Leyes de los gases: cuáles son (explicadas al detalle)

Las leyes de los gases

Sabemos que el gas es uno de los estados en los que se puede presentar la materia. Ese estado de agregación no posee un volumen ni una forma propios. Los gases se mueven a gran velocidad y no poseen una forma definida.

En química se han establecido ciertas leyes específicas que nos ayudan a resolver incógnitas que se presentan en la materia en estado gaseosos. Estas leyes tienen que ver con las variables que serían el volumen, la presión y la temperatura. 

Algunos científicos han presentado sus leyes y solo tres se han podido establecer hasta la actualidad. De hecho, una combinación de estas tres leyes ha creado lo que se conoce como la ley de los gases combinados. A finales del siglo XVII, En pleno despertar de los científicos en temas relacionados a las variantes de los gases dentro de un sistema completamente cerrado, fue que se establecieron las primeras leyes.  

La ley de Charles

En esta ley se establece una relación entre la temperatura y el volumen de una cantidad específica de gas ideal. Se conoce como ley de Charles o ley de los volúmenes, descubierta en el año 1787. La ley asegura que si se mantiene una presión constante sobre este gas ideal, entonces el volúmen que mantenga va a ser proporcional a esa temperatura absoluta.Es decir que si aumenta la temperatura, entonces el gas también aumenta. 

La explicaciòn para el cumplimiento de esta ley es que la energía cinética se encuentra muy unida a lo que es la temperatura. De esta manera, si hay una cierta cantidad de moléculas en el volúmen del gas ideal, cuando la temperatura aumenta, la velocidad de estas moléculas también aumenta.

Conocida como la teoría cinética de los gases, muy fácil de comprobar usando un recipiente el cual se pueda calentar y enfriar, sin llegar al congelamiento. Lo ideal es un frasco cónico y un globo. 

La fórmula que representa esta ley es: 

V = k2T

Aquí vemos que la temperatura está representada por la letra T y el k2 viene a ser la constante que se produce.

La ley de Gay – Lussac

Joseph – Louis Gay – Lussac fue un físico y químico francés que estableció una de las leyes de los gases en la que se dice que el volúmen fijo del gas es la medida proporcional de su temperatura.

Es decir que en una cierta medida o cantidad específica de gas ideal se puede mantener una presión moderada de manera constante. Esto va a causar que el cociente de la presión y temperatura sigue siendo constante. 

La fórmula que representa esta fórmula es la que se muestra a continuación: 

P/T = k 

O también puede ser: 

P = k3T

En estas fórmulas vemos que P viene a ser la presión, T corresponde a la temperatura absoluta y k3 es la constante proporcionalidad. 

Ley de Boyle – Mariotte

Esta ley fue creada de manera independiente por Robert Boyle y Edme Mariotte en el año 1662. Corresponde a una de las leyes de los gases donde se establece una cierta relación entre la presión, la temperatura y el volumen en una cantidad específica de gas ideal.

 En esta ley se establece que la presión que se puede ejercer por una fuerza que sea quimica, viene a ser inversamente proporcional a la masa del gas. Esto si la temperatura de esa masa gaseosa se mantiene de forma constante. Es decir que mientras más aumente el volumen, menos presión va a tener y mientras más presión entonces será menos el volumen.  

Representando esta ley de manera matemática, podemos decir que su fórmula es la que dejamos a continuación: 

PV = K

Aquí vemos que P y V viene a ser el volumen y la presión que si se mantienen de forma constante, entonces k se va amantener de la misma manera. 

La ley general de los gases

En esta ley fundamental se encuentran unidas las leyes que vimos anteriormente, es decir la de Charles, la de Gay – Lussac y la de Boyle – Mariotte. Recordemos que estas leyes hablan sobre las variables que vienen a ser el volumen, la temperatura y la presión.

En todas estas leyes debe haber cierta interdependencia que es donde comienza a existir la ley combinados. Aquí se establece de manera clara y exacta que la conexión o relación que hay entre el producto presión – volumen y la temperatura de un mismo sistema debe permanecer siempre constante. 

Para representarlo de forma matemática podemos usar la siguiente fórmula: 

PV/T = K

Aquí vemos que P viene a ser la presión, V es igual al volumen, la T representa la temperatura absoluta medida en kelvins y, finalmente la K es la constante. Esta última se representa con las unidades de energía que se dividen por la temperatura. Esta constante entonces va a depender de la cantidad de gas que se utilice en el momento. 

La ley de los gases ideales

Esta ley pertenece a lo que se conoce como ecuación de estado del gas ideal. Este gas es uno que hipotéticamente se forma por partículas puntuales las cuales no tienen atracción ni se repelen unas a otras. Además cuando estas chocan se considera un movimiento elástico donde se conserva la energía cinética. 

Para representar esta ley de los gases ideales de forma matemática, podemos utilizar la siguiente fórmula: 

PV = nRT 

Aquí vemos que P es la presión absoluta, V viene a ser el volumen, n es la representación de los gases en moles, R es la constante universal de todos los gases ideales y la T es igual a la temperatura absoluta.

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