Ley de Boyle
La primera ley de los gases es la ley de Boyle, formulada por Robert Boyle quién observo que el volumen de un gas es inversamente
proporcional a la presión cuando la masa y la temperatura son constantes.
Esto se expresa de la siguiente manera. Donde P es
presión y V es volumen.
P1V1=P2V2
Como podemos observar en la imagen, al aplicarle una
presión de 1 atmósfera el volumen del gas contenido en el recipiente es mayor.
Por lo que podemos deducir que a menor presión mayor volumen.
Por otro lado, al observar el tercer recipiente del lado
izquierdo, podemos ver que la presión aumento, ya que ahora son 4 atm. y observamos
que el volumen del gas es inversamente proporcional, por lo tanto deducimos que
a mayor presión menor volumen.
Ley de Charles
El científico francés Jacques Charles fue uno de los
primeros en realizar los vuelos aéreos en globos de aire caliente, de donde nacería su interés por la relación entre el volumen y la temperatura de los
gases.
Teniendo ya los antecedentes de la ley de Boyle, él llego
a la conclusión de: ‘’que el volumen de un gas es directamente proporcional a
la temperatura absoluta manteniendo la masa y la presión constantes.’’ lo que
conocemos como Ley de Charles.
Matemáticamente esto se expresa: Donde V es volumen y T es temperatura.
V1 = V2 Ó V = CONSTANTE V
T1 T2 T
Esto se puede relacionar con la teoría cinética molecular, que nos dice que al aumentar la temperatura, la velocidad de las moléculas también
aumenta y esto hace que les tome menos tiempo colisionar contra el recipiente
lo que producirá, a su vez, un aumento de la presión del recipiente y aumentará
el volumen.
Como observamos en la imagen del lado izquierdo a menor
temperatura menor volumen y por el lado derecho a mayor temperatura mayor
volumen.
Ley de Gay-Lussac
Gay-Lussac también científico francés al igual que Charles,
continuo con él trabajo de este último y formulo la ley que se enuncia a
continuación:
‘’La presión de una masa dada de un gas, es directamente
proporcional a la temperatura absoluta a volumen constante’’
Su expresión matemática es:
P1 = P2 Ó P = CONSTANTE
T1 T2 T
Donde P es presión y T temperatura.
Como se puede observar en la imagen al incrementar la temperatura se
incrementa la presión, siempre y cuando el volumen sea constante.
Ley general del estado gaseoso
Es la combinación de las leyes de Boyle, Charles y
Gay-Lussac.
Su expresión matemática es:
(P1) (V1) = (P2)(V2)
T1 T2
Ley de gas ideal
Se expresa de la siguiente manera:
PV= nRT
Donde P, V y T siguen representando a la Presión, Volumen
y Temperatura. Por otra parte ahora tenemos a R que es una constante, que es la
misma para todos los gases por lo tanto se le conoce como constante universal de los gases. La n es la cantidad de gas medida en moles. Una mol es la
cantidad de materia cuya masa en gramos es numéricamente igual a la masa
molecular de la sustancia. En el caso de los gases tenemos el principio de
Avogadro que nos lleva a la conclusión de que una mol de cualquier gas contiene
el mismo número de moléculas y este número es el llamado número de Avogadro.
NÚMERO
DE AVOGADRO= 6.02X1023 moléculas/mol.
Por otro lado a esta ecuación (ley de gas ideal) se le
nombra ecuación de estado, pues relaciona la presión, el volumen y la
temperatura. Y a las cantidades que describen la condición o el estado de un
sistema se les denomina variables de estado.
