Leyes de los gases

Ley de Boyle-Mariotte
Robert Boyle
(Lisemore, actual Irlanda, 1627-Londres, 1691) Químico inglés, nacido en Irlanda. Pionero de la experimentación en el campo de la química, en particular en lo que respecta a las propiedades de los gases, los razonamientos de Robert Boyle sobre el comportamiento de la materia a nivel corpuscular fueron los precursores de la moderna teoría de los elementosquímicos. Fue también uno de los miembros fundadores de la Royal Society de Londres. Nacido en el seno de una familia de la nobleza, Robert Boyle estudió en los mejores colegios ingleses y europeos. De 1656 a 1668 trabajó en la Universidad de Oxford como asistente de Robert Hooke, con cuya colaboración contó en la realización de una serie de experimentos que establecieron las características físicasdel aire, así como el papel que éste desempeña en los procesos de combustión, respiración y transmisión del sonido. Los resultados de estas aportaciones fueron recogidos en su Nuevos experimentos físico-mecánicos acerca de la elasticidad del aire y sus efectos (1660). En la segunda edición de esta obra (1662) expuso la famosa propiedad de los gases conocida con el nombre de ley de Boyle-Mariotte,que establece que el volumen ocupado por un gas (hoy se sabe que esta ley se cumple únicamente aceptando un teórico comportamiento ideal del gas), a temperatura constante, es inversamente proporcional a su presión.
La Ley de Boyle-Mariotte
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 EdmeMariotte (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 deuna masa fija de gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce.
Matemáticamente se puede expresar así:

Dónde:  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: siconsideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:

Donde:




Además, si se despeja cualquier incógnita se obtiene lo siguiente:


Esta ley es una simplificación de la ley de los gases ideales o perfectos particularizada para procesos isotérmicos de una cierta masa de gas constante.
Junto con la ley de Charles, la leyde Gay-Lussac, la ley de Avogadro y la ley de Graham, la ley de Boyle forma las leyes de los gases, que describen la conducta de un gas ideal. Las tres primeras leyes pueden ser generalizadas en la ecuación universal de los gases.




Experimento de Boyle
Para poder verificar su teoría introdujo un gas en un cilindro con un émbolo y comprobó las distintas presiones al bajar el émbolo. Acontinuación hay una tabla que muestra algunos de los resultados que obtuvo este fenómeno:
Experimento de Boyle
×
P (atm)
V (L)
P · V

0,5
60
30

1,0
30
30

1,5
20
30

2,0
15
30

2,5
12
30

3,0
10
30
Si se observan los datos de la tabla se puede comprobar que al aumentar el volumen, la presión disminuye. Por ello se usa una diagonal isotérmica para representarlo en una gráfica. , aumenta y que almultiplicar  y  se obtiene atm·L.





Jacques Alexandre César Charles 
(* Beaugency-sur-Loire, 7 de abril de 1746 - [12 de [noviembre] de 1823) inventor, científico y matemático francés. Rompió el record de globo aerostático, el 27 de agosto de 1783. El 1 de diciembre de ese año, junto con Ainé Roberts, logró elevarse hasta una altura de 1.000 metros. Inventó varios dispositivos, entre ellos...