La respuesta es tan simple que hasta parece sensual…
Primero, especifiquemos. ¿Qué es lo que sube? En este caso, fluídos, en general cualquier medio compuesto por partículas que gocen de libertad y no estén atadas entre ellas. Pongamos el ejemplo de las partículas de gas en la atmósfera, porque es extrapolable a los demás.
Imaginando las moléculas y átomos flotando, uno se pregunta qué las mueve a subir o bajar dependiendo de la temperatura que posean. En principio, simplificando mucho la realidad, las moléculas y átomos se comportan como entes que pueden vibrar de ciertas maneras al aumentar su temperatura, más vibración cuanto más aumenta.
Pongamos ahora un conjunto de estas partículas en un volumen determinado, y sumemos cierto movimiento producido por la energía cinética de estas partículas que se mueven erráticas, colisionando unas con otras y con las paredes del recipiente. Es fácil imaginar que al aumentar la temperatura, la velocidad de las partículas aumenta y así las colisiones son más fuertes, por tanto se tenderá a una mayor distancia entre cuerpos.
Una vez comprendido esto, describamos el concepto de densidad. La densiad mide la cantidad de algo en un cierto volumen, así pues, si hay cinco partículas en una caja de un metro cúbico, tendremos una densidad de cinco partículas por metro cúbico. Fácil. En la caja anterior, al estar cerrada, la densidad se mantiene aunque cambie la temperatura.
En el caso que nos ocupa, habremos de ir más allá. Consideremos ahora la atmósfera, con todas sus infinitas partículas, átomos y moléculas vibrando aquí y allá. A continuación, parcelemos un volumen determinado que contenga cierto número de partículas, pongamos 48, para simplificar. Si aumentase la temperatura, al parcelar un volumen de gas obtendríamos menos partículas debido a que se empujan entre ellas dejando más espacio, por ejemplo, 26. La parcela aprisiona el mismo volumen, pero la cantidad de partículas es diferente, es decir, ha cambiado la densidad…
Podemos decir que un gas caliente es menos denso que un gas frío, es un avance importante. Solo que da un detalle: la gravedad. Esta afecta por igual a todas las partículas, sin embargo, 26 partículas en conjunto pesan menos que 48… Un gas más denso y frío pesa más que uno caliente, por tanto…
La Tierra atrae con más intensidad a fuídos fríos porque son más densos, y estos se acumulan en la superficie, dejando un hueco donde estaban originariamente, que es rellenado…sí, por las partículas más caliente.
Llegamos a la conclusión de que lo caliente no sube…bueno, sí lo hace, pero empujado por lo frío, que desciende.
Fotos:
- https://www.pinterest.es/girdy12/hot-air-balloons/
- http://www.learner.org/jnorth/tm/monarch/thermal_lesson.html
- http://fowlerearthscience.weebly.com/earth-science-2-daily-warm-up/warm-up-why-does-hot-air-rise-and-cold-are-fall-downward
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