¿Qué sucede al calentar moléculas de aire?
Escrito por Jacquelyn Jeanty ; última actualización: February 01, 2018
Propiedades físicas del aire
El aire como tal es un gas que presenta las mismas características básicas de cualquier sustancia gaseosa; una serie de moléculas que flotan con espacios entre medio. Como cualquier otro material, las moléculas de aire poseen las propiedades correspondientes de masa, impulso y energía. Los gases en particular están caracterizados según la forma en la que se comportan cada una de sus moléculas, así como también según como se comporta el gas como un todo. Como resultado, cualquier fuerza o presión aplicada creará un efecto molecular, así como también un contra-efecto de la masa como un todo sobre sus partículas individuales. Incluso en el llamado estado estático, las moléculas individuales del gas están en movimiento constante, desplazándose y colisionando la una con la otra según su voluntad. En esencia, aplicar calor sobre cualquier elemento es una forma de añadir energía a las moléculas que en él se encuentren presentes. Casi como cualquier otro material en la naturaleza, cuando se aplica calor o energía sobre el aire, las moléculas individuales comienzan a moverse más rápido.
Efectos del calor
Aunque las moléculas que flotan en el aire son pequeñas, igual ejercen un monto de presión determinado al entrar en contacto con objetos. La temperatura del aire juega un rol importante en la cantidad de presión que sus moléculas ejercen. La cantidad de presión depende de cuán denso sea el movimiento que las moléculas realizan. Ya que el movimiento aumenta cuando se aplica calor, las moléculas de aire se tornan menos densas y comienzan a expandirse. Se trata, de hecho, de un efecto acumulativo en el que estas moléculas que se mueven más rápido comienzan también a generar calor o energía propia. Cuanto más calor se aplique, más rápido se moverán y más aumentará su capacidad de esparcimiento. Esto tiene que ver con la razón por la cual el aire frío del invierno puede sentirse más pesado que los aires secos del verano, y el por qué de que el aire calentado en el hogar se eleva, a diferencia del aire frío, que permanece fijo.
Efectos de la gravedad
Así como todos los elementos del mundo físico, las moléculas de aire están afectadas por la fuerza de gravedad. Y, como todos los objetos, cuanto más pesado o denso sea, mayor es la gravedad que lo atrae. En lo que se refiere al aire, se utiliza un fenómeno llamado "convección" para describir los efectos de la gravedad sobre el aire calentado y su forma de circular. Si el aire estuviera contenido en un espacio determinado -como un horno- y se le aplicara calor sobre su capa inferior, las moléculas de aire del fondo estarían cada vez más agitadas y comenzarían a esparcirse. Cuando esto sucede, la capa inferior comienza a levantarse hasta alcanzar la parte superior del horno. En el proceso, las moléculas de aire más frías son empujadas hacia abajo. Las moléculas que pasan a estar en el fondo comienzan a calentarse y empiezan a ascender hacia la parte superior también. Este ciclo continúa repitiéndose durante todo el tiempo en el que se aplique calor; de esta forma funcionan los hornos de convección. La gravedad continúa empujando hacia abajo las moléculas más pesadas, mientras las más livianas suben hasta alcanzar la parte superior del horno.
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