2.06 Compresibilidad

Curso de Física en CD-R
Notas de Clase
Ing. Alfonso Cuervo Cantón.
Capacidad de la materia de unir al máximo sus mas ínfimas partículas.
El factor de compresibilidad es uno de los parámetros que, con mayor precisión diferencia el
comportamiento de los fluidos en estado líquido del estado gaseoso. Define el comportamiento de
los gases a determinadas condiciones de presión y temperatura y se vuelve elemento fundamental
para todos los diseños e instalaciones que trabajan con fluidos compresibles.
La compresibilidad del agua. En los libros de texto escolares se subraya con tanta tenacidad la
incompresibilidad de los líquidos que se inculca la idea de que realmente lo son, al menos en un
grado menor que los sólidos. Pero de hecho el término «incompresibilidad» aplicado a los líquidos
no es sino una expresión figurada para definir su insignificante reducción de volumen al ser
presionados, además, éstos se comparan sólo con los gases. Si comparamos los líquidos y los
sólidos en cuanto a la compresibilidad, resultará que los primeros son muchas veces más
compresibles
que
los
segundos.
El metal más compresible -e1 plomo- expuesto a la acción de una carga omnilateral, disminuye su
volumen en 0,000006 del inicial bajo la presión de 1 at. El agua, en cambio, es unas ocho veces
más compresible: su volumen disminuye en 0,00005 al aplicar la misma presión. Pero en
comparación con el acero, este líquido se estrecha unas 70 veces más 1.
El ácido nítrico se distingue entre los líquidos por su elevada capacidad de compresión reduciendo
su volumen inicial en 0,00034 a la presión de 1 at, es decir, al ser presionado reduce su volumen
unas 500 veces más que el acero. Sin embargo, la compresibilidad de los líquidos es decenas de
veces menor que la de los gases.
Compresibilidad
Las experiencias de Boyle y de otros físicos de la época pusieron claramente de manifiesto que
los gases podían comprimirse y expandirse. Pero, ¿cómo explicar estas propiedades que los
diferenciaban claramente de los líquidos y los sólidos? Las ideas de los atomistas griegos
influyeron en Boyle de tal manera que propuso dos explicaciones alternativas para el
comportamiento de los gases basadas ambas en la hipótesis de que la materia estaba compuesta
de partículas indivisibles o átomos.
La primera partía del supuesto de que los átomos estaban en reposo y en contacto mutuo, y
explicaba la compresibilidad como consecuencia de una cierta elasticidad de los átomos que
podrían comportarse como una especie de muelles blandos. Este modelo estático, sin embargo,
no podía explicar la expansibilidad ilimitada de los gases. En cambio, si los átomos no estuvieran
ni en reposo ni en contacto mutuo entonces podrían desplazarse rápidamente de un lado a otro en
el interior del recipiente, llenando así todo el espacio.
Dentro de la clasificación de fluidos, los líquidos y gases presentan propiedades diferentes.
Ambos tipos de fluidos, tienen la propiedad de no tener forma propia y que estos fluyen al
aplicarles fuerzas externas. La diferencia está en la llamada compresibilidad. Para el caso de los
gases estos pueden ser comprimidos reduciendo su volumen.
El coeficiente de compresibilidad describe la variación del volumen que ocupa una determinada
cantidad de fluido al aplicarle presión a una temperatura dada.
La compresibilidad es la calidad de compresible, es decir, que se puede comprimir o reducir a
menor volumen. El factor de compresibilidad Z representa la fracción adicional en la cual un gas
se reduce en determinadas condiciones de presión y temperatura, con respecto al comportamiento
ideal.
Recuerda que estas notas son complemento de tu clase y no sustituyen a las que en clase debas tomar.
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Curso de Física en CD-R
Notas de Clase
Ing. Alfonso Cuervo Cantón.
El factor Z es el factor de compresibilidad, es el parámetro con el cual se corrige el
comportamiento de los gases para ajustarlo a las condiciones reales o actuales. Que expresa la
manera como realmente se comportan los fluidos compresibles.
Recuerda que estas notas son complemento de tu clase y no sustituyen a las que en clase debas tomar.
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