Page 161 - Libro Hipertextos Quimica 1

Componente: Procesos físicos

2.3.2 Ley de Charles T (°C) V (mL) T(K)
La temperatura también afecta el volumen de los gases. Los experimentos 273 546 546
que realizó en un principio el físico francés Jacques Charles en 1787 y que 100 373 373
fueron confrontados por Joseph Gay-Lussac en 1802, demostraron que el 10 283 283
volumen de un gas se incrementa en 1/273 veces su valor a 0 °C por grado
de temperatura que aumente. 1 274 274
La ley de Charles establece que: a presión constante, el volumen de la masa 0 273 273
fija de un gas dado es directamente proporcional a la temperatura Kelvin 21 272 272
(figuras 22 y 23). Esto significa que si la temperatura Kelvin se duplica a 210 263 263
presión constante, el volumen se duplica; si la temperatura se reduce a la 2100 173 173
mitad, el volumen se reduce a la mitad. Matemáticamente se expresa como: 2273 0 (teórico) 0
V k (a presiónconstante) Figura 22. Los datos muestran la relación
T 5 entre la temperatura y el volumen.

donde V representa el volumen, T la temperatura y k la constante de pro- V
porcionalidad. Es decir, si una determinada masa de gas ocupa un volumen
V , cuando la temperatura es T y si ocupa un volumen V a una tempera- V 3
2
1
1
tura T , el cociente entre el volumen y la temperatura tiene el mismo valor V
2
en ambas situaciones: 2
V 1 V 2 V 1
5 , entonces, VT 2 5 VT 1
2
1
T 1 T 2
La ecuación muestra que el volumen de una cierta masa de gas es directa-
mente proporcional a la temperatura, sólo si la presión es constante. T (K)
T T T
1 2 3
2.3.3 Ley de Gay-Lussac Figura 23. La gráfica muestra la variación
del volumen en función de la temperatura
En 1808, el químico francés J. L. Gay-Lussac (1778-1850) logró establecer (Ley de Charles).
claramente la relación entre la presión y el volumen de un gas: si el volumen
de un gas no cambia mientras lo calentamos, la presión del gas aumenta en P
la misma proporción en que se incremente la temperatura (figura 24). Esto
significa que la presión que ejerce un gas es directamente proporcional a la P 3
temperatura, siempre que el volumen se mantenga constante:
P
2
P k (a volumenconstante)
T 5 P 1
donde P simboliza la presión, T la temperatura y k la constante de propor-
cionalidad. En determinadas condiciones iniciales y finales de presión y
volumen, cuando el volumen del gas no cambia, el cociente P/T es siempre T (K)
el mismo, es decir: T 1 T 2 T 3
Figura 24. Relación entre temperatura y presión
P 1 P 2
5 ,entonces, PT 2 5 PT 1 a volumen constante (Ley de Gay-Lussac).
1
2
T 1 T 2
EJEMPLOS
Un gas está en un recipiente de 2 L a 20 °C y 560 De la expresión: P 1 5 P 2 despejamos T 5 TP
12
2
mmHg. ¿A qué temperatura en °C llegará el gas si T 1 T 2 1 P
aumenta la presión interna hasta 760 mmHg? R Remplazando T 5 293 K 760 mmHg? 5 397,776 K
2
Condiciones iniciales 560 mmHg
T 5 20 °C 1 273 5 293 K P 5 560 mmHg Transformando los Kelvin a centígrados tenemos:
1 1
V 5 2 litros K 2 273 °C 5 397,76 2 273 °C 5 124,76 °C
1
Condiciones finales
T 5 ? P 5 760 mmHg V 5 2 litros
2
2
2
© Santillana 161

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