Las leyes de los gases
Ya hemos establecido que los gases están formados por partículas que se mueven rápidamente y están muy separadas. Este comportamiento nos permite describir su estado mediante tres variables principales: Presión (P), Volumen (V) y Temperatura (V).
Las Leyes de los Gases Ideales (o Leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac) nos indican cómo se relacionan estas tres variables cuando una de ellas se mantiene constante.
1. Ley de Boyle-Mariotte (Relación Presión-Volumen)
Esta ley estudia lo que sucede cuando la Temperatura (T) se mantiene constante (procesos isotérmicos).
El Experimento Clave: Si comprimes un gas en un recipiente cerrado (disminuyes el volumen), las partículas chocarán con las paredes con más frecuencia, aumentando la presión.
La Ley:
A temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión ejercida sobre él.
Matemáticamente, esto se expresa como:
P·V = constante o P1·V1 = P2·V2
- Si duplicas la presión (P), el volumen se reduce a la mitad (V/2).
2. Ley de Charles (Relación Volumen-Temperatura)
Esta ley se centra en lo que ocurre cuando la Presión (P) se mantiene constante (procesos isobáricos).
El Experimento Clave: Si calientas un globo (aumentas T), este se infla más (aumenta V) porque las partículas se mueven más rápido y empujan más fuerte contra la pared del globo, manteniendo la presión interna igual a la externa.
La Ley:
A presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (medida en Kelvin, K).
Matemáticamente, esto se expresa como:
V/T = constante o V1/T1=V2/T2
¡Importante! Para usar esta ley, la temperatura siempre debe estar en Kelvin (K).
Temperatura en K = Temperatura en °C + 273.15
3. Ley de Gay-Lussac (Relación Presión-Temperatura)
Esta ley examina el caso en que el Volumen ($V$) se mantiene constante (procesos isocóricos).
El Experimento Clave: Si calientas un gas en una botella metálica sellada (volumen fijo), la presión interna aumenta peligrosamente porque las partículas más rápidas chocan con mayor fuerza contra las paredes fijas.
La Ley:
A volumen constante, la presión de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta (medida en Kelvin, K).
Matemáticamente, esto se expresa como:
P/T = constante o P1/T1 = P2/T2
🌟 La Ley General de los Gases
Cuando ninguna de las tres variables (P, V, V) es constante, combinamos las tres leyes anteriores en una sola ecuación, conocida como la Ley General de los Gases:
P1·V1/T1 = P2·V2/T2
Esta fórmula es una herramienta poderosa para resolver problemas donde cambian las tres condiciones simultáneamente.
Reto para ti: Si tienes un globo con un volumen de 2.0 l a 27 °C y lo introduces en un congelador donde la temperatura baja a -3 °C, ¿ cuál será su nuevo volumen si la presión se mantiene igual? (Recuerda pasar las temperaturas a Kelvin).
Aquí te dejo un vídeo donde te lo explico:
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