina que emplea la energía resultante de un proceso termodinámico para producir una determinada cantidad de trabajo. En este contexto, encontramos uno de los primeros ejemplos de "motor" o de "máquina térmica" que es el llamado "ciclo de Carnot". El Ciclo de Carnot consiste en 4 pasos por los que atraviesa el sistema: dos isotermas y dos adiabáticas. En las isotermas, el siste ma evoluciona manteniendo constante su
temperatura y en las adiabáticas no se intercambia calor con el entorno, es decir, el calor permanece constante. Y dado que el calor es una magnitud íntimamente ligada con la entropía, también se llaman procesos isentrópicos.
En el diagrama que acompaña a este texto se representa la presión en la línea vertical y el volumen en la línea horizontal. Supongamos que tenemos un gas encerrado en un pistón y lo calentamos hasta una temperatura
. El proceso 1->2 es
una expansión isotérmica. El gas que se encuentra ocupando el mínimo volumen al entrar en contacto con la fuente de calor, lo absorbe pero no cambia su temperatura, el gas utiliza esa energía para aumentar su volumen. En el proceso 2->3 la expansión isotérmica ha terminado en un punto en el que ya no necesita absorber más calor. Suponiendo que el sistema está sellado tér micamente el sistema continúa expandiéndose. Como no hay calor aportado desde el exterior, el gas se enfría al expandirse y ocupa el volumen máximo posible. En este punto 3->4 se po ne el foco a temperatura (siendo
) y el gas se empieza a comprimir. No aumenta su temperatura porque cede
calor al foco térmico que está a menor temperatura. Una vez se retira el foco y el sistema vuelve a estar aislado se cierra el ciclo con la compresión adiabática 4->1 en la que el sistema se comprime y recupera el estado inicial.
Se puede demostrar que no existe ninguna máquina térmica que funcione entre dos focos térmicos a distinta temperatura cuyo rendimiento sea mejor que el de una máquina de Carnot entre esos mismos focos térmicos.
Un bonito ejemplo de una máquina térmica (aunque no es un ciclo de Carnot) ocurre en las "tripas" de un pájaro bebedor. Este juguete consiste en un pájaro situado en vertical que al poco tiempo comienza a inclinarse como si fuese a beber y luego recupera la verticalidad. Para ver con todo lujo de detallesdetalles sobre este bicho recomiendo visitar este enlace. Yo lo resumo de todas maneras.
Para funcionar necesita que la cabeza se moje con un líquido. Al evaporarse, absorbe calor de la cabeza. Entonces, el aire contenido en el tubo al enfriarse disminuye su volumen produciendo la succión del líquido contenido en la parte inferior del pájaro hasta que la presión del cuerpo se iguala con la del cuello y con la columna de líquido que se ha desplazado. Mientras dura el enfriamiento la columna crece y ésto hace que el centro de gravedad del pájaro se vaya desplazando progresivamente hacia la cabeza produciendo que se agache. Cuando se inclina tanto que además de líquido sube el aire, el pájaro va recuperando la verticalidad conforme el líquido se ve obligado a descender. Como el líquido al ascender mojó de nuevo la cabeza, el proceso se repite.
Pero bueno, dejemos
beber al pájaro y volvamos al punto de partida. Cuando un gas en equilibrio térmico con su entorno se expande, se enfría y enfría de paso las paredes del recipiente que lo contiene. Esto lo podemos
experimentar con cualquier spray. O con un extintor, como en la imagen. Si apuntamos hacia una ventana de cerca, veremos cómo se condensa y queda una mezcla de agua y el polvo que contenía. En realidad el spray se encuentra en equilibrio térmico y a la misma temperatura, solo que dentro el gas propelente y el polvo del desodorante o del insecticida están a mucha presión. Al liberarlo, como el ambiente está a mucha menor presión que en el bote el gas se expande violentamente disminuyendo su temperatura. Para expandirse, le roba el calor al exterior disminuyendo la temperatura del aire. Por eso se condensa el agua que contenía ese aire y queda un pegote en la ventana mezcla de agua y del polvo. Y además, el recipiente se ha enfriado. Llevado a la práctica podemos construir una nevera, porque sí, las neveras y los aparatos de aire acondicionado funcionan gracias a la expansión adiabática de un gas.
Algo parecido ocurre de forma natural en la atmósfera y el ejemplo más majestuoso son los cumulonimbos. Estas nubes casi garantizan una lluviosa tor menta y se desarrollan verticalmente llegando a tener varios kilómetros de altura y forma de yunque. Para que se forme un cumulonimbo hace falta que haya mucha humedad y que haya una masa de aire caliente. El aire caliente y húmedo a baja altura comienza a ascender porque tiene menor densidad. Al ser más pesado, el aire frío se hunde en la corriente y a su vez, hace que el aire caliente ascienda en espiral. En el hemisferio norte, la ascensión del aire caliente se produce en se ntido antihorario debido al efecto de Coriolis.
Este desplazamiento de aire caliente hacia arriba y aire frío hacia abajo no involucra cambio de calor alguno, es un proceso adiabático. El aire caliente puede contener disuelta mayor cantidad de agua que el aire frío. Por eso al dis minuir la temperatura haciendo que el aire llegue a su punto de rocío se libra del exceso de agua y llueve. El cumulonimbo puede seguir creciendo mientras se mantenga la inestabilidad en la zona más baja y si llega al techo de la troposfera, ahí se detiene porque a partir de ahí la temperatura aumenta con la altitud y deja de haber aire frío que alimente el proceso. Por eso en esa zona deja de tener aspecto vertical y los vientos producen que se deshaga dándole aspecto de yunque.
Cuando abrimos una botella de champán aparece una especie de humillo desde el cuello de la botella. El champán tiene disuelto dióxido de carbono producido de forma natural. Cuando abrimos la botella disminuye la presión y el gas se expande adiabáticamente, de nuevo disminuyendo su temperatura y causando que el aire que se encuentra ahí disminuya su temperatura, alcanzando su punto de rocío y produciendo microscópicas gotas que dan ese
aspecto de "humo" al vapor que emerge de la botella. Esta caída de temperatura es de unos 100 grados celsius.
Otro de los ejemplos es el estampido sónico producido cuando un avión sobrepasa la barrera del sonido, es decir, cuando se mueve más deprisa de la velocidad del sonido en ese medio. En esa situación el ruido que produce no es capaz de seguir al avión, los frentes de onda que van siendo generados se solapan produciendo un sonido similar al de una explosión. En esta situación se libera una enorme cantidad de energía.
A medida que el avión va avanzando, los frentes de onda desplazan el aire haciendo que disminuya la presión por lo que el frente de onda generado inmediantamente después "ve" una presión menor por delante. Esto llevado al límite en el estampido sónico hace que la presión varíe bruscamente en un instante. Este proceso de variación de la presión es totalmente adiabático. Se conoce como efecto Prandtl-Glauert. El motivo por el cual el aire se condensa es lo que se conoce como singularidad de Prandtl-Glauert y su causa es controvertida porque se trata de una singularidad matemática en los modelos aerodinámicos.
El proceso es adiabático porque no hay intercambio de calor alguno, sin embargo, esto produce un cambio de temperatura. Cuando el aire está húmedo, la caída de temperatura es mayor cuanto más comprimidos están los frentes de las ondas de presión, es decir, en el morro de la aeronave. Entonces la disminución de temperatura podría hacer que el aire en las inmediaciones del morro alcanzase el punto de rocío condensando el agua y haciéndola visible con forma de nube. Como la presión es menor conforme los frentes de onda están más s eparados, la "nube" tiene un radio limitado.
Como vemos, los procesos adiabáticos están por todas partes.
