Peso de un Gas

¿Se podría pesar un gas en un contenedor cerrado?. La respuesta a partir de las leyes de Newton ¡es que sí!. Si pesamos un cilindro de gas comprimido "vacío" y luego lo llenamos con un gas a alta presión, pesará mas en una balanza ordinaria, puesto que estamos pesando el gas contenido en el cilindro. Esto será demostrado para una simple molécula moviéndose verticalmente, pero se puede obtener el mismo resultado con cualquier número de moléculas moviéndose en direcciones aleatorias, siempre que las colisiones entre ellas sean colisiones elásticas.

La diferencia entre la fuerza media sobre el fondo y sobre el techo del contenedor, es exactamente el peso mg. de la molécula. Esto se puede generalizar para cualquier número de moléculas que se muevan en direcciones aleatorias.

Si una molécula se desplaza en una dirección aleatoria, tiene una componente de velocidad y, que eventualmente chocará contra el suelo o el techo del contenedor. En una colisión elástica contra las paredes fijas, la componente de la velocidad y se invertirá, dando un cambio en el momento de dos veces la masa por la velocidad original. La fuerza sobre la pared durante esa breve colisión es bastante alta, pero se obtiene una fuerza promedio mas pequeña, dividiendo el cambio en el momento, por el tiempo completo del viaje de ida y vuelta desde una extremo al extremo opuesto del contenedor. Tomando una fuerza media como esta, nos permite determinar las fuerzas medias y las presiones medias sobre las paredes del contenedor del gas.

El hecho de que las moléculas en su camino desde arriba hasta el fondo del contenedor, sufran muchas colisiones, no cambia el resultado. Si desde que una molécula empieza en el techo, tiene un cierto momento de fuerza en dirección al fondo del contenedor, ese momento neto no se cambiará incluso aunque sufra millones de colisiones. Transferirá el momento a muchas otras moléculas y las que eventualmente alcancen el fondo con ese momento, ejercerán la misma fuerza media, como lo hubiera hecho la molécula original.

¿Que cree? Si un camión cerrado llevara un montón de pájaros en su interior, ¿pesaría menos el camión si los pajaros estuvieran volando en su interior?

¿Es la presión atmosférica multiplicada por el área de la superficie de la Tierra igua al peso de la atmósfera?