LEY DE CHARLES Y GAY-LUSSAC

COMPORTAMIENTO DE LOS GASES

LEY DE CHARLES Y GAY-LUSSAC

CAMBIO EN EL VOLUMEN DE UN GAS AL VARIAR LA TEMPERATURA, A PRESIÓN CONSTANTE

LEY DE CHARLES Y GAY-LUSSAC: Si la presión se mantiene constante, el volumen de una masa dada de gas es directaamente proporcional a la temperatura absoluta.
La formulación matemática es:
V ~ T, o sea, V/T = constante, y por tanto, V1/T1 = V2/T2,
que también equivale a la expresión V1 . T2 = V2 .T1
cuya última expresión permite resolver cualquier problema gaseoso referente al cambio de volumen-temperatura de una misma masa de gas a presión constante.

UNIDADES DE MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA:
La temperatura absoluta se puede expresar en ºK (grados Kelvin) o en ºR (grados Rankine)
ºK = ºC + 273 y ºR = ºF + 460

Consideremos el ejemplo siguiente:

Una masa de gas ocupa 600 cm3 a 25 ºC. Si la presión se mantiene constante, ¿cuál será el volumen de dicha masa de gas a -5 ºC?

Como el volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta, y dado a que las temperaturas del problema vienen expresadas en ºC, es necesaario transformar los ºC a ºK, aplicando la fórmula ºK = ºC + 273; quedando así las nuevas unidades 25 ºC = 298 ºK y, -5 ºC = 268 ºK

Condiciones iniciales
V1 = 600 cm3
T1 = 25 ºC = 298 ºK
Condiciones finales
V2 = ?
T2 = - 5 ºC = 268 ºK

Visualicemos la cuestión y planteemos la pregunta, ¿El volumen nuevo será mayor o menor que el volumen inicial, igual a 600 cm3?. Como se puede observar, la temperatura absoluta ha disminuído, por tanto, el volumen final será menor, ya que el gas al enfriarse se contrae.

Aplicaremos la fórmula V1 . T2 = V2 .T1 y despejando la incógnita V2, tenemos que:
V2 = (V1 . T2) / T1
V2 = (600 cm3 . 268 ºK) / 298 ºK
eliminando las unidades ºK comunes en el numerador y denominador, tenemos que:
V2 = 539,6 cm3 ,
tal y como se había determinado, el volumen final es menor, debido al enfriamiento de la masa de gas.

PROBLEMAS PARA RESOLVER

1) Una masa de gas ocupa 600 cm3 a 77 ºF. Si la presión se mantiene constante, ¿cuál será el volumen de dicha masa gaseosa a 23 ºF? Resultado 539,6 cm3

2)Un globo esférico de goma es llenado de aire a 19 ºC hasta una capacidad de 6 litros, si la temperatura ambiente se eleva hasta 28 ºC ¿Cuál sería la capacidad que el globo tendría que soportar?