leyes
La Ley de Charles y Gay-Lussac, o
simplemente Ley de Charles, es una de las leyes de los gases.
Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de
gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante una constante
de proporcionalidad directa.
En esta ley, Jacques Charles dice que para una
cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el
volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas
disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con
la energía cinética (debido al movimiento) de las moléculas del gas.
Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de
las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.
La ley fue publicada primero por Gay
Lussac en 1803, pero hacía referencia al trabajo no publicado de
Jacques Charles, de alrededor de1787, lo que condujo a que la ley sea
usualmente atribuida a Charles. La relación había sido anticipada anteriormente
en los trabajos de Guillaume Amontons en 1702.
Por otro lado, Gay-Lussac relacionó la presión y la
temperatura como magnitudes directamente proporcionales en la
llamada "La segunda ley de Gay-Lussac".
La Ley de Boyle-Mariotte, o Ley de Boyle,
formulada independientemente por el físico y químico irlandés Robert Boyle
(1662) y el físico y botánico francés Edme Mariotte (1676), 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:
La presión ejercida por una fuerza física es inversamente
proporcional al volumen de una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se
mantenga constante.
o en términos más sencillos:
A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas
es inversamente proporcional a la presión que este ejerce.
Matemáticamente se puede expresar así: pv=k
donde es
constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
Cuando aumenta la presión, el volumen baja, mientras que si
la presión disminuye el
volumen aumenta. No es necesario conocer el valor
exacto de la constante para poder hacer uso de la ley:
si consideramos las
dos situaciones de la figura, manteniendo constante la
cantidad de gas y la temperatura,
deberá cumplirse la relación: K
La ley de Gay-Lussac1 dice:
Establece que la presión de un volumen fijo de un gas, es
directamente proporcional a su temperatura.
•
Si el volumen de una cierta cantidad de
gas a presión moderada se mantiene constante, el cociente entre presión y temperatura (Kelvin)
•
permanece constante:
o también:
donde:
•
P es la presión
•
T es la temperatura absoluta (es
decir, medida en Kelvin)
•
k3 la constante de proporcionalidad
Esta ley fue enunciada en 1802 por el físico y
químico francés Louis Joseph Gay-Lussac.
Para una cierta cantidad de gas, al aumentar la temperatura
las moléculas del gas ,se mueven más rápidamente y por lo tanto
aumenta el número de
choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir,
aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su
volumen no puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento del proceso,
el cociente entre la presión y la temperatura absoluta tenía un valor
constante.
Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una
presión y a una
temperatura al comienzo del
experimento. Si variamos la temperatura
hasta un nuevo valor
, entonces la presión cambiará a
, y se cumplirá:
P1/T1=P2/T2
donde:
P1 = Presión
inicial
T1= Temperatura
inicial
P2= Presión
final
T2= Temperatura final
Que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.
Esta ley, al igual que la ley de Charles, está
expresada en función de la temperatura absoluta. Es decir, las temperaturas han
de expresarse en Kelvin.
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