Ley De Los Gases

Ley de los gases y su fundamento experimental.

El comportamiento físico de una muestra de gas puede describirse completamente con cuatro variables: Presión (P), volumen (V), temperatura (T) y cantidad de gas (n).

Entre las cuatro variables de los gases hay 3 relaciones clave: Las leyes de boyle, la de Charles y la de Avogadro. Estas leyes expresan el efecto de una variable sobre otra, cuando las otras 2 variables se mantienen constantes.

Estas 3 leyes son casos especiales de todas las relaciones que se abarcan entre las 4 variables, que están incluidas en la llamada ley de los gases ideales. Esta observación unificada cuantitativamente describe el estado denominado de un gas ideal, uno que exhibe relaciones lineales simples entre volumen, presión, temperatura y cantidad. Aunque de hecho no existe un gas ideal realmente, la mayoría de los gases simples, muestran un comportamiento casi ideal a temperaturas y presiones normales.

Ley de Boyle: La relación entre volumen y presión.

Después de la invención del barómetro de Torricelli, el gran químico ingles Robert Boyle hizo una serie de experimentos que lo condujeron a concluir que a una temperatura dada, el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión. Boyle diseños un tubo de vidrio con forma de “j”, con el extremo más corto sellado, y vació mercurio en el extremo largo, quedando así atrapado algo de aire. A partir de la altura de la columna del aire atrapado y el diámetro del tubo, calculo el volumen de aire. La presión total aplicada al aire atrapado fue la presión atmosférica (medida con un barómetro) más la de la columna de mercurio. Al adicionar mercurio, Boyle aumento la presión total ejercida sobre el aire, y el volumen del aire disminuyo. Ya que la temperatura y la cantidad de aire eran constantes, Boyle pudo medir directamente la relación entre la presión aplicada y el volumen del aire.

La generalización de las observaciones de Boyle, se conoce como la ley de Boyle: “A temperatura constante, el volumen de una cantidad fija de un gas es inversamente proporcional a la presión (externa) aplicada.

La redacción de la ley de Boyle se enfoca en las presiones externas. En su experimento, sin embargo, adicionando más mercurio, causa que el nivel de mercurio aumenta hasta que la presión del aire atrapado detiene el aumento a un nuevo nivel. En este punto, la presión ejercida sobre el gas iguala la presión ejercida por el gas. En otras palabras, al medir la presion aplicada, Boyle estaba midiendo también la presión del gas. De este modo, cuando el volumen del gas se duplica, la presión del gas se reduce a la mitad.

La ley de Charles: La relación entre el volumen y la temperatura.

Una pregunta que surgio del trabajo de Boyle fue pior que la relación presión-volumen se cumple solo a temperatura constante.

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