LEYES DE LOS GASES

“LEYES DE LOS GASES”

La determinación de una ecuación de estado de los gases implica inevitablemente la medición de la presión, o fuerza por unidad de área, que un gas ejerce sobre las paredes del recipiente que lo contiene. La presión de los gases comúnmente se expresa en atmósferas o milímetros de mercurio. El estudio sistemático del comportamiento de los gases le interesó a los científicos durante siglos. Destacan los nombres de varios investigadores que establecieron las propiedades de los gases.

Ley de Boyle

A una temperatura constante y para una masa dada de un gas, el volumen del gas varía de manera inversamente proporcional a la presión absoluta que recibe. Lo anterior quiere decir que cuando un gas ocupa un volumen de un litro a una atmósfera de presión, si la presión aumenta a 2 atmósferas, el volumen ahora será de medio litro.

Por lo tanto, esta ley también significa que la presión (P) multiplicada por el volumen (V), es igual a una constante (k), para una determinada masa de un gas a una temperatura constante. De donde la Ley de Boyle se expresa matemáticamente de la siguiente manera:

PV = k

Ley De Charles

En 1785, el científico francés Jacques Charles fue el primero en hacer mediciones acerca de los gases que se expanden al aumentar su temperatura y enunció una ley que lleva su nombre: A una presión constante y para una masa dada de un gas, el volumen del gas varía de manera directamente proporcional a su temperatura absoluta en kelvin. La ley de Charles se expresa matemáticamente de la siguiente manera:

V/T = k’

Al considerar a un gas bajo dos diferentes condiciones de volumen y temperatura tenemos:

V1/T1= k’ (para un estado 1 de volumen y temperatura).

V2/T2 = k’ (para un estado 2 de volumen y temperatura).donde:

V1/T1 = V2/T2

Esta ecuación relaciona los dos estados de volumen y temperatura de un gas, para una masa y presión constantes.

Ley de Gay-Lussac

El científico francés Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) encontró la relación existente entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen del recipiente que lo contiene permanece constante. Como resultado de ello, enunció la siguiente ley que lleva su nombre: A un volumen constante y para una masa determinada de un gas, la presión absoluta que recibe el gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

Lo anterior significa que si la temperatura de un gas aumenta, también aumenta su presión en la misma proporción, siempre y cuando el volumen del gas permanezca constante. En forma matemática esta ley se expresa de la siguiente manera:

P /T= k’’

Si consideramos a un gas bajo dos diferentes condiciones de presión y temperatura tenemos:

P1/T1 = k’’ (para un estado 1 de presión Y temperatura)

P2/T2 = k’’ (para un estado 2 de presión y temperatura).

Donde:

P1/T1 = P2/T2

Esta ecuación relaciona los dos estados de presión y temperatura de un gas, para una masa y volumen constantes.

Ley general del estado gaseoso

Con base en las leyes de Boyle, Charles, y Gay-Lussac, se estudia la dependencia existente entre dos propiedades de los gases conservándose las demás constantes. No obstante, se debe buscar una relación real que involucre los cambios de presión, volumen y temperatura sufridos por un gas en cualquier proceso en que se encuentre. Esto se logra mediante la expresión:

P1V1/T1 = P2V2/T2

La relación anterior recibe el nombre de Ley general del estado gaseoso y resulta de gran utilidad cuando se desea conocer alguna de las variables involucradas en el proceso, como la presión, el volumen o la temperatura de una masa dada de un gas del cual se conocen los datos de su estado inicial y se desconoce alguno de ellos en su estado final.

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