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4. Leyes de los Gases
Las leyes de los gases son productos de incontables experimentos que realizaron sobre las propiedades físicas de los gases durante varios siglos. Cada una de las generalizaciones en cuanto al comportamiento macroscópico de las sustancias gaseosas representa una etapa importante en la historia de la ciencia. En conjunto, las generalizaciones han tenido un papel muydestacado en el desarrollo de muchas ideas de la química.
*Ley de Boyle* (La relación presión-volumen) Boyle analizó la relación que hay entre la presión y el volumen de una muestra de gas. A continuación se muestra una serie de experimentos que boylerealizó con un aparato (tubo), mercurio y gas.
La presión ejercida sobre el gas por el mercurio que se agrega al tubo, es igual a lapresión atmosférica.
Un aumento en la presión, debido a la adición mayor de mercurio, conduce a una disminución del volumen de gas y a un desnivel de la columna de mercurio.
Cuando la temperatura se mantiene constante, el volumen de una cantidad dada de un gas se reduce cuando la presión total que se le aplica aumenta.
P ∞ 1
V
El símbolo ∞ significa proporcional a.P = k1 x 1
V
En esta ecuación K1 es una constante llamada constante de proporcionalidad. La cual establece que la presión de una cantidad fija de gas mantenido a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas.
P.V = K1
_ _
Despejando obtenemos que el producto de la presión y el volumen de un gas a temperatura y cantidad de gas constante es una constante._P1.V1=k1=P2. V2 ó P1.V1=P2. V2 _en esta ecuación nos muestra un gas bajo dos condiciones distintas a temperaturas constantes. Donde V1 y V2 son los volúmenes a las presiones P1 y P2, respectivamente.
Ley de Charles (Relación entre temperatura-volumen ) La Ley de Charles y Gay-Lussac, también llamada Ley de Charles explica las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y latemperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que "temperatura" significa movimiento de las partículas. Así que, a mayormovimiento de las partículas (temperatura), mayor volumen del gas.
La ley de Charles es una de las más importantes leyes acerca del comportamiento de los gases, y ha sido usada de muchas formas diferentes, desde globos de aire caliente hasta acuarios. Se expresa por la fórmula: en esta ley actúan la presión en un gas ideal así como la de un gas constante.
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Además puede expresarsecomo:
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donde:
V es el volumen
T es la temperatura absoluta (es decir, medida en Kelvin)
k es la constante de proporcionalidad .
Ley de Amontons Amontons investigó la relación entre la presión y la temperatura en los gases aunque carecía de exactitud y precisión los termómetros. Aunque sus resultados fueron en el mejor de semi-cuantitativa, seestableció que la presión de un gas aumenta en aproximadamente un tercio entre las temperaturas de frío y el punto de ebullición del agua . Este fue un paso importante hacia la leyes de los gases siguientes y, en particular, la ley de Charles.
Su trabajo lo llevó a especular que una reducción suficiente de la temperatura daría lugar a la desaparición de la presión. Así, él es el primerinvestigador para discutir el concepto de un cero absoluto de temperatura, un concepto que posteriormente se ampliará y racionalizada por William Thomson, 1st Baron Kelvin.
En 1699, publicó su Amontons redescubrimiento de las leyes de la fricción presentó por primera vez por Leonardo da Vinci. A pesar de que fueron recibidos con cierto escepticismo, las leyes fueron verificadas por Charles-Augustin de...