Quizás hayamos tenido esta experiencia: en una calurosa tarde de verano, después de la escuela, cuando nos preparamos para ir a casa en bicicleta, descubrimos que el neumático de la bicicleta, después de haber estado expuesto al sol, se ha desinflado. Aunque esto es un pequeño inconveniente, puede arruinar nuestro buen humor del día. ¿Por qué se desinfla el neumático de la bicicleta?
Todos los objetos tienen la propiedad de expandirse y contraerse con el calor y el frío. Por ejemplo, cuando hervimos agua en una olla, el agua no debe llenar demasiado la olla, ya que el agua se expandirá debido al calor y se desbordará. Si observamos con atención, veremos que el agua no permanece inmóvil durante la ebullición. El agua del fondo de la olla se expandirá debido al calor y será menos densa que el agua de arriba, por lo que subirá. Del mismo modo, en los días de verano, cuando disfrutamos de un helado refrescante, notamos que el «aire frío» fluye hacia abajo alrededor del helado. Esto se debe a que el aire que está en contacto con el helado se enfría, se contrae y se vuelve más denso que el aire circundante, por lo que fluye hacia abajo.
En verano, no solo el aire está muy caliente, sino también el suelo está calentado por el sol. El aire del neumático de la bicicleta, después de haber sido expuesto al sol, se expandirá y ejercerá una presión constante sobre el neumático. Si el neumático está demasiado inflado o tiene zonas débiles, puede reventar. Las personas con experiencia nos dicen que, para evitar que los neumáticos de las bicicletas se reventen en verano, no debemos inflarlos demasiado. Si el neumático está demasiado inflado, debemos desinflarlo un poco para dejar un margen de expansión del gas. Esto no solo ocurre con las bicicletas, sino también con los neumáticos de los coches, por lo que es importante hacer un buen mantenimiento de los neumáticos en verano.
La esencia de la expansión térmica y la contracción del gas radica en el movimiento térmico microscópico de las moléculas de gas. Cuanto más alta es la temperatura, más intenso es el movimiento térmico y menor es la fuerza de unión entre las moléculas de gas, lo que aumenta la distancia promedio entre ellas y, por lo tanto, aumenta el volumen macroscópico. Para un volumen fijo de gas, un aumento de la temperatura provocará un aumento de la presión del gas. Esta es la razón por la que las temperaturas muy altas pueden causar la reventa de los neumáticos.
El principio de la expansión térmica y la contracción del gas tiene muchas aplicaciones ingeniosas en la vida cotidiana. Si accidentalmente aplastamos una pelota de ping pong, podemos colocarla en un recipiente con agua caliente y, en poco tiempo, la pelota volverá a su forma redonda. Esto se debe a que el aire dentro de la pelota se expandirá debido al calor y la hará redonda de nuevo.