INTRODUCCIÓN:
En este blog se hablara sobre la ley de Boyle Y de Charles, sus conceptos, aplicación y ejercicios con los cuales podemos realizar un proceso correcto a la hora de hallar la relación entre la presión y el volumen de un gas o relación entre la temperatura y el volumen de un gas.
OBJETIVOS:
- Profundizar en los conceptos de temperatura, presión, volumen y cantidad de un gas.
- Reconocer las leyes de boyle y charles y su aplicación.
- Identificar la ecuación correcta al resolver un ejercicio dependiendo los datos dados.
CONCEPTOS
TEMPERATURA: Es una medida de la energía cinética media de los átomos y moléculas que constituyen un sistema. Dado que la energía cinética depende de la velocidad, podemos decir que la temperatura está relacionada con las velocidades medias de las moléculas del gas.
Hay varias escalas para medir la temperatura; las más conocidas y utilizadas son las escalas Celsius (ºC), Kelvin (K) y Fahrenheit (ºF).
PRESIÓN: Relación que existe entre una fuerza y la superficie sobre la que se aplica:
Otra unidad muy utilizada para medir la presión, aunque no pertenece al Sistema Internacional, es el milímetro de mercurio (mm Hg) que representa una presión equivalente al peso de una columna de mercurio de 1 mm de altura.
La presión de un gas está relacionada con el número de choques por unidad de tiempo de las moléculas del gas contra las paredes del recipiente. Cuando la presión aumenta quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo es mayor.
VOLUMEN: Es el espacio que ocupa un sistema.Los gases ocupan todo el volumen disponible del recipiente en el que se encuentran. Decir que el volumen de un recipiente que contiene un gas ha cambiado es equivalente a decir que ha cambiado el volumen del gas.
Hay muchas unidades para medir el volumen. En este trabajo usaremos el litro (L) y el mililitro (mL)
Su equivalencia es:
1L = 1000 mL
Como 1 L es equivalente a 1 dm3, es decir a 1000 cm3, tenemos que el mL y el cm3 son unidades equivalentes.
CANTIDAD DE GAS: La cantidad de gas está relacionada con el número total de moléculas que se encuentran en un recipiente. La unidad que utilizamos para medir la cantidad de gas es el mol.
Un mol es una cantidad igual al llamado número de Avogadro:
1 mol de moléculas= 6,022·1023 moléculas
1 mol de átomos= 6,022·1023 átomos
¡¡¡ 602.200.000.000.000.000.000.000 !!!
La masa molar de una sustancia pura es la masa que corresponde a 1 mol de dicha sustancia:
LEYES:
LEY DE BOYLE:
Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante.
Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante.
Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.
La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.
El volumen es inversamente proporcional a la presión:
- Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
- Si la presión disminuye, el volumen aumenta.
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.
Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es: P⋅V=k
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de Boyle.
Como se demuestra en la imagen la ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.
El volumen es inversamente proporcional a la presión: Si la presión aumenta, el volumen disminuye. Si la presión disminuye, el volumen aumenta.
EJEMPLO:
LEY DE CHARLES:
Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante
En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.
Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).
Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor.
Esta ley se descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle debido a que cuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que relacionar el volumen con la temperatura Celsius ya que aún no existía la escala absoluta de temperatura.
En el laboratorio podemos evidenciar la ley de charles ya que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.
EJEMPLO:
EJERCICIOS EDUCAPLUS LEY DE BOYLE Y CHARLES:
WEBGRAFIA:
http://teocinemate.blogspot.com/2011/12/leyde-boyle-robertboyleinvestigo-el.html
https://sites.google.com/site/proyectocabaga/3o-e-s-o-1/leyes-de-los-gases/ley-de-boyle
http://teocinemate.blogspot.com/2011/12/leyde-boyle-robertboyleinvestigo-el.html
