¿Por qué los gases tienen peso?

Question

Sé que un gas está hecho de átomos o moléculas moviéndose libremente en el espacio.

Cuando estas partículas golpean las paredes de donde están contenidas, causan algo llamado presión.

Pero estas partículas nunca se acumulan unas sobre otras y empujan una superficie hacia abajo por su peso para que podamos medirlo como peso, no presión.

Entonces, ¿por qué los gases tienen peso?

Answer 1

Corríjame si me equivoco.

1) Los átomos en un sólido tienen poca energía cinética (EC), los átomos en un gas tienen mucha EC. Sin embargo, la fuerza neta ejercida por un gas sobre un contenedor y la fuerza neta ejercida por un sólido sobre un contenedor es la misma (en ausencia de gravedad), y en este caso, cero, porque las fuerzas se cancelan. Si pusiéramos dos contenedores, uno que contenga un sólido y otro un gas (con las mismas masas), en un campo de gravedad uniforme, la diferencia de presión entre las superficies superior e inferior de cada contenedor es en realidad la misma (porque el número de moléculas en ambos contenedores es el mismo, y la fuerza neta promedio en cada molécula es solo el peso de la molécula. Las moléculas de gas que se mueven hacia arriba ahora se moverán hacia arriba con una velocidad menor, aquellas que se mueven hacia abajo lo harán con una mayor velocidad). La única diferencia es que la presión en los lados del contenedor que contiene el gas es mayor que la que contiene el sólido.

2) Los átomos en un sólido están fijos en su posición y, por lo tanto, siempre están en contacto con la báscula. Las moléculas en un gas generalmente están flotando alrededor y solo están en contacto con la báscula durante un breve período de tiempo (cuando chocan). Como resultado, un sólido aplicará una fuerza constante sobre la báscula, pero un gas solo aplicará fuerza cuando una molécula colisiona con la báscula. Podríamos asumir erróneamente que, como resultado, el sólido transmite más fuerza que el gas. Sin embargo, si promediáramos la fuerza aplicada por el sólido o el gas con el tiempo, encontraríamos que son, de hecho, iguales. Esto se debe a que la molécula de gas ejerce mucha más fuerza sobre la báscula cuando colisiona que un átomo de un sólido, durante el mismo período de tiempo.

Editar: Además, los átomos en un sólido no aceleran. En el momento en que experimentan una fuerza gravitatoria, la transmiten a los átomos debajo de ellos. Las moléculas en un gas pueden acelerar, por lo que es probable que ejerzan más fuerza cuando chocan.