Leyes de los gases

Leyes de los gases

Las primeras leyes de los gases fueron desarrollados a 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 se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables mantenidas constantes.

Ley de Boyle

La ley de Boyle muestra que, a temperatura constante, el producto entre la presión y el volumen de un gas ideal es siempre constante. Fue publicado en 1662. Se puede determinar experimentalmente con un manómetro y un recipiente de volumen variable. También se pueden encontrar a través del uso de la lógica, si un contenedor, con una cantidad fija de moléculas en el interior, se reduce en volumen, más moléculas impactan en los lados del recipiente por unidad de tiempo, provocando una mayor presión.

Como una ecuación matemática, la ley de Boyle es la siguiente:

Donde P es la presión (Pa), V el volumen (m3) de un gas, y k1 (medido en julios) es la constante de esta ecuación -no es la misma que las constantes de las ecuaciones de otras fórmulas de abajo.

[editar]Ley de Charles

La ley de Charles, o ley de los volúmenes, fue descubierta en 1678. Se dice que, para un gas ideal a presión constante, el volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta (engrados 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).

Donde T es la temperatura absoluta del gas (en grados Kelvin) y k2 (en m3•K−1) es la constante producida.

[editar]Combinación y leyes de los gases ideales

La ley general de los gases o ecuación general de los gases está formada por la combinación de las tres leyes, y muestra la relación entre la presión, volumen y temperatura de una masa fija de gas:

Con la incorporación de la ley de Avogadro, la Ley general de los gases se convierte en la ley de los gases ideales:

Donde la constante, ahora llamada R, es la constante de los gases, con un valor de .08206 (atm∙L)/(mol∙K)

Una formulación equivalente de esta ley es:

Donde k es la constante de Boltzmann (1.381×10−23 J•K−1 en unidades del SI)

N es el número de moléculas.

Estas ecuaciones sólo son exactas para un gas ideal, que no toma en cuentas varios efectos

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