Leyes de los gases

  Ley de los gases

Las primeras leyes de los gases fueron desarrolladas desde finales del siglo XVII, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado, se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases.

• Ley de Charles

   

  La ley de Charles, o ley de los volúmenes, fue descubierta en 1787. Se dice que, para un gas ideal a presión constante, el volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta (en kelvin).
  Esto se puede encontrar utilizando la teoría cinética de los gases, o un recipiente con calentamiento o enfriamiento [sin congelar <0] con un volumen variable (por ejemplo, un frasco cónico con un globo).
  

  ${\displaystyle V=k_{2}T\,}$

  donde T es la temperatura absoluta del gas (en kelvin) y k₂ (en m³·K⁻¹) es la constante producida.
  
  
  
  
  
  

  • Ley de Gay-Lussac

      

    
    Postula que las presiones ejercidas por un gas sobre las paredes del recipiente que lo contienen son proporcionales a sus temperaturas absolutas cuando el volumen es constante.
     
    

    ${\displaystyle P=k_{3}T\qquad }$

    

    ${\displaystyle P=k_{3}T\qquad }$

  
  
  •  Combinación y leyes de los gases ideales
  
  
  
  Ley de Boyle establece que el producto presión-volumen es constante:
  

  ${\displaystyle PV=k_{1}\qquad (1)}$

  Ley de Charles muestra que el volumen es proporcional a temperatura absoluta:
  

  ${\displaystyle V=k_{2}T\qquad (2)}$

  Ley de Gay-Lussac dice que la presión es proporcional a la temperatura absoluta:
  

  ${\displaystyle P=k_{3}T\qquad (3)}$

  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.
  

  ${\displaystyle PV=k_{2}{k}_{3}{T}^{2}}$

  Definiendo el producto de k₂ por k₃ como k₄ :
  

  ${\displaystyle PV=k_{4}{T}^{2}}$

  Multiplicando esta ecuación por (1):
  

  ${\displaystyle {(PV)}^{2}={k}_{1}k_{4}{T}^{2}}$

  Definiendo k₅ como el producto de k₁ por k₄ reordenando la ecuación:
  

  ${\displaystyle {\frac {{(PV)}^{2}}{{T}^{2}}}={k}_{5}}$

  Sacando raíz cuadrada:
  

  ${\displaystyle {\frac {PV}{T}}={\sqrt {{k}_{5}}}}$

  Renombrando la raíz cuadrada de k₅ como K nos queda la ecuación general de los gases:
  

  ${\displaystyle {\frac {PV}{T}}=K}$