Resumen

Objetivo: El alumno demostrará con los datos obtenidos en el laboratorio, las leyes de Boyle, Charles-Gay Lussac y la ley Combinada del estado gaseoso.
Fundamentos Teóricos:
Leyes de los Gases
Boyle fue el primero en desarrollar una serie de experimentos en los que de manera sistemática cambiaba una variable para determinar el efecto sobre otra variable. Los datos obtenidos de los experimentosse emplearon después para establecer una relación empírica; un ley.
Cada vez que respiramos aplicamos la ley de Boyle, la caja torácica, la cual se expande y se contrae, el diafragma, un musculo que se encuentra debajo de los pulmones, controlan el volumen de los pulmones. La inhalación ocurre cuando la caja torácica se expande y el diafragma se mueve hacia abajo. Ambas reacciones el volumen delos pulmones, por lo tanto disminuye la presión del gas que se encuentra en los pulmones hasta que la presión en el interior de los pulmones es igual a la presión atmosférica.
La relación entre volumen de un gas y la temperatura fue descubierta en 1787 por el científico francés Jacques Charles que descubrió que el volumen de una cantidad fija de gas a presión constante aumenta linealmente con latemperatura.
En 1848, William Thomson, fue un físico ingles cuyo titulo era Lord Kelvin, propuso una escala de temperatura absoluta ahora conocida como la escala Kelvin.
En términos de la escala Kelvin, la ley Charles puede expresarse como sigue: el volumen de una cantidad fija de gas mantenida a presión constante, es directamente proporcional a su temperatura absoluta.
V=k∙T ó V/T=k;donde k es una constante
Ley de Boyle: la relación presión-volumen
La relación entre el volumen u la presión de un gas establecida por primera vez en 1662 pro Robert Boyle, químico y físico irlandés. Por medio de un aparato con un tubo en forma de J. Boyle encontró que el volumen de una muestra de gas encerrado disminuye conforme aumenta la presión externa, cuando la temperatura se mantieneconstante (sin cambio).
Cada vez que se agrega más mercurio al extremo abierto del tubo en J, aumenta la presión que se ejerce sobre la pequeña muestra de gas y en volumen de esta última disminuye. Con el tiempo y luego que se ha agregado suficiente mercurio para hacer que la presión se duplique, se encuentra que el volumen se ha comprimido a mitad del volumen original. Más aún, cuando se triplica lapresión, el volumen de la muestra de gas se reduce a un tercio, y cuando la presión, el volumen disminuye a una cuarta parte de su valor original.
Cuando demostró Robert Boyle, la relación inversa entre la presión y la temperatura se aplica a todos los gases. La ley que enuncia esta relación lleva el nombre en su honor.
Ley Boyle: A temperatura constante, el volumen, V, que ocupara una muestra degas es inversamente proporcional a la presión, P.
V∝1/P(con temperatura y masa constante)
Se lee “V es inversamente proporcional a P”. La proporción inversa se puede convertir en una ecuación si se incluye una constante de proporcionalidad, k.
V=k/P
Si se multiplican ambos lados por P se tiene:
PV=k
Ésta es una manera elegante y precisa, aunque un poco abstracta, de resumir una grancantidad de datos experimentales, Si el producto de V por P es una constante, entonces B deberá disminuir conforme P aumenta, y viceversa.
Un modelo de la ley de Charles
Un simple globo inflado con cualquier gas puede servir como un modelo sencillo de la ley de Charles. La presión externa que ejerce el aire sobre el globo es constante. Cuando se calienta, el globo de gas se expande (el volumenaumenta), y cuando se enfría se hace más pequeño (el volumen disminuye). Verter nitrógeno líquido (-196 °C) sobre un globo inflado con aire es una manera espectacular de mostrar que el volumen disminuye cuando baja la temperatura.
Teoría de la ley de Charles
La teoría cinética molecular ofrece un modelo de lo que ocurre en el nivel molecular durante un cambio de temperatura y volumen en una muestra...