¿Qué y cuáles son los materiales que se reducen de tamaño momentáneamente al presionarlos?
El proceso de reducción del tamaño o volumen de un material al aplicar sobre el mismo una presión se denomina compresión. Los materiales que se pueden comprimir fácilmente al presionarlos se les denomina materiales compresibles.
Un material compresible se puede definir, entonces, como cualquier sustancia o combinación de sustancias cuyo volumen se pueda reducir significativamente con la aplicación de una presión relativamente baja.
En principio, todas las sustancias en la naturaleza se pueden comprimir en mayor o menor grado al aplicar cualquier presión sobre su superficie. Sin embargo, algunas sustancias como los sólidos y los líquidos se comprimen muy poco o requieren presiones extremadamente altas para poder cambiar significativamente su volumen.
Lo que hace que un material sea compresible, es que sea fácil de comprimir, no que se pueda comprimir.
¿Por qué algunos materiales son más fáciles de comprimir que otros?
Todas las sustancias están formadas por pequeñas partículas llamadas átomos. En principio, nos podemos imaginar estos átomos como pequeñas esferitas diminutas (pequeñas canicas). Dependiendo de la sustancia de que se trate (agua, un pedazo de roca, aire, etc.) estos átomos están más cercanos o alejados unos de otros.
Por ejemplo, en el caso de los gases, los átomos están muy separados entre sí. Esto significa que hay mucho espacio y pocas partículas, y se puede reducir el espacio fácilmente (disminuir su volumen) sin que los átomos choquen entre sí. Esto hace que los gases sean fáciles de comprimir.
En cambio, en los sólidos y en los líquidos, los átomos se encuentran muy cercanos. De hecho, podemos imaginar a un líquido como una bolsa llena de canicas en las que todas están en contacto entre sí, pero tienen cierta libertad de movimiento. Por otro lado, un sólido sería como tomar la bolsa de canicas y añadirle pegamento.
En cualquiera de estos dos casos, es fácil ver que el poco espacio entre los átomos no permite que estos se acerquen más entre sí, sin importar cuanta presión ejerzamos. Por esta razón, los materiales sólidos y líquidos no son compresibles. Decimos que son incompresibles.
Sólidos compresibles
En base a la sección anterior, la conclusión lógica es que solo los gases son materiales compresibles. Sin embargo, podemos hacernos la pregunta ¿los sólidos pueden ser compresibles? La respuesta es que sí, pero esto depende de las características del material.
Si tomamos un bloque sólido de hierro o una roca, por ejemplo, está claro que estos materiales (que son indudablemente sólidos) no se pueden comprimir fácilmente.
Sin embargo, hay sólidos que son flexibles y que se pueden fabricar de manera tal que contengan huecos y mucho espacio vacío en su interior, en cuyo caso, al presionar la superficie, podemos deformar y aplastar el material reduciendo su volumen.
Un ejemplo claro de esto es una esponja. Las esponjas son materiales que tienen forma propia y que son capaces de resistir el corte (con un cuchillo, por ejemplo). Esto significa que las esponjas son materiales sólidos. Sin embargo, estas poseen grandes cantidades de espacio vacío en su interior por lo que fácilmente podemos comprimirlas con nuestras manos.
Propiedades de los materiales compresibles
Algunas de las propiedades más importantes de los materiales compresibles son:
Muchos están formados por sustancias gaseosas.
Como mencionamos anteriormente, todos los gases son sustancias compresibles independientemente del tipo de gas del que se trate.
Tienen una alta compresibilidad
La compresibilidad es una propiedad física de los materiales que mide qué tan fácil es comprimirlos. Como los materiales compresibles son aquellos que son fáciles de comprimir, entonces estos, por definición, tienen una compresibilidad alta.
En general, sus partículas están muy separadas entre sí, o contienen mucho espacio vacío en su interior.
Este hecho es el que hace que los gases sean compresibles. También es lo que permite que los materiales como las esponjas también lo sean.
Generalmente tienen densidades muy bajas.
Por el mismo hecho de estar formados por pocas partículas y mucho espacio vacío, los materiales compresibles casi siempre son sustancias poco densas.
Los sólidos compresibles suelen estar formados por sustancias elásticas.
Al aplastar una esponja y luego soltarla, esta recupera su forma original. Esto se debe a que el material del que está fabricada es un material elástico (como un resorte).
Algo similar ocurre con los gases. Por ejemplo, si presionamos el émbolo de una inyectadora llena de aire mientras tapamos con un dedo la salida, logramos reducir su volumen (lo comprimimos). Sin embargo, al dejar de aplicar presión sobre el émbolo, el aire vuelve a expandirse hasta su volumen original.
Ejemplos de materiales compresibles
El aire
El aire es una mezcla gaseosa de nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua y otros gases. Al estar formado por gases, el aire es un material compresible.
Las esponjas
Como se explicó anteriormente, las esponjas son materiales compresibles ya que poseen mucho espacio vacío en su interior. Esto permite que los átomos que conforman a la esponja se puedan acercar entre sí sin que choquen.
Algunos plásticos
Algunos plásticos de baja densidad son fácilmente compresibles a pesar de ser sólidos y de no tener huecos en su estructura.
Las espumas o plásticos expandidos
Las espumas y los plásticos expandidos son similares a las esponjas en que poseen huecos llenos de aire que se pueden comprimir fácilmente.
El gas natural
El gas natural es una combinación de sustancias gaseosas denominadas hidrocarburos. Estos incluyen gases como el butano y el propano que quemamos en las cocinas a gas, el metano que producen algunas bacterias al descomponer los alimentos, y el acetileno que se utiliza en los sopletes para soldar y cortar metal. Todas estas sustancias, por ser gaseosas, son compresibles.
Referencias
- AAQuímica.net. (s. f.). Ejemplos de Materiales Compresibles. Recuperado de https://www.quimicas.net/2019/10/ejemplos-de-materiales-compresibles.html
- AAQuímicas.es. (s. f.). Compresibilidad. Recuperado de https://www.quimica.es/enciclopedia/Compresibilidad.html
- Los gases. (2020, October 29). Recuperado de https://espanol.libretexts.org/@go/page/1867