¿Por qué la temperatura hay que ponerla en kelvin?

Las leyes con proporcionalidad a T reflejan la dependencia lineal de la temperatura absoluta; el cero Celsius no significa presión nula, por eso en las fórmulas se usa la escala Kelvin.

¿Qué se mantiene constante en cada experiencia?

En la ley de Boyle es constante la temperatura; en la de Charles, la presión (V ∝ T); en la de Gay-Lussac, el volumen (p ∝ T). La ley combinada relaciona las tres magnitudes a cantidad fija de gas.

¿Qué tan realista es el gas ideal?

A p y T moderados, no demasiado cerca de la condensación, los gases reales se acercan al modelo; a alta presión y baja T hacen falta la ecuación de van der Waals y las correcciones.

¿Por qué al comprimir el pistón sube la presión?

A T fija y V menor, el mismo número de moléculas choca más a menudo con las paredes: la presión sube, de acuerdo con pV = const en la isoterma.

Leyes de los gases

Leyes de Boyle, de Charles y de Gay-Lussac con pistón móvil: dependencias P(V), V(T) y P(T).

Sobre el modelo

Las leyes de los gases ligan presión, volumen y temperatura absoluta a cantidad fija de gas ideal: ley de Boyle (pV = const a T constante), ley de Charles (V/T = const a p constante) y ley de Gay-Lussac (p/T = const a V constante); la forma unida es (p₁V₁)/T₁ = (p₂V₂)/T₂. En pantalla, un cilindro con pistón: la altura es el volumen, el color es la temperatura. Se puede fijar T, p o V y ver cómo se ajustan las demás magnitudes. El modelo omite el volumen de las moléculas y las fuerzas entre ellas; la temperatura va en kelvin. En las unidades del modelo nR = 1, así que PV = T.

Para quién: Bachillerato e introducción a la física general: isoterma, isobara, isocora; paso a pV = nRT.

Conceptos clave

gas ideal
ley de Boyle
ley de Charles
ley de Gay-Lussac
temperatura absoluta
ley combinada de los gases

Cómo funciona

Gas ideal monoatómico en unidades del modelo con nR = 1, así que PV = T. Ley de Boyle: temperatura constante, cambia el volumen — la presión varía como 1/V. Ley de Charles: presión constante, se calienta el gas — el volumen crece linealmente con T. Ley de Gay-Lussac: volumen constante, se calienta el gas — la presión crece linealmente con T. La altura del pistón corresponde al volumen; el color del gas, a la temperatura.

Fórmulas principales

PV = nRT ··· aquí nR ≡ 1

Boyle: PV = const · Charles: V/T = const · Gay-Lussac: P/T = const

Preguntas frecuentes

¿Por qué la temperatura hay que ponerla en kelvin?: Las leyes con proporcionalidad a T reflejan la dependencia lineal de la temperatura absoluta; el cero Celsius no significa presión nula, por eso en las fórmulas se usa la escala Kelvin.
¿Qué se mantiene constante en cada experiencia?: En la ley de Boyle es constante la temperatura; en la de Charles, la presión (V ∝ T); en la de Gay-Lussac, el volumen (p ∝ T). La ley combinada relaciona las tres magnitudes a cantidad fija de gas.
¿Qué tan realista es el gas ideal?: A p y T moderados, no demasiado cerca de la condensación, los gases reales se acercan al modelo; a alta presión y baja T hacen falta la ecuación de van der Waals y las correcciones.
¿Por qué al comprimir el pistón sube la presión?: A T fija y V menor, el mismo número de moléculas choca más a menudo con las paredes: la presión sube, de acuerdo con pV = const en la isoterma.

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