En teoría, el aire húmedo es más ligero que el aire seco, porque el aire seco está compuesto principalmente por moléculas de nitrógeno (N2) y oxígeno (O2), que pesan más que las moléculas de agua (H20) del aire húmedo. Pero, ¿qué dice la ley de Avogadro al respecto?
¿Cuál es el peso molecular del agua?
El peso de un átomo individual está representado por su peso atómico. En este sentido, para comprobar si el aire húmedo es mucho más ligero que el aire seco, hay que tomar el peso atómico de los átomos que lo constituyen, es decir :
- Hidrógeno (H): 1,00784 u
- Oxígeno (02): 15,999 u
- Nitrógeno (H): 14,0067 u
- Carbono (C): 12,0107 u
Si sabemos que el peso de una molécula se determina sumando los pesos atómicos de sus átomos, entonces una molécula de agua (H2O) tiene un peso molecular redondeado de 18 (1 + 1 + 16).
A partir de ahí, el cálculo es sencillo: el nitrógeno libre (N2) tiene un peso molecular redondo de 28, y una molécula de oxígeno (O2) tiene un peso atómico redondo de 32. Por lo tanto, una molécula de agua es más ligera que una molécula de nitrógeno o de oxígeno. Esto significa que, en teoría, el aire húmedo es más ligero que el aire seco, porque :
- Agua (H20) = 18,1558 u
- Nitrógeno (N2) = 28,0134 u
- Oxígeno (O2) = 31,998 u
Ley de Avogadro de los gases perfectos
Según la ley de Amedeo Avogadro, descubierta en 1811, cualquier volumen fijo de un gas a presión y temperatura constantes contiene el mismo número de moléculas. Independientemente de la naturaleza del gas, existirá el mismo número de moléculas en ese volumen. Por lo tanto, para que un determinado volumen de aire sea más húmedo, debemos añadir moléculas de vapor de agua a ese volumen.
El problema es que para añadir moléculas de agua al volumen, tenemos que eliminar otras moléculas para mantener el número total de moléculas en el volumen. El aire seco está formado principalmente por moléculas de nitrógeno y oxígeno, que pesan más que las moléculas de agua.
Esto significa que cuando un determinado volumen de aire se hace más húmedo mediante la adición de moléculas de aguaComo resultado, las moléculas más pesadas son sustituidas por otras más ligeras. Como resultado, el aire húmedo es más ligero que el aire seco si ambos se encuentran a la misma temperatura y presión.