Leyes de los gases

Las variaciones que puede experimentar el volumen (V) de una muestra de aire, por efecto de los cambios de presión (P) y temperatura (T), siguen el mismo patrón de comportamiento que todos los demás gases. Estos cambios se describen claramente a través de las Leyes de los Gases.

• Ley de Boyle:
  En el siglo XVII, Robert Boyle demostró que el volumen ocupado por una misma masa de gas, a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión que soporta. Es decir, si la presión de un gas aumenta, el volumen del gas disminuye en la misma proporción. Según la siguiente expresión:

P x V = constante
Por lo tanto, para las condiciones iniciales (1) y finales (2) de P y T se cumple que:

P1 x V1 = P2 x V2



Laboratorio de la Ley de Boyle

• Ley de Charles:
  El químico francés Jacques Alexandre Charles estableció que el volumen de una cierta masa de gas a presión constante, es directamente proporcional a la temperatura absoluta expresada en Kelvin. El valor de la constante, en la siguiente expresión, está determinado por la masa y la presión del gas dado.
  La proporcionalidad directa del volumen V con la temperatura T implica que:
  
  V1 / T1 = V2 / T2
  
  

  
  
  

  
  
  El aumento del volumen de los gases con un aumento de la temperatura nos explica la diferencia de la densidad del aire caliente y del frío. Al disminuir la temperatura disminuye el volumen del aire y, por lo tanto, aumenta su densidad. Esta es la razón de que el aire frío se sitúe en las partes inferiores de la atmósfera y el aire caliente en las superiores.

Laboratorio de la Ley de Charles

• Ley de Gay-Lussac:
  El químico francés J. Gay-Lussac logró establecer la relación entre la presión y el volumen de un gas, concluyendo lo siguiente:
  Si el volumen de un gas no cambia mientras calentamos, la presión del gas aumenta en la misma proporción en que se incrementa la temperatura. Esto significa que la presión que ejerce un gas es directamente proporcional a la temperartura, siempre que el volumen sed mantenga constante, de acuerdo a lo siguiente: P / T = constante (cuando el volumen no cambia).
  Por lo tanto, se cumple que:
  
  P1 / T1 = P2 / T2
  
  

  
  
  

  
  
  
  Hasta ahora hemos estudiado el comportamiento de los gases, manteniendo una de las variables constante: Sin embargo, los gases se expanden o contraen en la naturaleza poniendo en juego todas las variables descritas anteriormente. Por lo tanto, la realidad determina la necesidad de encontrar una ley que pueda relacionar la temperatura, la presión y el volumen: esta es la Ley General de los gases.

• Ley General de los gases:
  Establece que para una masa determinada de cualquier gas, se cumple que el producto de la presión por el volumen dividido por el valor de la temperatura es una constante:
  
  P x V / T = constante
  
  Por lo tanto, se cumple que:
  
  P1 x V1 / T1 = P2 x V2 / T2