LEYES DE LOS GASES


LEYES DE LOS GASES
Cualquier muestra de un gas puede describirse en función de cuatro magnitudes: masa, volumen, presión y temperatura. La investigación de estas magnitudes con el aire condujo a establecer relaciones cuantitativas entre ellas, válidas para todos los gases.

- LEY DE BOYLE-MARIOTTE

PRESIÓN YVOLUMEN
El que los gases son compresibles es un hecho familiar. Cuando se aumenta la presión sobre una cantidad determinada de un gas, como sucede en una bomba neumática, el volumen del gas disminuye: cuanto mayor es la presión menor se hace el volumen. En 1.660, el químico inglés Robert Boyle estudió los efectos de la presión sobre el volumen de aire y observó que cuando duplicaba la presión elvolumen de aire se reducía a la mitad; si la presión se multiplica por cuatro el volumen se reduce a la cuarta parte de su valor original, etc, (como se observa en la gráfica que es una hipérbola). Esta relación ha resultado ser válida para cualquier gas.
En otras palabras, lo que Boyle encontró es que:


Para una determinada masa de gas el volumen es inversamente proporcional a la presión ejercida, sila temperatura se mantiene constante.


Una forma conveniente de escribir la ley de Boyle para comparar la misma muestra de gas, a temperatura constante, bajo diferentes condiciones de presión y volumen.
Para una misma masa de un gas a temperatura constante el producto del volumen del gas por la presión que ejerce es constante.












LEY DE CHARLES yGAY-LUSSAC: TEMPERATURA Y VOLUMEN
Unos cien años después del trabajo de Boyle, Charles y Gay-Lussac investigaban la dilatación del aire y otros gases, es decir, el efecto que produce el cambio de la temperatura en el volumen de una cantidad dada de aire manteniendo la presión constante. Encontraron que el gas se expandía al calentarse de forma uniforme; así, por cada grado de aumento de la temperatura, elaumento de volumen del gas es de 1/273 veces su volumen a 0 ºC. Por tanto, tal y como muestra la figura (a), el volumen de un gas es una función lineal de su temperatura Celsius (la gráfica V- t es una recta). El volumen del gas se va contrayendo a medida que la temperatura desciende pero si ésta es lo suficientemente baja, el gas licúa (la recta se corta). Si prolongamos la recta obtenemos porextrapolación que la temperatura a la que el volumen de cualquier gas debería ser es–273ºC.
En la práctica, ningún gas puede ser enfriado hasta que se anule su volumen, ya que todos los gases se condensan para dar líquidos y sólidos a temperaturas superiores a los –273 ºC. Sin embargo, la idea de que existe una temperatura que es la mínima posible - es decir, un cero absoluto de temperaturas- es deextraordinaria importancia. En lugar de escoger arbitrariamente el punto de fusión del hielo como el cero de la escala de temperaturas, como se hace en la escala Celsius, es posible escoger de forma lógica el cero absoluto como cero de una escala de temperaturas. Esta elección del cero constituye la base de la escala absoluta o kelvin de temperaturas que fue sugerida por primera vez por elcientífico británico Lord Kelvin (1824-1.907).
Debe observarse que, por convenio, el signo de grado (º) no se utiliza cuando se expresan las temperaturas en la escala Kelvin. La unidad en la escala absoluta es el Kelvin (K) y una temperatura tal como 100 K se lee como "cien Kelvins". Cuando la temperatura se expresa en la escala absoluta el volumen de un gas resulta directamente proporcional a latemperatura (figura b), lo que no se cumple si la temperatura se mide en la escala Celsius. Esta expresión se resume en la Ley de Charles y Gay-Lussac:
"Para una determinada cantidad (masa) de un gas que se mantiene a presión constante, el volumen es directamente proporcional a su temperatura en la escala Kelvin".

LEY DE GAY-LUSSAC

PRESIÓN Y TEMPERATURA.
Gay-Lussac también estudió el efecto que...