Página 16 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Recuerda que la Ley de Boyle se aplica a procesos isotérmicos (temperatura constante). Para contestar:
1. Identifica qué ocurre con el gas dentro del airbag al inflarse (volumen grande, presión moderada).
2. Piensa qué sucede cuando el ocupante lo comprime (volumen menor, presión mayor).
3. Relaciona cada cambio con la ecuación $$P_1V_1 = P_2V_2$$.
4. Concluye cómo esos cambios protegen al pasajero.

Pista adicional: El gas inflador suele ser nitrógeno generado por descomposición química; su comportamiento sigue las leyes de los gases ideales.

Análisis del problema:
La consigna pide justificar la relación entre el funcionamiento de un airbag y la Ley de Boyle, que establece que, a temperatura constante, la presión ($$P$$) de un gas es inversamente proporcional a su volumen ($$V$$): $$P \propto \frac{1}{V}$$.

Resolución paso a paso:

1. Inflado inicial del airbag:
   · Al detectarse una colisión, una pastilla de azida de sodio ($$\text{NaN}_{3}$$) se descompone violentamente y produce nitrógeno gaseoso.
   · Este gas ocupa, en fracciones de segundo, el interior de la bolsa.
   · Como la temperatura no cambia sustancialmente en ese instante (aproximación isotérmica), la rapidez del llenado incrementa el volumen del gas y, según la Ley de Boyle, la presión interna se ajusta inversamente para no resultar lesiva.
2. Etapa de amortiguación:
   · Cuando el ocupante impacta la bolsa, esta se comprime.
   · Al disminuir el volumen ($$\downarrow V$$) del gas interior, la presión aumenta ($$\uparrow P$$) siguiendo $$P_1 V_1 = P_2 V_2$$.
   · Ese aumento de presión absorbe parte de la energía cinética del cuerpo, deteniendo al pasajero de forma más suave que un choque directo contra el volante o tablero.
3. Salida controlada del gas:
   · Para evitar una presión excesiva que pudiera lastimar, la bolsa posee pequeñas aberturas que permiten liberar el gas. Al aumentar el volumen disponible (bolsa + exterior), la presión vuelve a descender, de acuerdo con la misma ley.

Conclusión / Respuesta final:
El airbag funciona gracias a la relación inversa entre presión y volumen descrita por la Ley de Boyle. Al inflarse, el gas llena rápidamente un gran volumen generando una presión adecuada; al comprimirse por el impacto, esa presión aumenta y amortigua el golpe, y posteriormente disminuye cuando el gas escapa, todo ello cumpliendo la ecuación $$P_1 V_1 = P_2 V_2$$.