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5.2 Propiedades PVT: ley de Boyle, Charles, Gay-Lussac. Ecuacion general del estado gaseoso

 

Ley de Boyle-Mariotte

 

También llamado proceso isotérmico. Afirma que, a temperatura y cantidad de gas constante, el volumen de ungas es inversamente proporcional a su presión:

 

Leyes de Charles y Gay-Lussac

 

En 1802, Louis Gay Lussac publica los resultados de sus experimentos, basados en los que Jacques Charles hizo en el 1787. Se considera así al proceso isobárico para la Ley de Charles, y al isocoro (o isostérico) para la ley de Gay Lussac.

 

Proceso isobaro ( Charles)

 

Proceso isocoro ( Gay Lussac)

 

Artículo principal: Segunda ley de Gay-Lussac

 


Ley general del estado gaseoso ( ley combinada)

 

*       Combinando las leyes de charles y de boyle-mariotte tenemos:

 

*       El volumen de una determinada muestra de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta e inversamente proporcinal a la presión aplicada:

 

*       V α T

 

*              P

 

*       V = K T

 

*                 P

 

*       PV= KT

 

*         PV    =   K   ……… (a)

 

*         T 

 

*       Cuando un gas pasa de un estado inicial con sus valores establecidos de: presión , volumen y temperatura a un estado final en el cual los valores de las tres variables cambian, se establece el siguiente planteamiento:

 

            ESTADO INICIAL            ESTADO FINAL

 

                                                           Proceso 

 

 

 

 

De acuerdo con la relación establecida en (a) 

 

                                               P i V i = K … … … (b)

 

                          T i

 

                                               P f V f = K … … … (c) 

 

                                     T f

 

Relacionando (b) y (c) en una sola ecuación

 

                                             P i V i  =  P f  V f

 

                                   T i            T f     … … (d)

 

 

 

Sustituyendo las letras i y f por los números 1 y 2 respectivamente, se tiene:

 

          P1 V1     =     P 2 V 2

 

            T 1                   T 2

 

O  bien,

 

                        T 2 P1 V1= T1 P2 V2

 

 

 

La ecuación anterior se conoce como:

 

Ecuación General del Estado Gaseoso 

 

Esta ecuación es de utilidad más amplia, debido a que en la practica las tres variables: presión, volumen y temperatura no varían en forma independiente sino relacionadas o combinadas.

 

Ejemplo: En el suelo un globo aerostático tiene un volumen de 100 kilolitros a una temperatura de 27º C y una presión de 585 mmHg. se eleva hasta una altura en que su presión baja a 300mmHg y su volumen aumenta a 170.95m3. ¿Cuál es su temperatura final en grados Celsius?

 

 

 

 

 

Datos                                      Formula

 

V1= 100kL= 100m3                                        P1 V1         =         P2 V2

 

                                               T1                         T2

 

T1= 27ºC + 273 = 300 ºk

 

P1= 585mmHg                         P1V1= T1 P2 V2

 

                                                                      

 

V2 = 170.95m3                              T2 = T1P2V2

 

                                                                                   P1V1

 

P2 = 300mmHg T2= 300ºK x 300mmHg x 170.95 m3 

 

                                                           585mmHg x 100m3

 

T2 =  ?ºC

 

                                                                       T2= 263ºK -273

 

                                                                       T2= -10ºC

 

 

 

 

 

 

 

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