5.4 Ley de Boyle, ley de Charles, ley de Gay-Lussac y la ecuación general del estado gaseoso.

lunes, 3 de diciembre de 2012 en 22:51

LEY DE BOYLE

Robert Boyle investigó el comportamiento de una cantidad fija de gas sometido a diversas presiones, y encontró una relación muy sencilla entre su volumen y su presión:

"El volumen (V) de una masa definide de un gas, a temperatura (T) constante, es inversamente proporcional a la presión aplicada (P) sobre él"; la expresión matemática de esta ley es:

V=k(1/P), donde k es una constante de proporcionalidad.


LEY DE CHARLES

El físico francés Jacques Charles (1763-1823) descubrió la relación existente entre el volumen y la temperatura de un gas, siempre y cuando su presión se mantenga invariable. Para ello utilizó el mismo diseño empleado un siglo antes por Boyle, pero ahora variando la temperatura y manteniendo constante la presión.

A presión constante, el volumen ocupado por una masa definida de una muestra de gas es directamente proporcional a la temperatura (kelin o absoluta). Matemáticamente esta ley puede expresarse de la siguiente forma:

V=kT donde k es una constante de proporcionalidad; a presión y cantidad de materia (n) constantes.


LEY DE GAY LUSSAC

A volumen constante, la presión de una masa fija de un fija de un gas dado es directamente proporcional a la temperatura kelvin. La representación matemática de esta ley es:

k=P/T ó P=kT, donde k es una constante de proporcionalidad.

Para un estado inicial (Pi/Ti=k)y un estado final (Pf/Tf=k), se cumple que: PiTf=Pf/Ti



Ecuación general del estado gaseoso

La combinación de la Ley de Boyle y la Ley de Charles nos permite establecer una relación matemática entre el volumen, temperatura y presión de una muestra determinada de gas. Esta relación queda formulada así: 
"La razón entre el producto Presión - Volumen y la Temperatura es una constante".
\frac{PV}{T}=k

 esta masa gaseosa puede expresarse en términos de una condición inicial y una condición final:
\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2}
que representa la ecuación general del estado gaseoso y en ella están incluídos los tres parámetros que determinan el comportamiento de los gases, donde:
P se expresa en atm, mmHg o psig
T se expresa en kelvins
V se expresa en litros, sus múltiplos y submúltiplos, cm3.


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