Porque el gas de los encendedores es liquido?

Todas buenas preguntas, todas con respuesta (o eso creo )
¿Tiene tiempo pa leer?

El gas de los encendedores es gas butano o propano. Es el ultimo corte gaseoso que sale de la destilacion del petroleo (del pentano pa arriba son naftas, kerosene, gasoil, etc).

Te imaginaras que si queres meter todo ese gas que sale del encendedor en un encendedor que solo admita gas necesitarias un encendedoroooooooote gigante.

Entonces lo que se hace para no necesitar un mega-encendedor es aplicarle presion.
Por eso mismo el gas de las garrafas (es metano, el mas volatil y mas chiquito de los hidrocarburos) es gas licuado, porque esta "hecho liquido" a presion, y por eso las garrafas son recipientes diseñados para soportar presion porque adentro de la garrafa debe haber unas cuantas atmosferas de presion, suficientes como para que si revienta una garrafa te cague haciendo percha.

La cuestion es que, dicho en terminos "cientificos", hay diferentes variables termodinamicas y las mas conocidas para nosotros son la presion, la temperatura y el volumen. Modificando algunas de estas propiedades (o todas) podemos modificar los estados de la materia. Nosotros conocemos lo mas simple: calentar o enfriar. Modificamos la temperatura y simultaneamente por lo general -y sin quererlo- modificamos el volumen, pero no tocamos la presion porque cuando calentamos una olla con agua lo hacemos a presion atmosferica.

Sin embargo, tambien -al menos en teoria- podriamos hacer solida al agua, por ejemplo, sin necesidad de meterla en la heladera. Nos alcanzaria con comprimirla a una presion adecuada. ¡SI! pueden existir cosas como "hielo a 30°C" y cosas asi.

En fin: para que los gases ocupen -muchisimo- menos volumen se los "licua" a alta presion. Lo mismo para tubos de oxigeno de hospitales, o los de acetileno para soldaduras.


¿Por que se congela el gas cuando sale de un recipiente a presion?
Vamos a tener que recurrir a la matematica y a la termodinamica...

Si bien aca hay un cambio de estado de liquido a gaseoso, vamos a suponer que tenemos un gas sometido a presion y que lo dejamos escapar.

Hay una ley que dice que si los gases se consideran ideales:

PV/T = cte

Y aca voy a extenderme un poco. Si uno expande un gas a temperatura constante (forzando a que T = cte) va a cambiar la presion y va a responder a la formula:

PV = cte

Esto se llama "Ley de Boyle-Mariotte" de las isotermas.

Si, en cambio, lo hacemos a presion constante, tenemos:

V/T = cte

Llamada "Ley de Gay-Lussac" o "de Charles" o transformacion isobarica.

Tambien existe una transformacion isocorica o isovolumetrica (volumen constante): P/T = cte

Y si uno lo hace aislando el sistema del medio evitando que entre o salga calor, tenemos una transformacion "adiabatica" (que responde a otra formula que no voy a poner).

Sin embargo, cuando realizamos una transformacion sin forzar a que alguna de estas variables se mantenga constante, lo que tenemos es una transformacion politropica. Las politropicas responden a leyes parecidas a las anteriores pero con unos coeficientes que no vienen al caso.

(Por si a algun loco le interesa profundizar :
http://www.cec.uchile.cl/~roroman/cap_04/politro01.htm)

Digamos que esa formulita de las politropicas nos demuestra que, si bien:

PV/T = cte

Al bajar P (la presion), tiene que aumentar V (obviamente, es lo que pasa porque el gas aumenta su volumen) pero tambien tiene que bajar T, la temperatura. Esa es la razon matematica y teorica por la que la temperatura disminuye al expandir un gas.

Desde el punto de vista práctico lo que uno puede suponer es que al expandirse el sistema necesita hacer un trabajo (de expansion, para que el gas salga del recipiente).
El trabajo -como todo trabajo- necesita de energia y para conseguir esa energia el fluido se enfría "sacandose calor" a si mismo.

¿Le gutó?

Mucho, pero me queda una duda...

¿Hielo a 30º? Yo pensaba que todas estas fórmulas eran válidas mientras estés hablando de gases, porque los líquidos casi no se pueden comprimir, y por otro lado... El hielo ocupa más que el agua, quiero decir, que la mayoría de las cosas ocupan menos en estado sólido que en estado líquido, pero el hielo de agua no... ¿De verdad se puede hacer eso que dices? ¡Cómo mola!! ¿Cómo se hace????

Bien... ¡buena observacion! jejejeje...

Lo que decis en parte esta bien, quiero decir, es cierto que el agua es de las pocas sustancias que mantienen su volumen mas grande en estado solido que en el estado liquido.
Esto tiene que ver con la formación de puentes de hidrogeno, que es un caso particular de fuerzas de interaccion molecular.

Ahora bien, cuando lo analizas desde esa perspectiva estas asumiendo que al aplicar mayor presion el volumen debe disminuir, y eso no necesariamente es asi. La cuestion es que las tres variables pueden modificarse simultaneamente. Puede aumentar el volumen, aumentar la temperatura y aumentar la presion.

Y para justificarlo, tengo un grafiquito:


En "ordenada" tenemos la temperatura, en abcisas el volumen especifico (o sea, por unidad de masa) y hacia arriba (o sea, la verdadera "ordenada" en un XYZ) tenemos la presion. Fijate que hay una franja donde hay hielo, por ejemplo a 30° y 20.000 atmosferas.
Claro que 20.000 atmosferas no es algo que puedas conseguir en tu casa, pero de hecho puede existir el hielo a esa temperatura si se aplica la presion suficiente.

De hecho, buscando este grafico encontre esta nota:

http://www.astroseti.org/noticia_2854_Un_planeta_del_tamano_Neptuno_cubierto_hielo_supercaliente.htm


"18-May-2007

Un planeta del tamaño de Neptuno cubierto de hielo súper-caliente

Es cierto, he de reconocer que yo cuando pienso en aplicar más presión inmediatamente pienso en reducir el volumen... Por otro lado una presión de 20.000 atmósferas se escapa completamente de mi capacidad de abstracción... Por lo que veo además para conseguir hielo caliente hace falta que el volumen específico sea muy alto también, no valen volúmenes pequeñitos...

Lo del planeta me parece superinteresante, y me abre otro par de dudas ¿Qué tendrá de nucleo para tener una gravedad tan desmedida? ¿Porqué si su masa es tan enorme (porque sino no podría tener tantísima gravedad) no es atraído y absorbido por su estrella? A lo mejor se trata realmente de un sistema binario, y realmente tanto la estrella como el planeta helado y caliente orbitan uno al rededor del otro, será algo así como su "Némesis"

Te dejo el primer enlace de una serie de 11 del blog de un amigo, por si los quieres seguir...

http://blog.360.yahoo.com/blog-zQtjzHU7bqfVHXLD0Zx7553IUOg-?cq=1&p=451

La verdad es que no se si quema... nunca toque hielo seco.

El hielo seco es CO2 solido.

El CO2 tiene una particularidad: a presion atmosferica no existe en estado liquido (el Iodo tiene la misma caracteristica, no existe iodo liquido a presion normal, el iodo que se usa para medicina es iodo disuelto en solucion acuosa de ioduros, pero no iodo liquido puro).

Se dice que el CO2 sublima, dado que pasa del estado solido directamente al estado gaseoso (vi que en Wikipedia hablan de "punto de fusion" del CO2, la verdad no se de que hablan...).
Como el punto en el que cambia de estado el CO2 es -78°C, entonces quiere decir que el hielo seco es CO2 a temperaturas inferiores a 78 grados bajo cero, posiblemente por eso "quema".

[b]Si quema y hasta ampollas te salen....mi viejo cuando yo era chica trabajaba en frigor y le daban helados y los traia con hielo seco para que se conservaran el boludito de mi hermano, metio (todo apurado la mano en la hielera) y se quemo! Hasta al medico fuimos, y me quede sin helados, hasta el otro dia por su culpa.