Si doblo la presión al inflar un neumático de bicicleta de carretera de 50 a 100 psi y el cambio de volumen es mínimo, ¿por qué la temperatura absoluta del aire en el neumático no se duplica desde la temperatura ambiente hasta ~ 600 grados Kelvin?

Answer 1

La Ley de Gay-Lussac solo se aplica a sistemas cerrados, y cuando bombea una llanta, empuja la masa a través de los límites del sistema.

Aumentar la masa de su sistema requiere el uso de una ley mejor. Para el aire seco, la ley de los gases ideales (PV = nRT) es una muy buena aproximación. Si cambia la presión de los neumáticos sin cambiar el volumen o la temperatura *, entonces lo único que puede cambiar en el lado derecho para que coincida con el lado izquierdo es n (o m, dependiendo de quién le enseñó la ley de gases ideal), que describe la cantidad de cosas en el sistema. Por lo tanto, duplicar la presión implica llenar el doble de aire en la llanta.

* Cambiar la temperatura significa cambiar la temperatura alcanzada en el equilibrio, lo que generalmente significa una temperatura ambiente más alta, por ejemplo, un día caluroso frente a un día frío. De lo que realmente estoy hablando es de dónde se infla un neumático y se mantiene a esa presión, lo que requiere que todo se mantenga a una temperatura constante. Una llanta puede calentarse un poco si comprime su aire rápidamente o rueda sobre ella, pero pronto se enfriará a la temperatura ambiente una vez que se detenga. Por lo tanto, estamos viendo su neumático como si estuviera a temperatura ambiente.