El comportamiento de los gases es descrita por la Ley de los gases ideales, que a su vez puede comprenderse como la unión de otras leyes:
LEY DE CHARLES
En 1787, Jack Charles estudió la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y, observó que cuando aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el gas, 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.
Fórmula:
Matemáticamente se puede expresar de la siguiente manera:
LEY DE BOYLE
La Ley de Boyle, se descubrió por Robert Boyle en 1662, que era un filósofo natural, químico, físico y desarrollador irlandés que formula la ley que lleva su apellido, Boyle, ésta ley instituye que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, una vez que la temperatura es constante. Cabe resaltar que Edme Mariotte también alcanzó la misma conclusión que Robert, sin embargo no publicó sus trabajos hasta 1676, por esa razón en determinados libros pudimos encontrar esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.
Boyle encontró que si la cantidad de gas y la temperatura están constantes, el producto de la presión por el volumen constantemente tiene el mismo valor.
Fórmula:
Matemáticamente se puede expresar de la siguiente manera:
Donde k, constante de proporcionalidad, como fue mencionado anteriormente es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
LEY DE GAY-LUSSAC
La ley de Gay-Lussac determina que la presión de un volumen fijo de un gas, es directamente proporcional a su temperatura. La ley de Gay Lussac es válida para gases ideales y gases reales. Es decir, cumpliendo por medio de la presión, temperaturas moderadas y bajas densidades del gas. La ley de los gases evidencia que el incremento de la temperatura de un gas hace que su presión se eleve proporcionalmente si el volumen no cambia, de la misma manera que cuando la temperatura disminuye, la presión disminuye proporcionalmente a esta.
Fórmula:
En esta fórmula podemos evidenciar que:
P1: Presión inicial
P2: Presión final
T1: Temperatura inicial
T2: Temperatura final
Unidades:
- La presión está en Pa, es decir, pascales.
- La temperatura se encuentra en K, el símbolo del kelvin, la unidad de temperatura en el Sistema Internacional de Unidades.