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Ciencias Naturales 10° · 2025
Libro de Ciencias Naturales 10 EGB

Ministerio de Educación del Ecuador

160/222

Licuefacción de los gases por efecto de la presión

📄 teoria ciencias-naturales 🎓 secundaria · 10° EGB Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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  1. Teoría: al aumentar la presión, el gas se comprime y sus moléculas quedan unidas por cohesión → licuefacción. 2) Recipientes esféricos/cilíndricos: la presión se distribuye uniformemente, sin puntos débiles. 3) P manométrica = 7,5 atm. 4) P absoluta = 5 atm.
📚 theory ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 160

Ciencias Naturales 10° · 2025

1
Ejercicio 1

(Contenido teórico: Licuefacción de los gases por efecto de la presión)

Transcripción y explicación del contenido.

  1. Los fluidos incluyen dos estados de la materia: líquidos y gases. Las moléculas de un gas están mucho más separadas que las de un líquido.
  2. Por eso las moléculas gaseosas tratan de ocupar la mayor cantidad de volumen y se difunden rápidamente.
  3. La relación entre el espacio ocupado y la presión es inversamente proporcional al volumen del gas: al aumentar la presión, el volumen disminuye.
  4. Si se aplica mayor presión a un gas en un recipiente cerrado, este se comprime hasta que las moléculas quedan tan juntas que actúan las fuerzas de cohesión intermoleculares y el gas pasa al estado líquido. Ese proceso es la licuefacción.
  5. Ejemplo doméstico: el cilindro de gas contiene hidrocarburos (propano y butano) que a presión atmosférica normal serían gaseosos; dentro del recipiente cerrado y a mayor presión permanecen licuados.
  6. Ejemplo a menor escala: en las fosforeras a gas de plástico transparente se ve el hidrocarburo líquido; al accionar el encendedor la presión exterior disminuye y el líquido se vaporiza y se difunde.

Tabla: relaciones entre los tipos de presión

Relación Fórmula
Presión atmosférica P_{atm} = P_{abs} - P_{man}
Presión absoluta P_{abs} = P_{atm} + P_{man}
Presión manométrica P_{man} = P_{abs} - P_{atm}
Presión vacuométrica P_{vac} = P_{abs} - P_{atm}

Interdisciplinariedad (Ciencias Naturales e Industria). Una forma práctica de transportar productos gaseosos para uso industrial es comprimirlos en grandes recipientes esféricos o cilíndricos, que sirven como fuente energética para generadores termoeléctricos a gas.

Glosario.

  • Cohesión: fuerza de unión entre moléculas.
  • Licuefacción: proceso por el cual un gas pasa al estado líquido.
  • Hidrocarburo: compuesto orgánico formado por carbono e hidrógeno.
  • Propano: alcano de tres carbonos, normalmente gaseoso; al mezclarse con oxígeno se vuelve inflamable.
  • Butano: alcano de cuatro carbonos, normalmente gaseoso; al mezclarse con oxígeno se vuelve inflamable.

Pie de imagen: un cilindro de gas contiene hidrocarburos tan comprimidos que están en estado líquido; al disminuir la presión (cuando salen) se vaporizan y se difunden rápidamente.

2
Ejercicio 2

¿Por qué necesariamente los productos gaseosos deben almacenarse en recipientes cilíndricos o esféricos?

  1. Un gas ejerce presión en todas las direcciones sobre la pared interna del recipiente que lo contiene.
  2. En recipientes con aristas o esquinas, la presión genera concentraciones de esfuerzo (tensión) en esos bordes, que son puntos débiles donde puede producirse una rotura o explosión.
  3. En una esfera o un cilindro (de tapas curvas), la presión se distribuye de manera uniforme sobre toda la superficie, sin puntos de concentración de tensiones.
  4. Además, al ser superficies lisas y continuas, soportan mejor la compresión y son más resistentes y seguros para transportar gases a alta presión.
Respuesta

porque en superficies esféricas o cilíndricas, sin aristas ni esquinas, la presión interna del gas se distribuye uniformemente, evitando puntos de concentración de tensión que podrían romper el recipiente; así se garantiza seguridad al almacenar gases comprimidos.

3
Ejercicio 3

Calcule la presión manométrica de un tanque si la presión absoluta es de 8{,}5 \, \text{atm} y la presión atmosférica es de 1 \, \text{atm}.

  1. Se usa la relación de la tabla: P_{man} = P_{abs} - P_{atm}.
  2. Se sustituyen los valores: P_{man} = 8{,}5 \, \text{atm} - 1 \, \text{atm}.
  3. Se realiza la resta: P_{man} = 7{,}5 \, \text{atm}.
Respuesta

P_{man} = 7{,}5 \, \text{atm}.

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4
Ejercicio 4

Si la presión atmosférica es de 1 \, \text{atm} y la manométrica de 4 \, \text{atm}, determine la presión absoluta.

  1. Relación: P_{abs} = P_{atm} + P_{man}.
  2. Sustitución: P_{abs} = 1 \, \text{atm} + 4 \, \text{atm}.
  3. Resultado: P_{abs} = 5 \, \text{atm}.
Respuesta

P_{abs} = 5 \, \text{atm}.

Contenido de la página

Licuefacción de los gases por efecto de la presión

Recordemos que al hablar de fluidos se incluyen dos estados de la materia: líquidos y gases. Las moléculas de un gas están mucho más separadas que las de un líquido.

Las moléculas de un gas tratan de ocupar la mayor cantidad de volumen, por lo que se difunden rápidamente. Esta relación entre el espacio ocupado y la presión es inversamente proporcional al volumen de un gas. Si se aplica mayor presión en un recipiente con un determinado gas, este tiende a comprimirse, a ocupar menos volumen, hasta que las moléculas quedan tan juntas que comienzan a actuar las fuerzas de cohesión intermoleculares y el gas pasa al estado líquido. Este proceso se conoce como licuefacción de un gas.

La licuefacción se demuestra al comprar un cilindro de gas doméstico: contiene hidrocarburos como propano y butano, que a presión atmosférica normal estarían gaseosos; al almacenarse en un recipiente cerrado a mayor presión, pasan al estado líquido.

El mismo fenómeno, a menor escala, se observa en las fosforeras a gas de plástico transparente: se ve un líquido (hidrocarburo) y al accionar el encendedor, con menor presión exterior, el líquido pasa al estado gaseoso y se difunde.

Tabla: Relaciones entre los diferentes tipos de presión

Relación Fórmula
Presión atmosférica P_{atm} = P_{abs} - P_{man}
Presión absoluta P_{abs} = P_{atm} + P_{man}
Presión manométrica P_{man} = P_{abs} - P_{atm}
Presión vacuométrica P_{vac} = P_{abs} - P_{atm}

Interdisciplinariedad: Ciencias Naturales e Industria

Una forma práctica de transportar productos con gas para uso industrial es comprimirlos en grandes recipientes esféricos o cilíndricos, los cuales servirán como fuente energética para generadores termoeléctricos a gas.

Pregunta del recuadro: ¿Por qué necesariamente los productos gaseosos deben almacenarse en recipientes cilíndricos o esféricos?

Glosario

  • cohesión: Fuerza de unión.
  • licuefacción: Proceso por el cual un gas pasa al estado líquido.
  • hidrocarburo: Compuesto orgánico formado por carbono e hidrógeno.
  • propano: Hidrocarburo saturado o alcano de tres carbonos, que se encuentra normalmente en estado de gas. Al mezclarse con oxígeno, se vuelve inflamable.
  • butano: Hidrocarburo saturado o alcano de cuatro carbonos, que se encuentra normalmente en estado de gas. Al mezclarse con oxígeno, se vuelve inflamable.

Pie de imagen: Un cilindro de gas contiene en su interior hidrocarburos tan comprimidos que se encuentran en estado líquido. Al momento de disminuir la presión (que es cuando salen los hidrocarburos), estos se vaporizan y se difunden rápidamente.

Objetivo de aprendizaje CN.4.3.12: Explicar, con el apoyo de modelos, la presión absoluta en relación con la presión atmosférica e identificar la presión manométrica.

Ejemplos resueltos

Un tanque de gas tiene una presión absoluta de 8{,}5 \, \text{atm} y la presión atmosférica es de 1 \, \text{atm}. ¿Cuál es la presión manométrica?

  1. P_{man} = P_{abs} - P_{atm}
  2. P_{man} = 8{,}5 \, \text{atm} - 1 \, \text{atm} = 7{,}5 \, \text{atm} Respuesta: P_{man} = 7{,}5 \, \text{atm}.

Tabla

Relación Fórmula
Presión atmosférica P_{atm} = P_{abs} - P_{man}
Presión absoluta P_{abs} = P_{atm} + P_{man}
Presión manométrica P_{man} = P_{abs} - P_{atm}
Presión vacuométrica P_{vac} = P_{abs} - P_{atm}

Fórmulas y ecuaciones

Presión absoluta = presión atmosférica + presión manométrica

Presión manométrica = presión absoluta − presión atmosférica

La presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales

P_{atm} = P_{abs} - P_{man}

P_{abs} = P_{atm} + P_{man}

P_{man} = P_{abs} - P_{atm}

P_{vac} = P_{abs} - P_{atm}

V \propto \dfrac{1}{P} \ (\text{a temperatura constante})

Glosario (7)

cohesión
Fuerza de unión entre las moléculas de una sustancia.
licuefacción
Proceso por el cual un gas pasa al estado líquido al aumentar la presión.
hidrocarburo
Compuesto orgánico formado por carbono e hidrógeno.
propano
Alcano de tres carbonos, normalmente gaseoso; con oxígeno se vuelve inflamable.
butano
Alcano de cuatro carbonos, normalmente gaseoso; con oxígeno se vuelve inflamable.
presión manométrica
Diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica.
presión vacuométrica
Presión medida por debajo de la presión atmosférica; se expresa como diferencia respecto a ella.

Preguntas para practicar

¿Por qué necesariamente los productos gaseosos deben almacenarse en recipientes cilíndricos o esféricos?

Porque en superficies esféricas o cilíndricas no hay aristas ni esquinas donde se concentren las tensiones: la presión del gas se distribuye uniformemente sobre toda la pared, lo que hace al recipiente más resistente y seguro para contener gases a alta presión.

¿Qué relación existe entre el espacio ocupado por un gas y su presión?

Son inversamente proporcionales: al aumentar la presión sobre un gas en un recipiente cerrado, su volumen disminuye; si la presión disminuye, el gas se expande y ocupa mayor volumen.

¿Qué ocurre con el hidrocarburo líquido de la fosforera cuando se acciona el encendedor?

Al accionarlo la presión exterior sobre el líquido disminuye, por lo que el hidrocarburo pasa del estado líquido al gaseoso (se vaporiza) y se difunde rápidamente para alimentar la llama.

Temas y conceptos clave

Licuefacción de los gases por efecto de la presiónRelaciones entre los tipos de presiónAlmacenamiento de gases comprimidoslicuefaccióncohesión intermolecularhidrocarburopresión absolutapresión atmosféricapresión manométricapresión vacuométricapropanobutano
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Figuras de la página (1)

Grandes tanques esféricos de almacenamiento de gas a presión en una instalación industrial nocturna.
Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué es la licuefacción de un gas y qué la provoca?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cuál es la diferencia entre presión absoluta y presión manométrica?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué los gases comprimidos se almacenan en recipientes esféricos o cilíndricos?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Estados de la materia y características de líquidos y gases
  • • Concepto de presión y unidades de presión
  • • Noción de presión atmosférica
Siguiente tema sugerido
Ejercicios de conversión y aplicación de las relaciones entre los tipos de presión
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 3217 caracteres

Relaciones entre los diferentes tipos de presión

Presión atmosférica = presión absoluta — presión manométrica

Presión absoluta = presión atmosférica + presión manométrica

Presión manométrica = presión absoluta — presión atmosférica

Presión vacuométrica = presión absoluta — presión atmosférica

Archivo editorial

Licuefacción de los gases por efecto de la presión

Recordemos que al hablar de fluidos se incluyen dos estados de la materia que presentan estas propiedades: líquidos y gases. Sin embargo, las mo- léculas de un gas están mucho más separadas que las moléculas de un líquido,

En virtud de esto, las moléculas de un gas tratan de ocupar la mayor can- tidad de volumen; por ello, se difunden rápidamente. Esta relación entre el espacio ocupado y la presión es inversamente proporcional al volumen de un gas. Se explicaría entonces que si se aplica mayor presión en un recipiente con un determinado gas, este tiende a comprimirse, a ocupar menos espacio, menos volumen, hasta que en un momento determinado están tan juntas unas moléculas de gas con otras, que comienzan a actuar las fuerzas de cohesión intermoleculares, y el gas pasa al estado líquido. Este proceso se conoce como licuefacción de un gas.

La licuefacción se puede demostrar fácilmente cuando compramos un ci- lindro de gas de uso doméstico. Este contiene en su interior hidrocarburos como propano y butano, que a la presión atmosférica normal estarían en estado gaseoso. Sin embargo, al estar almacenados en un recipiente cerra- do a una mayor presión, los gases han pasado al estado líquido (licuefac- ción de un gas).

Este mismo fenómeno, pero a menor escala, se observa en las fosforeras a gas, hechas de plástico transparente. En su interior se observa un líquido, que corresponde a un hidrocarburo, pero cuando se acciona el encende- dor, la presión exterior atmosférica es menor, por lo que ese hidrocarburo líquido pasa al estado gaseoso.

A. Un cilindro de gas contiene en su interior hidrocarburos tan comprimidos que se encuentran en estado líquido. Al momento de disminuir la presión (que es cuando salen los hidrocarburos), estos se vaporizan y se difunden rápidamente.

Shutterstock, 37485291

(on Ciencias Naturales e industria

Una forma práctica de transpor- tar productos con gas para uso industrial es comprimirlos en grandes recipientes esféricos o cilíndricos, los cuales servirán como fuente energética para ge- neradores termoeléctricos a gas.

isciplinariedad

¿Por qué necesariamente los productos gaseosos deben al- macenarse en recipientes cilín- dricos o esféricos?

cohesión. Fuerza de unión.

licuefacción. Proceso por el cual un gas pasa al estado líquido.

hidrocarburo. Compuesto or- gánico formado por carbono e hidrógeno.

propano. Hidrocarburo saturado o alcano de tres carbones, que se encuentra normalmente en estado de gas. Al mezclarse con oxígeno, se vuelve inflamable,

butano. Hidrocarburo saturado oalcano de cuatro carbones, que se encuentra normalmente en estado de gas. Al mezclarse con oxígeno, se vuelve inflamable.

CN.4,3.12. Explicar, con el apoyo de modelos, la presión absoluta en relación con la presión atmosférica e identificar la presión manométrica.

Shutterstock, 135790334.

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