Wikiversity
Contenidos
La ley experimental de los gases consiste en la combinación de la ley de Charles, la ley de Boyle-Mariotte y la ley de Gay-Lussac. Estas leyes se refieren a cada una de las variables que son presión, volumen y temperatura absoluta.
La ley de Charles establece que el volumen y la temperatura absoluta son directamente proporcionales cuando la presión es constante.
La ley de Boyle afirma que presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí a temperatura constante.
Finalmente, la ley de Gay-Lussac introduce una proporcionalidad directa entre la presión y la temperatura absoluta, siempre y cuando se encuentre a un volumen constante.
La interdependencia de estas variables se muestra en la ley de los gases combinados, que establece claramente que:
La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.
Matemáticamente puede formularse como:
Donde:
- P es la presión
- V es el volumen
- T es la temperatura absoluta (en kelvins)
- K es una constante (con unidades de energía dividido por la temperatura) que dependerá de la cantidad de gas considerado.
Donde presión, volumen y temperatura se han medido en dos instantes distintos 1 y 2 para un mismo sistema.
En adición de la ley de Avogadro al rendimiento de la ley de gases combinados se obtiene la ley de los gases ideales.
Derivación a partir de las leyes de los gases
Ley de Charles muestra que el volumen es proporcional a temperatura absoluta:
(2)
Ley de Gay-Lussac dice que la presión es proporcional a la temperatura absoluta:
(3)
donde P es la presión, V el volumen y T la temperatura absoluta de un gas ideal.
Mediante la combinación de (2) o (3) podemos obtener una nueva ecuación con P, V y T.
Definiendo el producto de K2 por K3 como K4:
Multiplicando esta ecuación por (1):
Definiendo k5 como el producto de k1 por k4 reordenando la ecuación:
Sacando raíz cuadrada:
Renombrando la raíz cuadrada de k5 como K nos queda la ecuación general de los gases:
Aplicaciones
La ley de los gases combinados se puede utilizar para explicar la mecánica que se ven afectados de presión, temperatura y volumen. Por ejemplo: los acondicionadores de aire, refrigeradores y la formación de nubes.
Véase también
Enlaces externos
- Applet de Java interactivo en la ley de los gases combinados por Wolfgang Bauer
Referencias
- Raff, Lionel. Principles of Physical Chemistry. New Jersey: Prentice-Hall 2002