El gas es uno de los estados de la materia más comunes en la naturaleza, pero ¿por qué a veces se convierte en líquido? Esta transformación se debe a diversos factores como la temperatura y la presión, lo cual tiene implicaciones importantes en la industria y en la vida cotidiana. En este artículo exploraremos las razones por las cuales el gas puede convertirse en líquido y sus consecuencias.
Porque el gas es liquido
Para el comportamiento térmico de las partículas de la materia, existen cuatro cantidades medibles que son esenciales: presión, volumen, temperatura y masa del material (o mejor aún, cantidad de sustancia, medida en moles). Se considera a cualquier gas como un fluido debido a las propiedades que le permiten actuar de tal manera.
Sus moléculas, en constante movimiento, colisionan de forma elástica entre sí y contra las paredes del contenedor que guarda al gas, ejerciendo una presión constante. Si se calienta el gas, esta energía térmica se transforma en energía cinética de las moléculas, es decir, las moléculas se mueven más rápido, aumentando así el número y la energía de los choques contra las paredes del contenedor. Como resultado, la presión del gas aumenta y si las paredes del contenedor no son rígidas, también lo hace el volumen del gas.
Un gas tiende a ser químicamente activo debido a su gran superficie molecular, lo que significa que, dado que sus partículas están en constante movimiento y chocando entre sí, facilita el contacto entre una sustancia y otra, acelerando la velocidad de reacción en comparación con los líquidos o sólidos.
Para entender mejor el comportamiento de un gas, los estudios siempre se realizan en relación con el gas ideal, aunque este en realidad no existe. Algunas de las propiedades de este son:
Una sustancia gaseosa pura está compuesta por moléculas del mismo tamaño y masa. Una mezcla de sustancias gaseosas está compuesta por moléculas de diferentes tamaños y masas.
Debido a la gran distancia entre las moléculas y a su alta velocidad de movimiento, se considera que las fuerzas de atracción entre las moléculas son insignificantes.
El tamaño de las moléculas del gas es muy pequeño, por lo que el volumen que ocupan las moléculas es despreciable en comparación con el volumen total del contenedor. La densidad de un gas es muy baja.
Las moléculas de un gas están en constante movimiento a alta velocidad, por lo que chocan de manera elástica de forma continua entre sí y contra las paredes del contenedor que las contiene.
Para explicar el comportamiento de los gases, las teorías modernas utilizan tanto la estadística como la teoría cuántica, además de experimentar con gases de diferentes propiedades o propiedades límite, como el UF6, que es el gas más pesado conocido.
Un gas no tiene una forma ni un volumen definido; se caracteriza por la escasa cohesión y la gran energía cinética de sus moléculas, las cuales están en constante movimiento.
¿Cómo se convierte el gas en líquido?
Para transformar el Gas Natural en estado líquido, se enfría el gas procesado hasta alcanzar aproximadamente -162 °C. A esta temperatura, el metano CH4 —que es el principal componente del gas natural— se licua.
El proceso de licuefacción es parecido al de la refrigeración convencional: los gases refrigerantes se comprimen para producir líquidos fríos como propano, etano/etileno, metano, nitrógeno o combinaciones de estos, que luego se evaporan mientras intercambian calor con el flujo de gas natural.
Así, el gas natural se enfría hasta el punto de convertirse en líquido. Una vez licuado el gas, se somete a un efecto Joule-Thomson o expansión con extracción de trabajo para poder almacenarlo a presión atmosférica. El Gas Natural Licuado (GNL) resultante se guarda en depósitos especiales para su posterior traslado a tanques de transporte específicos.
¿Por qué el gas de un encendedor es líquido?
En las regiones donde, por varias razones, no se dispone de suministro de gas natural, es necesario recurrir a otros gases combustibles para aplicaciones como la calefacción, la generación de agua caliente, las cocinas y los procesos industriales. Debido a que un gas en estado líquido ocupa un volumen considerablemente menor que en estado gaseoso, los gases se almacenan y transportan en forma líquida dentro de botellas o tanques metálicos a presión, ofreciendo suministros prácticos.
Este es el método utilizado para licuar gases combustibles como el propano y el butano. El butano y el propano también son conocidos como gases licuados del petróleo o GLP. Estos se pueden licuar fácilmente a temperaturas no extremas y presiones moderadas (presiones alrededor de 12 kg/cm2 y temperaturas en el rango de 10 ºC a -40 ºC), lo que los hace muy adecuados como combustibles gaseosos para su uso en áreas rurales o aisladas.
¿Cómo funciona el gas líquido?
El GLP (Gas Licuado de Petróleo) no tiene color ni olor. Para facilitar la detección de posibles fugas, se le añade un agente con un olor fuerte y distintivo. Bajo condiciones normales de temperatura, el GLP se presenta como gas.
Sin embargo, si se somete a presiones moderadas o se enfría, cambia a estado líquido. En esta forma líquida, es más sencillo su transporte y almacenamiento. Habitualmente, una vez que ha sido enfriado o presurizado, el GLP se guarda en recipientes fabricados de acero o aluminio.
¿Por qué se licua el gas natural?
Motivos para licuar el gas natural: Comúnmente, el gas natural se transporta a través de tuberías subterráneas, sin embargo, para recorridos largos, es más rentable utilizar barcos. Para hacer posible su traslado de esta manera, es imprescindible licuar el gas natural, ya que a la presión atmosférica y a temperatura ambiente, ocupa un espacio significativo.
El gas se convierte en líquido cuando se reduce su temperatura y aumenta su presión. Esto es útil para almacenarlo y transportarlo en menor volumen. Además, algunos gases líquidos tienen aplicaciones en la industria y la medicina.
