¿El aire caliente tiene alta presión y el aire comprimido tiene alta presión?

La respuesta es ninguna de las anteriores. Puede tener aire caliente que tenga una presión más baja, una presión más alta o una presión igual al aire frío. Sin embargo, si desea concentrarse en un solo cuerpo de aire (como el aire en una habitación o el aire en un globo), podemos hablar sobre cómo los cambios afectan la presión.

La ecuación clave, como lo menciona el IEP en los comentarios, es$PV=nRT$dónde:

• P es la presión del gas
• V es el volumen del gas
• n es el número de moles de gas
• R es la constante de los gases ideales
• T es la temperatura (en kelvin)

Entonces podemos ver a partir de esta ecuación que si tomas una cantidad fija de gas (n no cambia) y aumentas su temperatura calentándolo, la presión o el volumen (o ambos) deben cambiar. Si hace ese calentamiento en una cámara cerrada, la presión aumentará. Esto lo llevaría a la idea de que el aire caliente está a alta presión, pero esa no es una afirmación del todo cierta. Lo cierto es que si calientas aire en un espacio cerrado, aumentarás su presión. Por otro lado, si calientas el aire en un recipiente abierto y sin tapa, la presión no aumentará en absoluto: el volumen aumentará.

El hecho de que el aire esté comprimido no lo convierte automáticamente en "caliente". Simplemente significa que tiene una presión alta. Si tiene experiencia con compresores, esto puede no ser intuitivo porque, en la práctica, encontrará que los compresores calientan bastante el aire (¡especialmente si está llenando tanques de aire para buceadores!). Sin embargo, eso es realmente una cuestión de ineficiencia. Los compresores de pistón toman un volumen inicial de aire y lo comprimen muy rápidamente en un volumen pequeño. Esto va a elevar la presión, la temperatura o ambas cosas. En la práctica, plantea ambos. Eso no es algo deseable: se desperdicia dinero para generar todo ese calor.

Finalmente, para tu modelo de colisiones, si tienes un gas caliente y un gas frío a la misma presión, lo que encontrarás es que el gas caliente tendrá menos colisiones, pero serán más enérgicos (mayor velocidad). El gas frío tendrá más colisiones, pero tendrán menos energía. Son dos enfoques diferentes para causar la misma presión.

Perdón por la necro-respuesta, pero esta pregunta me molestó por un tiempo y quería publicar los pensamientos que me ayudaron a entender el problema. Porque no podía entender cómo los dos podrían desacoplarse en absoluto , y pensé Temperatura = Presión.

Imagina que tienes una habitación grande y está vacía excepto por 10 átomos de hidrógeno. La temperatura del sistema es cuánta energía/velocidad tienen esos átomos. Entonces, si se mueven rápido, la temperatura es alta; si se mueven lentamente, la temperatura es fría. Ahora, eso no es lo mismo que presión. La presión es la cantidad de fuerza que se aplica a los lados de la habitación, empujando hacia afuera. Bueno, solo hay 10 átomos: habrá baja presión incluso si esos átomos están relativamente calientes, porque solo 10 átomos ejercen presión contra los lados del recipiente.

U otro experimento mental: imagina que tienes un recipiente de un gas ideal. No puedes calentar el gas sin hacer que se expanda; no puede cambiar el volumen del gas sin cambiar su temperatura, por lo que podría parecer Temperatura = Presión. Pero imagine dividir el recipiente en dos, dejar salir la mitad del gas y luego dejar que el gas se vuelva a expandir para llenar el recipiente. Entonces, el gas se enfría y se despresuriza durante esta expansión... pero ¿qué sucede cuando vuelves a calentar el gas a su temperatura original? La presión sube... ¡pero no tanto como antes! Porque la Ley de los Gases Ideales (Presión x Volumen = Constante x Recuento de Moléculas x Temperatura) - una de esas variables fue cambiada: Recuento de Moléculas. Se ha reducido a la mitad. Lo que significa que, si vuelves a calentar la temperatura a lo que era antes,

Entonces, ¿si desea un sistema de baja presión y alta temperatura? Que sea de baja masa. ¿Si desea un sistema de alta presión y baja temperatura? Empaca en muchas moléculas.

Cuento breve: la temperatura está muy relacionada con la presión... pero solo si la masa no cambia. Cambia la masa, cambia la relación entre temperatura y presión.