Leyes de los gases

En el estado gaseoso la fuerza de cohesión de las moléculas es muy pequeña, prácticamente nula, lo cual permite que estas se muevan libremente y en todas direcciones a comparacion de cualquier otro estado de agregación.

Antes de entrar de lleno en el estudio de las leyes que explican el comportamiento de los gases, veamos cómo influyen en este los eventos físicos que los alteran y que son: temperatura, presión y volumen, además de la cantidad de que se trate.

Temperatura
La temperatura (T) ejerce gran influencia sobre el estado de las moléculas de un gas aumentando o disminuyendo la velocidad de las mismas. Para trabajar con nuestras fórmulas siempre expresaremos la temperatura en grados Kelvin. Cuando la escala usada esté en grados Celsius, debemos hacer la conversión, sabiendo que 0º C equivale a + 273,15 º Kelvin.

Presión

En Física, presión (P) se define como la relación que existe entre una fuerza (F) y la superficie (S) sobre la que se aplica, y se calcula con la fórmula



Lo cual significa que la Presión (P) es igual a la Fuerza (F) aplicada dividido por la superficie (S) sobre la cual se aplica.

En nuestras fórmulas usaremos como unidad de presión la atmósfera (atm) y el milímetro de mercurio (mmHg), sabiendo que una atmósfera equivale a 760 mmHg.

Volumen

Recordemos que volumen es todo el espacio ocupado por algún tipo de materia. En el caso de los gases, estos ocupan todo el volumen disponible del recipiente que los contiene.

Hay muchas unidades para medir el volumen, pero en nuestras fórmulas usaremos el litro (L) y el milílitro (ml). Recordemos que un litro equivale a mil milílitros:

1 L = 1.000 mL

También sabemos que 1 L equivale a 1 decímetro cúbico (1 dm3) o a mil centímetros cúbicos (1.000 cm3) , lo cual hace equivalentes (iguales) 1 mL con 1 cm3:

1 L = 1 dm3 = 1.000 cm3 = 1.000 mL

1 cm3 = 1 mL


Cantidad de gas
Otro parámetro que debe considerarse al estudiar el comportamiento de los gases tiene que ver con la cantidad de un gas la cual se relaciona con el número total de moléculas que la componen.

Para medir la cantidad de un gas usamos como unidad de medida el mol.

Como recordatorio diremos que un mol (ya sea de moléculas o de átomos) es igual a 6,022 por 10 elevado a 23:

1 mol de moléculas = 6,022•1023

1 mol de átomos = 6,022•1023


http://www.profesorenlinea.cl/fisica/GasesLeyes.htm

Ahora bien veamos las leyes de estos:


La Ley de Boyle:

Boyle fué un químico inglés, nacido en Irlanda. Pionero de la experimentación en el campo de la química, en particular en lo que respecta a las propiedades de los gases, los razonamientos de Robert Boyle sobre el comportamiento de la materia a nivel corpuscular fueron los precursores de la moderna teoría de los elementos químicos.

Estableció que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

La Ley de Charles:


Físico y químico francés. Profesor de física en el Conservatorio de Artes y Oficios de París, en 1783, conjuntamente con los hermanos Robert, construyó el primer globo propulsado por hidrógeno, capaz de alcanzar altitudes superiores a un kilómetro.

En 1787 descubrió la relación entre el volumen y la temperatura de un gas a presión constante, aunque hasta 1802 no publicó sus resultados, que pasarían a ser conocidos como «ley de Charles y Gay-Lussac».

Ley de Gay Lussac:

Físico francés. Se graduó en la École Polytechnique parisina en 1800. Abandonó una posterior ampliación de sus estudios tras aceptar la oferta de colaborador en el laboratorio de Claude-Louis Berthollet, bajo el patrocinio de Napoleón.

En 1802 observó que todos los gases se expanden una misma fracción de volumen para un mismo aumento en la temperatura, lo que reveló la existencia de un coeficiente de expansión térmica común.

Por último les agregaré la ley general del estado gaseoso:

La ley general del estado gaseoso es una combinación de las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac.La cual explica que el volumen ocupado por la unidad de masa de un gas ideal, es directamente proporcional a su temperatura absoluta, e inversamente proporcional a la presión que se recibe.

Y aqui un video en forma de resumen de todo esto que acabamos de ver: