¿Por qué el aire se expande en el vacío?

Imagina que tienes una jarra de aire. Dentro del frasco hay un montón de moléculas de aire y cada una de esas moléculas de aire tiene energía. Están constantemente rebotando alrededor del frasco. Ellos rebotan unos de otros y rebotan de los lados o del frasco. La velocidad promedio de una molécula de aire, a temperatura y presión ambiente es de 500 metros por segundo. Eso significa que la molécula de aire promedio, sin obstáculos, podría recorrer la longitud de cuatro y medio campos de fútbol en un solo segundo.

Ahora imagine que transferimos esa misma cantidad de aire a un frasco más grande. Cada molécula sigue zumbando, rebotando en otras moléculas y en los lados del frasco. El volumen del gas ha aumentado y su densidad ha disminuido.

Hagamos el frasco más grande, de nuevo.

Una vez más, esas moléculas de aire todavía están rebotando a gran velocidad. Ahora hay más espacio disponible, por lo que se golpean con menos frecuencia, pero aún así rebotan en los lados y cambian de dirección. Si este frasco mide aproximadamente un metro de ancho, cada molécula puede rebotar hasta 500 lados en un solo segundo. Podemos seguir haciendo que el frasco sea más grande y seguirán rebotando.

Entonces, simplemente eliminemos el jar.

Estamos mirando el espacio vacío porque las moléculas de aire tienen todo, sin límites para detenerlos, expandido fuera de la pantalla.

Imagina que tienes una bañera grande y vacía. Esto representa un vacío.

Ahora imagine dejar caer una pila de rodamientos de bolas en una esquina de la bañera. Todos se acomodan en un grupo. Esto representa las moléculas de un sólido, de baja energía y más o menos pegadas en un gran grupo.

Ahora agite bien la bañera. Esto representa agregar energía. Los rodamientos de bolas ahora comenzarán a volar más o menos al azar, rebotando en las paredes de la bañera y uno contra el otro. Ahora se comportan como las moléculas en un gas con un estado de energía mucho más alto. Mientras continúa sacudiendo la bañera, los rodamientos de bolas se distribuirán de manera más o menos uniforme. Esto representa que nuestro gas se ha expandido para llenar el vacío.

El vacío crea una concentración extremadamente baja de cualquier cosa contenida en el interior, tal es el trabajo de un vacío. Como la concentración es tan baja, las partículas tienen mucho más espacio para moverse. La densidad de las partículas disminuye y se expande porque no se mantienen juntas.