Leyes de los gases

Leyes de los gases

Existen diversas leyes derivadas de modelos simplificados de la realidad que relacionan la presión, elvolumen y la temperatura de un gas.

Ley de Boyle-Mariotte

La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle), formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que a una temperatura constante y para una masa dada de un gas el volumen del gas varia de manera inversamente proporcional a la poción absoluta del recipiente:

Ley de Charles

A una presión dada, el volumen ocupado por una cierta cantidad de un gas es directamente proporcional a su temperatura.

Matemáticamente la expresión sería:

o .

en términos generales:

(V1 * T2) = (V2 * T1)

Ley de Gay-Lussac

La presión de una cierta cantidad de gas, que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura:

Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero ha de enfriarse el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característica de cada gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente y eventualmente, explote.

Ley general de los gases

Combinando las tres leyes anteriores se obtiene:

Ley de los gases ideales

De la ley general de los gases se obtiene la ley de los gases ideales. Su expresión matemática es:

siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases ideales y T la temperatura en Kelvin. Tomando el volumen de un mol a una atmósfera de presión y a 273 K, como 22,4 l se obtiene el valor de R= 0,082 atm•l•K−1•mol−1

El valor de R depende de las unidades que se estén utilizando:

• R = 0,082 atm•l•K−1•mol−1 si se trabaja con atmósferas y litros

• R = 8,31451 J•K−1•mol−1 si se trabaja en Sistema Internacional de Unidades

• R = 1,987 cal•K−1•mol−1

• R = 8,31451 10−10 erg •K−1•mol−1

• R = 8,317x10−3 (m3)(Kpa)/(mol)(K) si se trabaja con metros cúbicos y kilo pascales

De esta ley se deduce que un mol (6,022 x 10^23 átomos o moléculas) de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a 22,4 litros a 0 °C y 1 atmósfera. Véase también Volumen molar. También se le llama la ecuación de estado de los gases, ya que solo depende del estado actual en que se encuentre el gas

...