FAQ de química y física del aire Preguntas frecuentes

La biblioteca de preguntas relacionadas con el aire

¿Qué es el aire?

El aire no es más que una mezcla de una serie de gases. El aire atmosférico se compone de nitrógeno, oxígeno, que es la sustancia que permite la vida de animales y humanos, dióxido de carbono, vapor de agua y pequeñas cantidades de otros elementos (argon, neon, etc.). A mayor altura en la atmósfera el aire también contiene ozono, helio e hidrógeno. Normalmente, cuando el viento no sopla, no sentimos el aire que nos rodea. Pero tan pronto como el aire empiece a soplar, seremos capaces de sentir las moléculas de aire en nuestra cara.

¿De qué está compuesto el aire?

El aire que respiramos se compone de los siguientes gases:

Nitrógeno (N2)

78%

Oxígeno (O2)

20%

Gases nobles

1%

Dióxido de carbono (CO2)

0,03%

Agua (H2O)

0,97%

La cantidad de agua que se encuentra en el aire es muy variable. Cuando en el aire están presentes grandes cantidades de agua, otros elementos están presentes en menores cantidades. Cuando la cantidad de aire es baja, los otros gases están presentes en mayores cantidades. La cantidad de agua en el aire puede elevarse hasta un 4 %. El mínimo porcentaje de agua en el aire es del 0.5 %. El agua presiona a los gases presentes más cerca unos de otros, de forma que pueda ocupar el suficiente espacio.
Cuando la cantidad de agua en el aire es muy baja, el aire se denomina “seco”. El peso de 22,4 dm3 de aire seco es 28,96 gramos. Cuando el aire contiene suficientes cantidades de agua se le llama húmedo. El aire húmedo es más pesado que el aire seco.

Aparte de los elementos que hemos mencionado, también hay otros elementos presentes en el aire. Sin embargo, los porcentajes de estos elementos son muy bajos.
En el aire se pueden encontrar aerosoles. Estos son partículas de polvo que son arrastradas de la superficie de La Tierra por el viento, o emitidas durante las actividades volcánicas. Cuando tienen lugar procesos de combustión, las partículas de cenizas y suciedad también acaban en el aire.

La composición del aire varía enormemente con la altura. Por encima de los 90 kilómetros sobre la superficie de La Tierra las moléculas de oxígeno se rompen y solo quedan átomos de oxígeno. Por encima de los 100 kilómetros por encima de la superficie de La Tierra, las moléculas de nitrógeno también se rompen. A esta altura, el aire no tiene la composición del aire que conocemos. Allí la atmósfera es completamente diferente.

¿Qué son los gases?

Todos los elementos químicos pueden presentar diferentes estados (fases) en los cuales pueden ser encontrados. Aparte de gaseoso, un elemento puede ser también sólido o líquido. Al agua se le llama hielo cuando es sólida, moja cuando es líquida y cuando es gaseosa es simplemente gas o vapor.
Cuando las temperaturas aumentan, las moléculas de una sustancia se alejarán flotando, es por eso que la sustancia se vulelve gaseosa y menos visible. Debido a este cambio de fase, el aire no es visible.
Cuando las temperaturas bajan, las moléculas están más juntas y la sustancia finalmente se vuelve sólida. La temperatura a la cual tienen lugar los “cambios de estado” es diferente para cada sustancia.

¿Dónde encontramos aire en La Tierra?

Podemos decir que se puede encontrar aire en cualquier parte de La Tierra menos donde haya agua. El aire se encuentra incluso en la capa superficial de La Tierra, en el suelo.
El aire no solo se encuentra en La Tierra, sino también alrededor de La Tierra en una capa de aire llamada atmósfera. A la atmósfera se la puede dividir en capas separadas, dependiendo de la temperatura y la altura. Estas capas no están separadas claramente por límites rectos; se desbordan gradualmente unas a otras.

La primera capa de aire, la más cercana a La Tierra, es llamada troposfera. Esta capa tiene una altura de 11 kilómetros. Si nos movemos por la troposfera, las temperaturas caerán 6 ó 7 grados por kilómetro y debido a esto el tiempo en La Tierra está principalmente determinado por las circunstancias de la troposfera.
La capa superior de la troposfera se llama “tropopausa”. Cerca de la Antártida, la tropopausa se encuentra a 8-10 kilómetros sobre La Tierra.
Sin embargo, en el Ecuador la tropopausa se encuentra más arriba, a 17-18 kilómetros sobre La Tierra.

La segunda capa de aire, sobre la troposfera, se llama estratosfera. Las temperaturas dejan de descender en la parte baja de este estrato. La temperatura allí es de alrededor de –55 grados Celsius.
En la alta estratosfera las temperaturas aumentan hasta los cero grados Celsius a 47 kilómetros sobre La Tierra.
Dentro de la estratosfera las radiaciones solares crean ozono (O3) a partir de oxígeno (O2), a entre 20 y 30 kilómetros sobre la superficie de La Tierra. Debido a esta reacción, esta parte de la estratosfera es llamada a veces “ozonosfera”. La parte superior de la estratosfera se llama estratopausa.

La tercera capa de aire se llama mesosfera. Esta capa se puede encontrar por encima de los 52 kilómetros sobre la superficie de La Tierra. La parte superior de la mesosfera se llama mesopausa. Dentro de la mesosfera, las temperaturas vuelven a descender. La temperatura en la mesosfera ronda los –90 grados Celsius.

La cuarta capa de aire, la termosfera, está situada por encima de los 90 kilómetros sobre la superficie de La Tierra. Las temperaturas se elevan enormemente en esta capa, haciendo que la mayor temperatura sea superior a los 1000 grados Celsius. La densidad del aire es muy baja en esta capa, provocando que las fuerzas entre las moléculas desaparezcan casi completamente.
Las moléculas más ligeras pueden escapar a través de la parte más baja de la termosfera, la exosfera. La exosfera no tiene un borde bien definido, porque se desvanece en el espacio.

Los 90 kilómetros inferiores son a menudo llamados “hemisfera”, porque la composición del aire es bastante constante. Todo el aire sobre esta capa es llamado “hidrosfera”, porque el aire tiene una composición muy diferente en este área.

¿Qué tipos de aire existen?

Cuando una elevada cantidad de aire tiene igual humedad y temperatura, es considerada como un tipo separado de aire. El tipo de aire debe cubrir un área horizontal de mil kilómetros. La altura de un tipo de aire puede variar de 100 metros a cubrir la troposfera entera.
Un tipo de aire se forma cuando una masa de aire ha estado circulando de 3 a 9 días, en un área localizada completamente sobre tierra o mar, donde el viento no sopla. Dentro de este área la masa de aire recibe sus propiedades específicas. Sobre la tierra estas áreas pueden ser desiertos o sabanas.
Tan pronto como el aire abandona el área, sus propiedades específicas desaparecerán despacio y finalmente desaparecerán por completo.
Los tipos de aire que han recibido sus propiedades específicas en un área sobre el mar son mucho más húmedas que los tipos de aire que han recibido sus propiedades específicas sobre la tierra. Los tipos de aire que se forman sobre los océanos se llaman tipos marinos de aire y los tipos de aire que se forman sobre la tierra se llaman tipos continentales de aire.

Podemos distinguir 4 tipos básicos distintos de aire, que pueden dividirse en tipos continentales y marinos:

1. Aire ecuatorial. Las temperaturas son de entre 25 y 30 grados Celsius y su contenido de humedad es alto.

2. Aire tropical. El aire marino tropical tiene un alto contenido de humedad y una temperatura de unos 25 grados Celsius. El aire continental tropical tiene bajo contenido de humedad y una temperatura de más de 50 grados Celsius.

3. Aire polar. El aire polar marino es siempre húmedo y es relativamente caliente en en invierno y frío en verano. El aire polar continental es muy frío y seco en invierno. Las temperaturas pueden bajar por debajo de los –50 grados Celsius. En verano este tipo de aire es templado, pero muy seco.

4. Aire ártico. Este tipo de aire es muy frío. La única diferencia entre aire ártico marino y continental es que el aire ártico marino es menos frío en invierno que el aire ártico continental.

¿Qué es el viento?

El viento es básicamente aire que está en movimiento. El aire se mueve como consecuencia de los varios tipos de presión del aire en La Tierra. La dirección y fuerza del viento pueden variar muchísimo. A la fuerza del viento se le hace normalmente referencia con los puntos cardinales.
La fuerza del viento se expresa por un número llamado número de Beaufort, en la escala Beaufort. La fuerza del viento siempre se determina a diez metros sobre el suelo.

Descripción de la velocidad del viento de acuerdo con la escala Beaufort:

Número

Descripción

Velocidad del viento (metros por segundo)

0

Sin viento

<1

1

Poco viento

1-3

2

Poco viento

4-6

3

Viento moderado

7-10

4

Viento moderado

11-16

5

Viento bastante fuerte

17-21

6

Viento fuerte

22-27

7

Viento muy fuerte

28-33

8

Viento tormentoso

34-40

9

Tormenta

41-47

10

Tormenta fuerte

48-55

11

Tormenta muy fuerte

56-63

12

Huracán

>63

Simplificando, el viento existe porque la radiación solar calienta La Tierra. El calor y el aire caliente ascenderán, haciendo que el aire de la atmósfera comience a moverse. Este movimiento se conoce como viento. Durante este movimiento de aire, el aire templado es transportado desde el ecuador hacia los polos y el aire frío es transportado de vuelta al ecuador. Este efecto provoca que el ecuador se enfríe y que los polos se calienten ligeramente, para prevenir las temperaturas extremas. Aparte del viento, los océanos también ayudan a repartir el calor.
Sin embargo, el aire no se mueve directamente del ecuador a los polos y vuelta atrás, como se podría esperar. Los movimientos rotatorios de La Tierra influyen en las direcciones del viento. El viento que sopla del ecuador al Polo Norte es dirigido ligeramente hacia el Este a causa de esta influencia. El viento que sopla del ecuador al Polo Sur es dirigido ligeramente hacia el Oeste. Al viento siempre se le llama como la dirección de la que procede, es por eso que este viento desde el ecuador al Polo Norte se llama viento del Oeste. El aire caliente que es desplazado del ecuador a los polos se enfriará en su camino.

A 30o norte y latitud sur, el aire caerá de nuevo a la superficie de La Tierra. No todo el aire será desplazado de vuelta al ecuador desde allí.

El viento sopla en un círculo, llamado celda. En La Tierra podemos distinguir tres tipos de celdas:

- La celda de Hadley es una celda entre el ecuador y 30o latitud norte y sur. El viento en esta celda que está localizado cerca de la superficie terrestre es llamado viento alisio.

- La celda Ferrel está situada entre 30o y 60o latitud norte y sur. El viento en esta celda sopla más fuerte en invierno. El el borde de la latitud 30o, el viento caerá y soplará hacia los polos. A 60o de latitud, el aire asciende y el viento sopla de vuelta hacia el borde de la latitud 30o. No todo el viento sopla de vuelta, parte del viento de la celda de Ferrel es llevada hacia la celda Polar.

- La celda Polar está situada en los polos, hasta los 60o de latitud norte y sur. A los 60o de latitud, el aire asciende, pero sobre los polos el aire caerá. Los vientos en la celda polar son normalmente fríos y secos.

Esto es solo una idea general de cómo sopla el viento en La Tierra. La Tierra no solo se compone de agua, sino también de suelo. El suelo influye en las direcciones del viento. Esto provoca que el viento sople en una dirección diferente en regiones separadas.

¿Qué es la presión del aire?

El aire ejerce una cierta fuerza en los objetos, llamada presión del aire. Todo el aire que se encuentra en la atmósfera está presionado contra La Tierra debido a la fuerza de atracción magnética de La Tierra. La presión del aire es ejercida sobre cada objeto y forma de vida de La Tierra, tales como mesas, tejados, casas, y también humanos, animales y plantas. No notarás esta presión del aire, porque hay una fuerza dentro de tu cuerpo que crea una presión de igual fuerza en el aire que te rodea. Debajo de una mesa la presión iguala a la presión en la mesa, de otra forma directamente se hundiría.
La presión del aire se define como la presión que ejerce el peso total de una columna de aire sobre un área de La Tierra de un metro cuadrado. La unidad de presión es el hecto Pascal (hPa).
La mayor presión del aire se localiza en la parte baja de la atmósfera, justo sobre el suelo; más arriba en la atmósfera la presión del aire cae. En La Tierra experimentamos la presión de una gran cantidad de partículas de aire, ascendiendo en altura hay menos partículas presentes ejerciendo presión sobre nosotros.
La presión media del aire en La Tierra es de 1013 hPa. Este no es un número exacto y como tal, puede variar un poco. Las personas dificilmente notaremos esto, porque nuestros cuerpos se adaptan a las nuevas presiones del aire. Sin embargo, algunas personas son más sensibles a los cambios en la presión del aire. Para estas personas, un cambio en la presión del aire puede producir dolores de cabeza.

Atrás al índice de FAQ del aire.

Si tiene algunas otras preguntas relacionadas con el aire y el tratamiento del aire, por favor no dude en ponerse en contacto con nosotros!






Bookmark and Share


Lenntech BV

Rotterdamseweg 402 M
2629 HH Delft
Holanda
España México Estados Unidos Chile Perú Argentina

tel: +31 152 755 702

fax: +31 15 261 62 89

e-mail: info@lenntech.com