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Leyes de los gases (II): ley de Charles

Escrito por Quimitube el 15 mayo


Ya vimos en una entrada previa la primera de las leyes de los gases ideales, la ley de Boyle-Mariotte, según la cual el producto P·V de un gas en el interior de un émbolo es constante a una temperatura dada. Por tanto, si la presión aumenta disminuye el volumen y viceversa. Que el producto sea constante implica, por tanto, que son magnitudes inversamente proporcionales.

Puesto que para el estudio de los gases ideales nos centramos en las variables presión, volumen y temperatura, es lógico que otros científicos se plantearan experimentos similares al de Boyle-Mariotte pero manteniendo constante la presión o el volumen. Así, cabía plantearse: si mantengo el volumen constante, fijando el émbolo, ¿qué marcará el manómetro cuando varíe la temperatura? Es decir, ¿cómo se relacionan la presión y la temperatura? ¿Serán magnitudes directa o inversamente proporcionales?

Pues bien, Jacques Alexandre Charles, a finales del siglo XVIII (muy posterior, por tanto, a la ley de Boyle-Mariotte, que es de la segunda mitad del siglo XVI), estudió cómo varía el volumen de un gas al modificar la temperatura, manteniendo constante la presión. Observó que el volumen y la temperatura son magnitudes directamente proporcionales; el cociente V/T permanece constante para una misma presión.

Así, la ley de Charles puede enunciarse del siguiente modo: cuando un gas experimenta una transformación a presión constante, el cociente entre el volumen que ocupa y la temperatura del gas permanece constante, es decir:

Enunciado matemático de la ley de Charles de los gases ideales

 

Figura de representación de la ley de CharlesPor tanto, si tenemos un gas en un émbolo en un estado 1, y la presión permanece constante cuando pasa a un estado 2, el volumen y la temperatura son directamente proporcionales, es decir, si la temperatura aumenta, también aumentará el volumen.

Recordad que para aplicar esta ley, la temperatura debe usarse en kelvin, mientras que la presión y el volumen se pueden expresar en diferentes unidades, siempre y cuando sean consistentes, es decir, sean las mismas para los dos estados considerados. En este caso, lo más habitual es expresar el volumen en litros.

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2 Comentarios

  1. Muy buena explicación sobre la ley de gases , estoy muy contento con que haya regresado a la educación , pero me preguntaba si piensa subir vídeos al canal, youtube necesita contenido como el que usted nos brindaba.

    Oliver, 6 Mess Antes Responder

    • ¡Hola Oliver! Mi intención es volver a retomar los vídeos en un par de semanas comenzando por formulación y siguiendo por otros contenidos más generales, como leyes ponderales, ajuste de reacciones o disoluciones. A ver si lo consigo. Gracias por tu comentario.

      QuimiTube, 6 Mess Antes Responder


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