Porqué la presión del agua comprime el oxigeno en tus pulmones, pero no sientes la presión física en los mismos? Parece como si la presión del agua atravesase tu piel y tus costillas sin notarlo. Lo mismo para la bombona de metal de oxígeno de los submarinistas. Porque el material no se deforma ante la presión pero sí el oxígeno de su interior? Cuál es la explicación física?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
La presión atmosférica es la responsable de que el agua no caiga. Sobre el papel actúan dos fuerzas: por un lado, el peso del agua, y por otro lado, la presión atmosférica del aire. Aunque no la veamos, si el agua no se cae es porque la presión atmosférica ejerce tanta fuerza sobre el papel que es capaz de sujetar todo el peso del agua. Dicho de otra forma, la presión atmosférica empuja el papel hacia arriba, haciendo que el agua no se precipite.
Además, hay otra ley que interviene en el experimento del agua que no cae. Se trata de la Ley de Boyle-Mariotte, que dice que, a igual temperatura, si el volumen ocupado por un gas aumenta, su presión disminuye. Esto nos lleva a concluir que la presión del aire en el interior del vaso es menor que la presión atmosférica fuera de él. De esta manera, la presión atmosférica el el ambiente –fuera del vaso– es tal que estaría compensando el efecto del peso del agua y la presión del aire dentro del vaso.
La Ley de Boyle-Mariotte en el mundo real
Como mencionábamos más arriba, el experimento del agua que no cae es posible gracias a la ley de Boyle-Mariotte. El físico y químico británico Robert Boyle en 1662 y el físico y botánico francés Edme Mariotte en 1676, descubrieron que la presión que era aplicada a un gas era inversamente proporcional a su volumen a temperatura y numero de moles constante. Dicho de otra forma, con el aumento de la presión ejercida sobre el gas, este mismo gas se comprime, reduciendo su volumen de forma inversamente proporcional.
Ejemplos de la ley
Las aplicaciones de esta ley pueden observarse en múltiples escenas de nuestra vida cotidiana. Aquí tienes algunos ejemplos.
Jeringa. Es un utensilio médico que se utiliza para meter pequeñas cantidades de gases o líquidos en lugares que no serían accesibles de otra forma. Al empujar el émbolo se reduce el volumen del líquido dentro del interior, lo cual provoca un aumento de la presión del líquido, que es la que permite inyectar el líquido dentro del paciente. Por el contrario, cuando se tira del émbolo aumenta el volumen del líquido. Esto provoca una reducción del presión del fluido, lo que permite extraer el líquido.
Pulmones. Al realizar el movimiento de la respiración, se reduce temporalmente la presión. Esto crea una diferencia de presión entre la presión externa y la que está dentro del cuerpo. En consecuencia, el aire pasa al interior del cuerpo a través de las vías respiratorias. Es lo que conocemos como inhalación. De la misma manera, cuando los pulmones se relajan, el volumen de éstos disminuye. La exhalación del aire es posible gracias al aumento de presión.
Bomba de hinchar. En realidad se trata de un mecanismo muy similar al de la jeringa. Cuando se empuja hacia abajo, la presión dentro de la bomba aumenta temporalmente. Así, el gas del interior se comprime, lo cual permite introducir el gas al interior del neumático de un vehículo.