Ejercicio 3
Explico ¿Por qué el airbag o bolsa de aire de los automóviles está relacionado con la Ley de Boyle?
- La Ley de Boyle establece que, para una cantidad de gas a temperatura constante, la presión y el volumen son inversamente proporcionales: P_{1}V_{1} = P_{2}V_{2}, o equivalentemente P \propto \dfrac{1}{V}.
- En el airbag, el gas se encuentra inicialmente contenido en un volumen muy pequeño (V_{1} pequeño) a una presión muy alta (P_{1} grande), por ejemplo dentro del generador de gas (cartucho de azida de sodio, \text{NaN}_{3}, que al descomponerse produce \text{N}_{2}).
- Al producirse el impacto, el gas se libera y ocupa el gran volumen de la bolsa: al pasar de V_{1} a V_{2} con V_{2} \gg V_{1}, la presión disminuye notablemente, ya que P_{2} = P_{1}\cdot\dfrac{V_{1}}{V_{2}}.
- Por eso la bolsa se infla con rapidez: el gas, al expandirse, pasa de una presión alta en un volumen reducido a una presión mucho menor (similar a la atmosférica) en un volumen grande, cumpliéndose P_{1}V_{1} = P_{2}V_{2}.
- Además, al desinflarse posteriormente, el gas ocupa de nuevo un volumen menor y su presión aumenta, permitiendo que la bolsa ceda y amortigüe el golpe del pasajero sin lesionarlo.
Respuesta
El airbag ilustra la Ley de Boyle porque el gas pasa de estar a alta presión en un volumen muy pequeño a ocupar un gran volumen con presión mucho menor (P_{1}V_{1} = P_{2}V_{2}), inflándose rápidamente para proteger a los ocupantes.
