Leyes de los gases: declaraciones, tipos, aplicaciones

Cuando las condiciones son normales, todos los gases tienen un comportamiento similar. Sin embargo, incluso pequeños cambios en las condiciones físicas, como la presión, la temperatura o el volumen, provocan una desviación. El comportamiento de los gases se estudia utilizando las leyes de los gases. Las variables de estado de un gas, como la presión, el volumen y la temperatura, revelan su verdadera naturaleza. Como resultado, las leyes de los gases son las relaciones que existen entre estas variables. ¡Aprendamos más sobre las reglas cruciales de los gases!

Las leyes de los gases son un conjunto de reglas que controlan el comportamiento de los gases estableciendo correlaciones entre las siguientes variables:

• La cantidad de espacio ocupado por el gas.
• La fuerza que ejerce un gas sobre las paredes del recipiente.
• La temperatura absoluta del gas.
• La cantidad de un material gaseoso (o el número de moles de gas).

Todos los gases se comportan de manera similar en condiciones ordinarias. Cuando se modifican los parámetros físicos relacionados con el gas (como la temperatura, la presión y el volumen), se producen alteraciones en su comportamiento. Las leyes de los gases, que recibieron su nombre de los científicos que las descubrieron, describen esencialmente el comportamiento de los gases.

leyes de los gases

Cuando las condiciones son normales, todos los gases exhiben un comportamiento comparable. Sin embargo, un pequeño cambio en las variables físicas como la presión, la temperatura o el volumen provoca una divergencia. Las leyes de los gases son un examen del comportamiento de los gases. Las variables de estado de un gas, como la presión, el volumen y la temperatura, revelan su verdadera naturaleza. Como resultado, las leyes de los gases son relaciones entre estas variables.

• Ley de Boyle

A temperatura constante, la ley de Boyle describe la relación entre la presión y el volumen de un gas. Entonces, de acuerdo con la ley de Boyle, duplicar la presión reduce el volumen de un gas a la mitad a una temperatura constante. La explicación de esto es la fuerza intermolecular que existe entre las moléculas de una sustancia gaseosa. Debido a las moléculas distribuidas, una sustancia gaseosa llena un volumen mayor del recipiente en su estado libre. Cuando se aplica presión a un medio gaseoso, las moléculas se acercan y ocupan menos espacio. En otras palabras, la presión aplicada es proporcional a la densidad del gas. El volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión a temperatura constante. Su fórmula es la siguiente:

VP=k ₁

La ley de Boyle se puede usar para calcular la presión o el volumen actual de un gas y también se escribe como

P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

• Ley de Charle

En 1787, Jacques Charles estudió el impacto de la temperatura en el volumen de una sustancia gaseosa bajo presión constante. Realizó esta investigación para comprender mejor la tecnología detrás de los vuelos en globo aerostático. Según la ley de Charle, el volumen de un gas en un sistema cerrado con presión constante es directamente proporcional a la temperatura (en Kelvin). Esto significa que a medida que aumenta la temperatura, aumenta el volumen y, a medida que disminuye la temperatura, el volumen disminuye. Esta ley esencialmente describe la relación entre la temperatura y el volumen de un gas. La ley de Charle se puede establecer matemáticamente como;

V ₁ / T ₁ = V ₂ / T ₂

• Ley Gay-Lussac

La ecuación de Gay-Lussac expresa la relación entre temperatura y presión a volumen constante. La ley afirma que para un gas en particular, la presión es directamente proporcional a la temperatura a un volumen constante. Cuando calientas un gas, las moléculas ganan energía y viajan más rápido. Cuando las moléculas se enfrían, disminuyen la velocidad y la presión disminuye. La ley de Gay-Lussac, que se escribe matemáticamente como; se puede utilizar para determinar el cambio de temperatura y presión.

PAGS ₁ / T ₁ = PAGS ₂ / T ₂

• Ley de Avogadro

Según la ley de Avogadro, si el gas es un gas ideal, el sistema tiene el mismo número de moléculas. La ley también indica que si el volumen de los gases es igual, el número de moléculas será el mismo que el del gas ideal sólo cuando el volumen sea idéntico. Esta afirmación se puede expresar numéricamente como

V ₁ / norte ₁ = V ₂ / norte ₂

Donde V denota el volumen de un gas ideal y n denota el número de moléculas de gas en la ecuación anterior. La temperatura en este lugar se mide en la escala Kelvin. Debido a que el volumen aquí es constante, la gráfica de Gay-Law Lussac se denomina isocora.

• Ley de Avogadro

Amedeo Avogadro fusionó las conclusiones de la Teoría Atómica de Dalton con la Ley de Gay Lussac en 1811 para crear la Ley de Avogadro, que es una ley esencial de los gases. La ley de Avogadro establece que, a temperatura y presión constantes, el volumen de todos los gases es igual al mismo número de moléculas. En otras palabras, bajo temperatura y presión constantes, el volumen de cualquier gas es directamente proporcional al número de moléculas en ese gas.

Las leyes de los gases anteriores brindan una descripción general de las muchas propiedades de los gases a diversas temperaturas, presiones, volúmenes y masas. Estas leyes pueden parecer insignificantes, pero juegan un papel importante en nuestra vida diaria. La diferencia en el comportamiento gaseoso bajo condiciones alteradas puede afectar todo, desde la respiración hasta los globos aerostáticos y los neumáticos de los automóviles.

• Ley de los gases combinados

La ley de los gases combinados, también conocida como ecuación general de los gases, se forma fusionando tres leyes de los gases: la ley de Charle, la ley de Boyle y la ley de Gay-Lussac. La ley describe la relación entre temperatura, volumen y presión para una cantidad dada de gas. Si queremos comparar el mismo gas en diferentes situaciones, la ley se puede expresar de la siguiente manera:

(P ₁ * V ₁ ) / T ₁ = (P _{2 *} V ₂ ) / T ₂ 

• Ley de los gases ideales

La ley de los gases ideales, como la ley de los gases combinados, es una síntesis de cuatro leyes de los gases separadas. Aquí se aplica la ley de Avogadro y la ley de los gases combinados se transforma en la ley de los gases ideales. Esta ley conecta cuatro variables diferentes: la presión, el volumen, el número de moles o moléculas y la temperatura. Esencialmente, la ley de los gases ideales describe la relación entre los cuatro factores enumerados anteriormente. La ley de los gases ideales se expresa matemáticamente como;

PV=nRT

donde, V = volumen de gas, T = temperatura del gas, P = presión del gas, R = constante universal de los gases y n indica el número de moles.

Aplicación de las leyes de los gases

• Cuando las condiciones físicas del entorno cambian, el comportamiento de las partículas de gas se desvía de su comportamiento normal. Las numerosas leyes conocidas como ley de los gases pueden utilizarse para investigar estos cambios en el comportamiento de los gases. 
• Las leyes de los gases existen desde hace mucho tiempo y ayudan mucho a los científicos a determinar cantidades, presión, volumen y temperatura cuando se trata de gases. 
• Además, la ley de los gases, así como las variantes más nuevas, se utilizan en una variedad de aplicaciones prácticas que utilizan gases. Por ejemplo, las mediciones de gases respiratorios, volumen corriente y capacidad vital, entre otras cosas, se toman a temperatura ambiente, a pesar de que estos intercambios ocurren en el cuerpo a 37 grados centígrados. 
• La ley también se utiliza con frecuencia en termodinámica y dinámica de fluidos. Se puede emplear en sistemas de predicción meteorológica.

Ejemplos de preguntas 

Pregunta 1: ¿Qué son las leyes de los gases?

Responder:

Las variables de estado de un gas, como la presión, el volumen y la temperatura, revelan su verdadera naturaleza. Como resultado, las leyes de los gases son relaciones entre estas variables.

Pregunta 2: ¿Cuál es el efecto de la temperatura en un gas?

Responder:

Las variables de estado de un gas, como la presión, el volumen y la temperatura, reflejan la verdadera naturaleza del gas. Como resultado, las leyes de los gases se basan en las interacciones de estas variables.

Pregunta 3: ¿Qué es la ley de Avogadro?

Responder:

Según la ley de Avogadro, si el gas es un gas ideal, el sistema tiene el mismo número de moléculas. La ley también indica que si el volumen de los gases es igual, el número de moléculas será el mismo que el del gas ideal sólo cuando el volumen sea idéntico.

Pregunta 4: Nombre las cuatro variables en la ley de los gases ideales.

Responder:

Las cuatro variables distintas son la presión, el volumen, el número de moles o moléculas y la temperatura.

Pregunta 5: ¿Cuál es la relación entre temperatura y volumen en los gases?

Responder:

Cuando la temperatura aumenta, el volumen aumenta, y cuando la temperatura disminuye, el volumen disminuye. Por lo tanto, son directamente proporcionales entre sí.